Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

От секунды до суперхрона

1967 год. Начальник Якутского аэропорта с недоумением вертит в руках мой билет, купленный в Москве по безналу.

- Москва- Якутск- Москва. Так. Но где же здесь Тикси? Только в Москву.

- Понимаете, я вернуться хочу через Тикси. По пути, так сказать.

- Ничего себе, по пути. Это же как от Москвы до Краснодара, да еще в сторону. Видал?- Он протянул билет начальнику по перевозкам. Тот почесал в затылке.

- Надо в Тикси, платите и летите. У нас не частная лавочка.

Тогда так и было. Но если была бы частная, как сейчас, точно бы не получилось.

- Тогда денег не хватит, а в Тикси срочно надо. Там ждут,- трясу коробками с кинескопами,- вот это на локаторе срочно менять.

Локатор - это им понятно, это действует.

- Знаешь, - говорит начальник перевозок начальнику аэропорта,- а рейс там пустой собирается. Пущай летит?

Через час лечу с небывалым в истории полярной пассажирской авиации билетом Якутск- Москва через Тикси. Как проворчал на прощанье начальник аэропорта: «Левой ногой правое ухо».

Так началась поездка, в которой рождался замысел книги. Хотя и в Якутске я был уже не случайно, а в командировке по заданию редакции журнала «Знание - сила».

Долгие разговоры в Якутском филиале Сибирского отделения АН СССР (сейчас РАН), а потом и на полярной станции Тикси вертелись вокруг полярных сияний. Но часто разговор уходил в смежные проблемы, в сложную ритмику природных процессов нашего мира. Природа избегает уникальности и единственности, неповторимости, как бы уча и нас смирению. Все или почти все повторяется - то с астрономической точностью, то по более причудливым законам. Есть ритм сердца, примерно в секунду. Есть суточный ритм, месячный, годовой с сезонами, временами года - следствие вращения Земли, обращения Луны, пути Земли по околосолнечной орбите. Это - календарь, хронооснова всей нашей жизни. Теплые эпохи сменяются холодными, и наоборот, 11 -летних солнечных циклов (видимо, они - основа восточного 12-летнего календаря) человек за жизнь проживает пять-шесть и успевает кое-что и сам заметить. Календарь огромных климатологических, геологических, биосферных циклов открывается только науке. Гигантские циклы обращения внутренних колес циркуляции в теле Земли нелегко охватить и помыслом ученого. Их всего-то за всю историю планеты, возможно, не прошло и десяти.

В той поездке, как и в Библии, в Екклезиасте, восходило Солнце и заходило и вновь спешило к месту восхода, чтобы снова взойти. Ритмы секундные и суточные, деловые и житейские легко и непринужденно ложились рядом с солнечными, космическими и геофизическими, образуя своеобразный спектр, как волны, баюкающие нашу Землю. Правда, эта легкость часто оказывалась мнимой.

Но сначала полярные сияния. В этой книге история о полярных сияниях начнется с небольшого письма, которое получил в одно прекрасное утро тихий, скромный человек, старший научный сотрудник одного якутского института.

Лицо

Якутск Институт космофизики и аэрономии Якутского филиала Сибирского отделения Академии наук СССР Ю.А. Надубовычу

Дорогой Юлий Аркадьевич!

Не могу не поделиться с Вами, как со старшим товарищем и научным руководителем, обстоятельствами, странными и труднообъяснимыми с точки зрения общепринятой теории полярных сияний.

5 октября в 16 часов по мировому времени - а в это время было как раз мое дежурство - самописец нашего фотометра вдруг начал рисовать резкое возрастание светового потока.

Стрелка мгновенно дошла до края шкалы и буквально впилась в нее. Я переключила аппарат на меньшее усиление и взглянула в окно: представляете, там было темно! Никакой Луны, ничего. Снова посмотрела на фотометр: стрелка уже успела, снова прочертив резкое возрастание, еще раз упереться в край шкалы. Я выбежала на крыльцо.

И не увидела на небе ни одного лучика полярного сияния! Это было просто ужасно. Что за невидимое излучение принимал прибор? Я вернулась в дом. И снова была поражена, хотя больше, казалось бы, некуда. Приемник, только что мурлыкавший какую-то легкомысленную песенку, вдруг замолчал, будто намереваясь произнести что-то очень важное. Быстро пробежала весь диапазон - полное молчание. Ни шороха, ни свиста!

Можете себе представить, Юлий Аркадьевич, мое состояние! Я накинула шубу и опять выбежала на улицу. И тут я увидела... Но лучше по порядку. Сначала было несколько зеленых дужек. Сияние балла на три. Потом появились красные и желтоватые лучи. Они сложились в кайму. А эта кайма заколыхалась, будто от ветра/ и ее очертания сложились... Вы, наверное, не поверите, но на небе появилось Лицо!

Я, конечно, не могу сказать, что это было Ваше или мое лицо, мужское или женское и вообще чье бы то ни было конкретно. Это было какое-то невероятно чуждое и в то же время чем-то знакомое прекрасное Лицо. Как будто сложенное из сверкающих камней, оно смотрело на меня звездными глазами и что-то говорило. Да, говорило. Так как сзади я услышала из домика нечеловеческое грохотанье включенного приемника! Открыв дверь, я уловила только последние слова: «До скорого свидания». И все. Небо потухло. Приемник завыл: «Любовь- кольцо, а у кольца...»

Рада была бы подтвердить свой правдивый рассказ отснятыми кадрами, но - увы!- я, оказывается, забыла снять с объектива нашего треножника колпачок, что не удивительно после трех ночей непрерывного дежурства (сменщик-то мой болел).

Надеюсь, все сказанное убедит Вас, наконец, в том, насколько необходим нам третий наблюдатель на полярные сияния. Иначе мы во время наших дежурств еще и не то увидим.

С уважением,

Валентина Дмитренко,

Тикси, станция МГГ,

10 октября 1967 года

Ведь кто-то должен...

«Ведь кто-то должен на Земле дежурить». Это - песня местного барда. Одна из тех, что здесь, в поселке тиксинских космофизиков, исполнялись когда-то под гитару долгими полярными вечерами за чашкой, вернее, огромной эмалированной кружкой кофе. За окном пурга, и не твое сейчас дежурство, и приятно, рассевшись на гремящих пружинами койках, петь под гитару про то, что надо кому-то дежурить на этой Земле.

А дежурить действительно надо. В этом, собственно, если говорить высоким стилем, главное предназначение геофизической станции Тикси. Для одних это дежурство - три года по договору, для других - десять, двадцать лет жизни. Кончается один договорный срок, начинается другой. А уехать из «Тиксиленда» трудно, почти невозможно.

Ну, во-первых, охота, рыбалка - где такое найдешь. И много раз описанное «северное притяжение». Тесное товарищество перед лицом далеко еще не смирившейся здесь перед «покорителем» природы. И работа.

Средневековые фантастические представления о природе полярных сияний

Тиксиленд бесхитростен. Это - рыжая тундра, плитки сланца, гремящие под ногами. Клочок голубеющего, чернеющего, белеющего - в зависимости от погоды и сезона - океана между сопок, равнина со сверкающими блюдцами озер.

Это - столица Арктики, город Тикси. От него до научной станции - 5 километров. Там - Великий Северный морской путь, магазины, а главное, почта, откуда вездеход привозит письма с Большой Земли. И еще - кинофильмы, которые крутят в коридоре самого большого из домиков станции.

А смысл Тиксиленда - в полярных сияниях. Именно ради них, холодных ночных зорь Арктики (впрочем, не таких уж холодных, но об этом потом), и всех связанных с ними геофизических и космофизических явлений и стоит здесь эта станция, созданная в пятидесятых годах XX века во время Международного геофизического года. Тикси расположен на северном кольце наибольшей частоты полярных сияний.

Если бы сияние грохотало

Я действительно летел в Тиксиленд не с пустыми руками. Юлий Аркадьевич Надубович, тот самый адресат шутливого письма Вали Дмитренко, позаботился, нагрузил двумя не тяжелыми, но громоздкими коробками с трубками-кинескопами для тиксинского радиолокатора. Трубки, как ни странно, доехали благополучно. И тем самым я сразу удостоился теплого расположения Миши Успенского - молодого тогда еще кандидата наук, радиолокаторного мага.

В домике, который поделили между собой локаторщики и ионосферщики, я застал полный разгром: детали, проводки, инструменты шелестели под ногами на разостланных газетах. Шла большая перестройка, но приборы работали. За окном вертелась громадная антенна, по экрану локатора бегал светлый лучик, но он ничего не выхватывал из пустоты - сияния не было.

Переделка шла чуть ли не «по всему фронту» - Миша приспосабливал обычный аэродромный локатор специально для полярных сияний. Правда, авиационная точность и быстрота обзора будут отчасти потеряны, но зато выигрыш в чувствительности - на один порядок.

Многие «авроральные» явления стали известны с помощью радио. Обычный приемник может это продемонстрировать: полное молчание на всех диапазонах после сильных сияний (в шутке Вали Дмитренко есть реальная основа). С сияниями связаны различные возмущения в ионосфере, сгущения и разрежения в этом электрическом небе нашей планеты, которые рассеивают короткие, средние и длинные волны. Зато они же, например, делают иногда возможным сверхдальний прием телевизионных передач без кабеля и спутника: отражают ультракороткие волны, обычно проходящие атмосферу навылет.

Полярные сияния сияют в радиодиапазоне не хуже, чем в видимых лучах. А может быть, и ярче. Именно радио когда-то обнаружило, что полярные сияния происходят и днем. Благодаря радио не прекращается работа «аврорщиков» и в пасмурную погоду, и при яркой Луне.

У радиоаппаратуры геофизической станции есть свое разделение труда. Локатор щупает само сияние. Ионосферная станция, тоже, в сущности, локатор,- ионосферу. Она посылает импульсы только вверх, зато во всем диапазоне частот.

- Хорошо это или плохо - такое распределение обязанностей?

- И хорошо и плохо. Хорошо, потому что разные способы наблюдений - полней картина. И плохо в то же время. Локатор - подвижный и чувствительный инструмент. Сейчас он только щупает. А ведь он, его приемная часть, может и «слушать» разговор самого сияния, излучающего радиоволны. Он будет работать при этом «в пассивном режиме», как приемник с направленной антенной. Возможно, он услышит что-то новенькое. Или ионосферная станция. Она говорит о состоянии ионосферы только в одной точке неба - в зените. А самые интересные вещи происходят ближе к горизонту - там, на севере, где больше всего сияний. Значит, если бы станцию можно было наклонять, двигать, то есть приблизить по устройству к локатору - понимаешь?- это был бы новый выигрыш в информации

Миша верит во всемогущество радиотехники и надеется выжать из нее все. Для чего? Чтобы открыть что-то новое, стереть белое пятно? Конечно, нет. Об этом даже неудобно спрашивать. Неуместно.

Здесь, на таких вот станциях наблюдений, обычно не совершают открытий. Хотя и хочется, хоть бы и в шутку - вроде того самого Лица. Открытия, какие-то новые решения приходят обычно там, в больших городах, мировых научных центрах, к людям, перед которыми в лучшем случае лежат кипы магнитограмм, фотографий, таблиц с десятков таких станций, разбросанных по всему миру. А чаще процесс обезлички информации заходит еще дальше. Между ученым-теоретиком и практиками встают еще компьютеры.

И все же, когда Миша Успенский, кандидат технических наук, в каком-то лихорадочном азарте спешит еще на йоту улучшить вроде бы малозначительную деталь во всемирной системе службы наблюдения, он участвует в едином творческом научном процессе. И разгадка тайны полярных сияний, когда она станет, наконец, фактом, будет в какой-то мере и его заслугой. Они, сияния, так обыденны здесь, в Тикси. И так странно, что о них известно много, а неясно - все.

Я понимал все эти вещи и раньше, больше того, полярное сияние я даже уже и видел в 80 километрах южнее Москвы. Редко, но бывает в максимумы солнечной активности, и мне повезло. Но разве можно сравнивать ту блеклую дужку над подмосковным лесом - о ней на другой же день мы возбужденно разговаривали с Николаем Васильевичем Пушковым, директором Института геомагнетизма и аэрономии - с настоящим полярным космофизическим шоу? Это все равно что сравнивать первые этюды ученика музыкальной школы с симфонией Моцарта. То мое понимание как-то совершенно перевернулось, стало абсолютно другим, после того как я увидел все сам, воочию - беззвучную цветомузыку над черными сопками тундры.

Беззвучную?

Перед вылетом в Тикси сидел и листал в «Ленинке» литературу. Видный американский аврорщик Брайен уверяет: сияние звучит. Не менее видный его коллега англичанин Сидней Чепмен возражает: ничего подобного. Юлий Аркадьевич Надубович любит рассказывать, как - он не раз видел - собаки при особо ярких вспышках настораживают уши.

Среди обитателей Тиксиленда то же самое. Одни верят в звук, даже слышали какой-то треск, другие - нет.

Говорят, где-то в мозгу нервные импульсы от органов слуха и от глаз могут как-то влиять друг на друга. И наблюдателю кажется, что он что-то слышит в мертвой тишине полярной ночи при особо ярких вспышках на небе. Возможно, это и так. (Забегая вперед, скажу, что мне хотелось услышать какие-то звуки, когда я смотрел на цветовые аккорды сияния. Но это было бы невозможно, даже если бы сияние специально ради меня исполнило какое-нибудь небольшое скерцо: тарахтел на всю тундру дизель электростанции.)

Но даже если бы сияния грохотали там, наверху, подобно грозам, звуки не достигли бы земной поверхности. Вспомним: громоподобный голос реактивного самолета из стратосферы не слышен. А скрипит под воздействием сияния что-то, расположенное совсем рядом с наблюдателем.

Может быть, электрические токи, текущие в ионосфере в районах полярных сияний, электризуют и заставляют колебаться кристаллы снега или частицы горных пород? И эти кристаллы или частицы трутся друг о друга - отсюда и скрип?

Может быть...

Луч света в темном царстве

- Будет сияние?- спросил я Валю Дмитренко в первый же день по приезде в Тиксиленд. - Представляете, столько лететь - и не увидеть.

Валя - украинка, выпускница Киевского университета. Сама напросилась. Еще на втором курсе решила - в Тикси.

- Луч света в темном царстве полярной ночи,- представил мне ее начальник станции Самсонов,- сияниями командует.

«Луч света» обещала мне «все устроить».

- Для гостя уж какое ни на есть завалящее сияние найдем.

Валя - особа насмешливая и в то же время строгая. Сияние она мне таки устроила, и совсем не завалящее: по четвертому баллу представление, а их и всего четыре на шкале интенсивности. Признаюсь, один момент я готов был поверить, что Валя в самом деле его устроила,- до того это было кстати. Колдовство, да и только. Отвлекаюсь, но к слову: что-то есть в Тиксиленде располагающее к разговорам о всяких «иррациональностях» типа телепатии, Шамбалы, летающих тарелок и блюдечек и прочего. Недалеко отсюда то самое озеро Лабынкыр, где опьяненный тундрой геолог углядел как-то немыслимое чудище - ближайшего, как говорили, родственника знаменитого ящера из шотландского озера Лох-Несс. И пошла писать губерния. И не только губерния - до центральных журналов и газет дело дошло. Гипноз, исходящий от этих сопок и озер, поразил многих: десятки физиков и лириков сорвались со своих мест и ухлопали все свои сбережения на бросок в Тиксиленд. И вряд ли кто пожалел о поездке. «Ящера может и не быть, но что-то тут такое есть»,- думали, вероятно, пилигримы, уезжая восвояси по окончании быстротечных отпускных дней.

Я жил неделю среди этих сопок и шагал по черному льду тундровых озер. Мне повезло - такой погоды, какая была в мой приезд, как принято говорить, старожилы не упомнят. Неделя солнца, несильного по якутским понятиям мороза (до - 25 ℃) и безветрия.

Океан был покрыт льдом, но таким прозрачным и голубым, что издали походил на теплое штилевое Азовское море - так и тянуло на пляж.

Ребята играли в «айсбол» - футбол на льду, излюбленный вид спорта мужчин Тиксиленда. Лед был прозрачный до невидимости, так что, казалось, идешь прямо по воде, аки посуху. Внизу плавают какие-то рыбки, жучки-плавунцы. Каждая галька на дне озера видится выпукло и ясно.

Идешь по льду, а из-за изгиба длинного извилистого берега несется навстречу протяжный чистый звук - странный, я слышал что-то такое в радиопередаче по мотивам фантастической повести. Все очень просто: взаимодействие твоего веса, где-то невидимо треснувшего льда и резонатора - слоя озерной воды. И еще эхо в сопках.

Просто, но почему-то в других местах я такой музыки не слыхивал.

Так вот, о сиянии. Оно было «подано», как и обещала Валя, в 23 часа в день моего приезда в Тикси.

_{Занавес!}

Все было не так, как в шутливом письме Вали к ее научному руководителю. Не было, разумеется, никакого «Лица» и невидимого излучения. Все было обыкновенно. Сотрудники шли по своим делам, удостоив сияющую в небе гардину беглым, констатирующим профессиональным взглядом. Но я стоял, стоял, пока не закоченел все-таки от мороза.

Оно сияло, изгибаясь широкой лентой, чисто и ясно отраженной в полированной поверхности замерзшего озера. Сначала сияние было ровным, спокойным. Но постепенно равномерность блеска нарушилась. Вертикальные складки небесной шторы будто наливались яркостью. И вот они уже как столбы, как лучи гигантских прожекторов, упершиеся в космос.

Нижняя кромка занавеси заколыхалась, словно потревоженная сквозняком, по ней побежали на запад волны. Затем на какой-то миг все застыло в поразительной четкости. Вертикальные лучи, световые, пятнами, волны. И вдруг вся картина, занявшая полнеба разом, стала приближаться, наплывать, как бы втягивая в самую свою глубину. Иллюзия была такова, что меня даже качнуло - тело рефлекторно подалось назад.

Четкость изображения нарушилась, но ненадолго. Две секунды «не в фокусе» - и вот на небосводе уже совершенно новый узор.

Что за случайное сцепление закономерностей или, если угодно, закономерное сцепление случайностей создало этот гигантский природный телевизор? Экран его - земная ионосфера, источник электронного луча - Солнце, электроннолучевая трубка - растянутый под давлением солнечного ветра длинный хвост, земная магнитосфера. Изображение в этом телевизоре не очень сюжетно и конкретно, зато оно объемно, красочно и бесконечно, калейдоскопно многообразно.

Правда, в этом многообразии есть свои излюбленные мотивы, свои закономерности в смене «пейзажей», привилегированные цвета (красное - азот, зеленое - кислород атмосферы), ритмы. Это не случайно: в основе явления полярных сияний - строгие, хотя и не до конца познанные физические взаимосвязи. Ритмы «солнечной погоды» играют здесь решающую роль. Но в целом клубок всех взаимосвязей еще распутывать и распутывать.

Загадкой (и сейчас, в первом десятилетии нового тысячелетия) остается сезонность полярных сияний. Их больше весной и осенью, чем зимой (имеются в виду сезоны нашего, северного полушария), и гораздо больше, чем летом. Конечно, это связано с наклоном оси земного магнита, а также с тем, что летом и зимой Земля висит над экватором Солнца, где активность ослаблена (см. об этом на стр. 44). Но полной ясности нет...

Есть у ученых из самых разных областей точного знания любимое (а справедливости ради, и необходимое) словечко - корреляция. Это - полное или частичное совпадение в ходе двух или нескольких явлений во времени или в пространстве. Скажем, появление на небе Луны и приливы в океане. Ритмы этих явлений совпадают. Иначе говоря, между ними почти полная корреляция. Говоря точно, она почти равна единице. Ее заметили очень давно и, естественно, заподозрили, что это неспроста. Так родилось открытие.

Но корреляция - вещь каверзная. Случай и капризы статистики вмешиваются и подчас путают карты.

Геомагнитных бурь и полярных сияний больше весной и осенью, чем зимой и значительно больше, чем летом

Американский ученый Кинсмен, человек, видать, остроумный и язвительный, как-то в научном споре прибег к жестокому, но поучительному приему. Его оппонент обнаружил положительную корреляцию (0,65) между числом айсбергов в северной части Атлантики за 10 лет и аномалиями, отклонениями среднемесячной июльской температуры за те же годы в Киуэсте (Флорида). Статьей своей он доказывал зависимость климата Флориды от айсбергов Атлантики. Такая зависимость, возможно, есть и на самом деле. Но Кинсмен подверг сомнению сам способ доказательства, использованный его противником. Он подсчитал корреляцию между тем же числом айсбергов за 10 лет и числом запятых в труде своего противника на 10 страницах подряд. Корреляция получилась 0,81. «Это значительно лучше, чем 0,65, - пишет Кинсмен, - однако никто не станет утверждать, что запятые являются причиной появления айсбергов».

В истории изучения полярных сияний немало «открытий» пало жертвой «айсберг-эффекта». К слову, именно осторожность ученых, хорошо знакомых с этим эффектом, удерживает многих из них от признания иных ритмов нашего мира. Особенно подозрительными считаются корреляции между ритмами земными и космическими.

Конечно, многие корреляции бесспорны. Изменение солнечной активности - порывы солнечного ветра - геомагнитные возмущения - нарушения радиосвязи - усиление атмосферных и земных токов. (Бывает, в кабелях телефонной связи во время сияний наводится такой ток, что перегорают предохранители.) Поэтому солнечные ритмы, достаточно уверенно обнаруженные (27-дневный, 11-летний), прослеживаются и на магнитограммах, и в донесениях межпланетных станций, и в дневниках наблюдателей полярных сияний.

Вспышки на Солнце. Очень часто магнитные бури на Земле и, соответственно, полярные сияния разыгрываются после них. Одно время это стало хрестоматийным - вспышка, дескать, запускает и питает магнитную бурю и сияние. Но прошли годы, и Нэнси Крукер в журнале «Нейчур» не оставила от этой легенды камня на камне. «После - не значит потому что». И вообще, магнитные бури разыгрываются после другого явления на Солнце. Корональный выброс массы. В профиль в момент отрыва он выглядит как дуга, упершаяся двумя концами в поверхность светила. Этот выброс, летящий в нашу сторону, и есть причина и сигнал к магнитному возмущению в электрическом небе нашей Земли. Вспышки - они иногда бывают вслед за выбросом, а иногда и нет, а бури и сияния - обязательно. Есть еще корональная дыра. Ее обнаружили методами рентгеновской астрономии. На снимках она выглядит как темная яма посреди жгутов солнечного огня. Силовые линии магнитного поля Солнца, выходящие из этой дыры, разомкнуты и свободно уходят в пространство. По этим силовым линиям, как по рельсам, летят к Земле самые быстрые протоны. Осенью 2003 года, на спаде солнечной активности, они озадачили ученых всего мира редкой по силе (даже и для пиков солнечной активности) геомагнитной бурей и фейерверком исключительно красивых сияний.

Температура. Когда пробовали запускать ракеты в само сияние, почти всегда оказывалось, что температура там в несколько раз выше, чем рядом, в не сияющей области ионосферы. Вот почему эпитет «холодные зори» сияниям не совсем подходит. В какой-то степени (а в иные времена, по мнению некоторых физиков, в немалой) сияния разогревают полярные области.

И все же аврорщики, если уж они высказываются, делятся своими предположениями с величайшей осторожностью. Особенно много темных мест в близкой к нам части механизма «Солнце - Земля», в магнитосфере нашей планеты. Где-то здесь, вероятно, и спрятан источник загадочно большой энергии электронов, вызывающих сияние, - до 10 килоэлектрон-вольт, и еще более энергичных - тех, которые были открыты уже после моей поездки в Тиксиленд, с помощью спутников - они ответственны за мощное сияние авроральных овалов вокруг полюсов в рентгеновском диапазоне. Таких энергичных электронов Солнце не испускает. Только подлетая к Земле совсем близко, слабосильный солнечный электрон получает мощный импульс. Энергия его возрастает в сотни раз. И тогда он пробивается сквозь броню силовых линий геомагнитного поля, а пробившись, выходит наружу, откуда может достичь ионосферы, заставить ее светиться.

Впрочем, и в видимом диапазоне сияния выглядят из космоса вполне внушительно и на Юпитере, и на Сатурне, и на Марсе. А на Земле они нередко гораздо ярче сияний искусственных, всего ночного освещения, всех вместе взятых ночных мегаполисов планеты людей.

На критической границе. Рассказ Юры

Балок геомагнитолога станции Юрия Ромащенко; ради Тикси оставившего комплексную экспедицию по исследованиям таинственного тунгусского взрыва, вынесен несколько в сторону, на пригорок между двумя озерами. В стороне не только потому, что «секретный» (для регистрации начинавшихся тогда китайских атомных испытаний), но и чтобы поменьше помех от других приборов и установок. Балок неказист (строили солдаты-киргизы, до того не державшие топоров в руках), но зато без единого железного гвоздя сработан. Сам Юра идет туда, вытряхнув из карманов все железное. Допросил он с пристрастием и меня, но в моих карманах ничего железного не оказалось. Чувствительность аппаратуры такая, что начальник станции Илья Самсонов каждое утро по магнитограмме четко регистрирует, сколько раз и насколько тщательно кочегары прокачали систему водяного отопления (сдвинувшиеся с места частицы ржавчины устраивают магнитную бурю посильнее китайского атомного взрыва), и делает им соответствующий нагоняй. А поскольку данные взяты с того самого секретного магнитометра дня регистрации, кочегары теряются в догадках, кто же это на них «стучит», и подозревают ученых в интриганстве.

Весь балок - дощатый домик, вагончик - сам по себе прибор, внутрь которого не должно попасть ни лучика света. Поэтому входить туда надо через специальный «шлюз», тамбур, сначала заперев за собой внешнюю дверь, а потом, в полной уже темноте, открыв внутреннюю. Здесь через комнату двойной путь совершают тонкие, как иглы, лучи света. Отражаясь от зеркальца, колеблющегося под действием переменного магнитного поля Земли, каждый луч рисует свою кривую на движущейся ленте фотобумаги. Три луча, три «составляющие» магнитного поля Земли. Его напряженность, то есть сила земного магнита, и два направления на полюс - по горизонтали (склонение) и по вертикали (наклонение).

Все изменения конфигурации и силы земного магнита записаны здесь. Пики и падения на магнитограмме отражают процессы, происходящие в далеком и близком космосе. Ибо Земля - как паук, раскинувший в пространстве чувствительные силовые линии своего магнитного поля.

Коронарный выброс вещества на пути к Земле. Перед ним уплотняется межпланетное магнитное поле и движется ударная волна в межпланетной плазме. Именно эта ударная волна ломает установившийся механизм взаимодействия земной магнитосферы с обычным, постоянным солнечным ветром.Тогда полярные сияния можно иногда видеть и под Москвой

Пульт управления балком, чтобы пореже тревожить аппаратуру, - в том же домике, где дежурят наблюдатели полярных сияний. Отсюда Юра пускает и останавливает ленты своих приборов, калибрует датчики, то есть задает эталонный строго определенный импульс. Этот импульс виден в начале каждой магнитограммы, по нему судят об импульсах естественных.

На стене - гитара. Это под нее вчера пелось, что кто-то должен на Земле дежурить. Юра пришел в геофизику из физики. От ускорителей рукотворных - к естественному ускорителю частиц земной магнитосферы.

У Юры математический склад ума. От объяснений «на пальцах» он все время переходит к формулам. Напишет на клочке бумаги и смотрит победоносно: теперь-то уж мне все должно быть ясно. Но, в общем, в таком подходе было что-то подкупающе логичное. Сложный механизм раскладывался на основные элементы.

- Представь: рой заряженных частиц подлетает к Земле от Солнца. Частица, попадая в зону действия магнита, начинает двигаться вдоль силовой линии магнитного поля. При этом она стремится все делать «по правилам». Например, она вращается вокруг силовой линии с тем большим радиусом, размахом, чем меньше напряженность поля в этом месте.

Что из этого получается? Частица по спирали движется к концу силовой линии. Чем ближе полюс, тем больше напряженность поля, тем меньше радиус спирали и соответственно короче ее «шаг». В какой-то точке этот шаг превращается в нуль и меняет направление: частица раскручивает спираль обратно.

Частица в плену - мечется между двумя полюсами. Масса таких плененных частиц и создает радиационные пояса, иначе - внутреннюю, регулярную магнитосферу Земли.

(Примерно здесь я вставил в Юрин рассказ замечание, что об этом правиле я слышал и считал раньше, что оно почти все объясняет.

Но если бы только я так считал! В конце 1961 года мне, тогда члену литературного объединения при журнале «Техника - молодежи», пришлось интервьюировать старейшего аврорщика, директора Института земного магнетизма и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) Николая Васильевича Пушкова. Интервью, появившееся в журнале несколько месяцев спустя, было озаглавлено борзо и с какой-то безапелляционной окончательностью: «Так как же он работает, земной магнит?». Заголовок мне не нравился и был придуман не мной и уж, конечно, не Пушковым, но, в общем, отражал тон беседы.

Тогда казалось, что разгадка механизма полярных сияний близка.

Помню, я привел тогда Николая Васильевича, человека с тихим голосом и кроткой манерой обращения, в некоторое замешательство своим «технико-молодежным» задором. Ввалился к нему с громоздкой в те времена фотоамуницией, заставлял вздрагивать и мигать на вспышки блица. Тогда мне казалось, что «брать» ученого репортер должен именно так - напористо, в буквальном смысле с огоньком.

Николай Васильевич вынес все и даже успел рассказать массу интересных вещей.

В то время считали так. Радиационные пояса Земли (они были тогда только что открыты) подтверждают верность правил поведения электрически заряженных частиц в магнитном поле Земли, правил, выведенных в начале XX века норвежцем Штермером. Плененные частицы накапливаются в радиационных поясах Земли, бегая взад-вперед по силовым линиям между полюсами. Но в какой-то момент, например после вспышек на Солнце, силовая линия уже не в состоянии удержать возросшее число частиц. Они высыпаются из радиационных поясов обильным дождем и гибнут, порождая полярные сияния.

С тех пор как мы беседовали с Пушковым, прошло не так уж много времени. И все оказалось не так. И поправки к теории Штермера были сделаны, в том числе, и здесь, на станции Тикси. Но вернемся к рассказу Юры.)

- Сияния, скорее, рождаются как раз там, где классические правила не действуют,- в магнитосфере внешней, нерегулярной. Ты знаешь, это длинный хвост разорванных напором «солнечного ветра» силовых линий, исчезающий в космосе с ночной стороны Земли.

Какие линии разрываются в первую очередь? Ясно, не внутренние, идущие над самой поверхностью Земли, а внешние, уходящие своей дугой достаточно далеко в космос. Ну а внешние линии - это понятно - привязаны к полярным областям. Именно поэтому полярные сияния - полярные. Но заметь, сияет не вся полярная шапка, а четко очерченное кольцо по ее краю. Мы здесь как раз на этом кольце. Причем нетрудно посчитать, что кольцо идет как раз по кругу, критическому для силовых линий земного магнита. Ближе к полюсу все силовые линии уже настолько внешние, что почти всегда разорваны и вытянуты в хвост, в нерегулярную магнитосферу. Этот хвост тянется от Земли на десяток ее радиусов, за орбиту Луны. Дальше от полюса, наоборот, все линии обычно замкнуты. И именно здесь, на этой критической границе, происходит противоборство различных сил, вызывающих в конечном счете сияния.

Сила солнечного ветра борется здесь с противодействующей ей собственной упругостью магнитосферы. Третья сила - вращение Земли. Из-за этого вращения какая-то часть силовых линий то попадает в регулярную магнитосферу, то разрывается, чтобы вытянуться в хвост. Эта переменность именно этих линий под действием земного вращения и есть источник полярных сияний.

А непрерывная перестройка всего громоздкого сооружения с тремя его основными силами и может оказаться тем перекачивающим энергию механизмом, который ускоряет солнечные электроны.

(Здесь я вынужден окончательно прервать рассказ Юры, который, несмотря на все мои вздохи и мольбы, погрузился далее в море формул, приговаривая время от времени: «Ты только посмотри, как это просто!»)

Дети Галактики

Если идти в Тиксиленд от моря по щебнистой дороге, то полуденное Солнце будет бить прямо в глаза, отсвечивая к тому же в замерзших озерах, озерках и лужах тундры. Первым на пути будет домик ионосферщиков. Около него лежит на морозе кем-то подстреленный дикий гусь - экзотика для «европейца». Гусь ждет, пока Наташа Пивоварова, единственная женщина в этом «предместье» Тиксиленда, захочет заняться хозяйством. Ему еще долго ждать. Все едят в общей столовой. Там готовят вкусно, и от самостоятельного куховарения научные сотрудники отвыкают прочно.

Потом, шагов через двести,- ядро поселка, центр его «деловой и культурной жизни». Маленькая электростанция, гараж, два солидных жилых дома, в одном из которых мне предоставили комнату какого-то отпускника. В этом же доме, кстати, и столовая, и кинозал (в смысле: коридор, используемый в культурно-реабилитационных целях).

Дальше, все по той же дороге - станция наблюдения полярных сияний. Но дорога, она же главная и единственная улица, здесь еще не кончается. Конец ее - еще несколько сот шагов на юг. Там тарахтит автокран, всхрапывает бульдозер. Идет строительство нового здания для «космиков» - исследователей космических лучей. К их числу принадлежит начальник станции Илья Самсонов, якут, страстный спорщик и необыкновенно притом мягкий для роли начальника человек. Он и Валера Хвостенко, мой соперник (по игре в айсбол), обитают пока в старом здании станции космических лучей, в крошечных каморках. Все остальное занимает нейтронный канадский супермонитор, гордость станции, налаженная буквально только что. Это сахарно-белые полиэтиленовые параллелепипеды, плотно уложенные в довольно большом зале. Время от времени сахарное чудовище просыпается и пугает меня, непривычного, пулеметной очередью. Из его пасти змейкой вьется перфолента, на которой опытный глаз сразу прочтет месяц, число, час и кучу последних известий о потоке нейтронов, возникших в атмосфере под действием частиц первичных космических лучей, высокоэнергичных частиц, посланцев Галактики, а может быть, в какой-то части, и Метагалактики.

(Компьютеров, телекамер для видеозаписи полярных сияний в те времена на научных станциях еще не было. Но все делалось по первому классу.)

Первичные частицы не доходят непосредственно до приборов космофизиков, погибают в верхних слоях воздушной оболочки земли, выбивая из ее атомов вторичные космические лучи. До Земли доходит второе, а то и третье, четвертое поколение частиц. Эта «эстафета поколений» все же доносит до нас ту информацию о космосе - далеком и близком,- которую нес в себе первичный посланник Вселенной.

И все же лучше быть ближе к «первоисточнику». И каждый день из эллинга - так почтительно именуют здесь непривычно высокий сарай, сарай-небоскреб, торчащий около домика космиков,- в определенный час торжественно выносят что-то вроде пустой резиновой колбасы. Поворот вентиля - и через шланг в «колбасу» начинает с ревом переливаться из баллона сжатый водород. Как гигантский мыльный пузырь, жемчужно переливаясь в лучах солнца, шар-зонд дрожит, весь уже устремленный в небо. И вот его отпускают. И он летит вертикально вверх - при полном безветрии. А потом его вдруг начинает относить к Солнцу: наверху ветер есть. Под матовой оболочкой раскачивается маленькая черная коробочка - счетчик частиц и передатчик, сигналы которого уже принимает рогатая антенна на домике космиков.

Алерт!

Между станцией космических лучей и ионосферной станцией - двумя географическими полюсами Тиксиленда - не более полукилометра. Вдоль дороги натянут леер - трос, чтобы идти в пургу. Но иной раз и он плохо помогает. Валерий Хвостенко отсыпался раз после ночного дежурства у себя на космостанции. А к ужину не пришел. Ему позвонили - не отвечает. В пургу сон крепкий. Кто-то вышел, думал добраться по лееру. Куда там! Ветер с ног сбивает, чуть не оторвало от леера. Это была бы смерть.

Взаимодействие солнечного ветра (в нем бывают порывы . и бури, вызванные солнечными коронарными выбросами) с межпланетным магнитным полем и полем земного магнита. Внешняя часть магнитных силовых линий разорвана солнечным ветром и вытянута в ее магнитный хвост (он простирается за орбиту Луны). Из-за этого магнитосфера делится на регулярную (линии замкнуты) и нерегулярную. В узких кольцах у полюсов из-за вращения Земли линии, пересекающие ионосферу (слой заряженных частиц от 80 до 800 километров над уровнем моря) каждые сутки из регулярных становятся нерегулярными, и наоборот. И именно в этих кольцах вокруг полюсов частота сияний - наибольшая. Еще ближе к полюсам расположены области, вообще никак не защищенные от солнечного ветра, открытые (полярный касп). Из-за вращения планеты вся эта сложная пространственная фигура все время перестраивается.

По мнению некоторых ученых, энергия вращения Земли частично тратится на придание нужной энергии электронам, вызывающим полярные сияния

Выслали вездеход. 300 метров гусеничная махина прошла за час. Тоже чуть в тундру не ушли. Наткнулись, наконец, на домик, откопали дверь А Валера спит. Изругали его, на радостях, последними словами. Обратно добирались еще час. Волновались, конечно, не на пустом месте. За год до моего приезда не смогла добраться по лееру и погибла молоденькая сотрудница, местная, тиксинка Зоя Черепанова. А через пару месяцев после моего отъезда в пургу и полярную ночь 6 часов добирались на вездеходе до роддома - Тамара Орлова вздумала родить. В роддом смогли войти только через лаз в крыше. Все кончилось благополучно, новорожденный, Андрей Орлов, живет и работает сегодня, в XXI веке, в Иркутске.

Таких историй в Тиксиленде расскажут (и распишут через десятилетия в воспоминаниях) не один десяток. Это в перерывах между песнями по вечерам. Или в сонном вездеходе в банный день, когда чисто вымытые научные сотрудники клюют носами, возвращаясь из восхитительной тиксинской бани. Вверх - вниз. Вездеход качается, как лодка при килевой качке. Ритм убаюкивающий, и все, за исключением на этот раз меня и Валеры Хвостенко, расслабленно дремлют. А Валера, азартно поблескивая очками, объясняет, что еще можно сделать, если все-таки оторвался от леера и ушел в пургу Оказывается, нужно идти в гору. Если удастся выбраться на сопку. Сопка - как остров в море пурги. С ее вершины можно увидеть кое-что. Например огни Тикси. Ориентируясь по ним, запомнить направление ветра - и вниз. Ветер, если не переменится, выведет.

Вездеход, переделанная БМП, которых пока еще немеряно много у сверхдержавы, качается, и геофизики (они же космофизики - их называют и так и этак) спят под дикий грохот мотора и лязг гусениц.

Все они - космики, аврорщики, геомагнитчики - связаны между собой не только леером в пургу. Исследование космических лучей, полярных сияний, земных токов, ионосферы, геомагнетизма, все эти дисциплины - это как бы разные органы Чувств одной науки, которую иногда называют аэрономией. Потому что они осматривают, слушают, щупают нечто единое, целое, имя которому - проблема Солнце- Земля.

«Аэроном» надрессирован на команду «Алерт!». Эту команду во время Международного геофизического года, а потом Года спокойного Солнца, по программам других международных геофизических проектов, передавали по международной сети станций наблюдатели за Солнцем. Это значило, что на Солнце произошел выброс и к Земле летит сгусток солнечной материи, который скоро проявит себя и на магнитограммах, и на фотометрах, и на телекамерах, регистрирующих полярные сияния, и на дрожащих ожерельях записей земных токов.

Но раньше всех приближающийся поток почувствуют космики. Плазменно-магнитная подушка, облако заряженных солнечных частиц, перевитое обрывками похищенного солнечного же магнитного поля, еще в пути, не долетело до Земли. Но оно отражает своим передним краем космические лучи, летящие из глубины пространства. Землю обдувает в этот момент двойной поток этих лучей, прямой и зеркально отраженный. Но вот планета проглочена бешено мчащимся сгустком солнечной материи. Яркие полярные сияния, прерванная радио- и телесвязь: магнитная буря! Зато космических лучей, энергичных частиц «дальнего следования» из центра Галактики, от взорвавшихся некогда «сверхновых звезд», наоборот, становится меньше. Фронт солнечного потока, щит, отражающий космические лучи, ушел дальше, в глухие провинции Солнечной системы.

Вверх - вниз. Вездеход качается в усыпляющем ритме.

Земля Санникова на седьмом небе

Мороз. Солнце низко, но оно греет. Не имея возможности зацепиться за припудренную инеем поверхность тундры - слишком вкось рикошетят лучи, - солнце старается во всю, натыкаясь на всякий вертикально торчащий предмет. В данном случае торчащий предмет - ваш покорный слуга. Это полдень.

Я пытаюсь представить себе невидимые силовые линии магнитного поля нашей планеты. Вот они вырастают из-под моих ног вертикальными побегами и уходят ввысь, в синее морозное небо. Далеко в черном космосе они стремятся изогнуться, чтобы где-то в южном полушарии снова воткнуться в Землю. Если солнечный ветер не очень силен, то этим силовым линиям удается выполнить свое предназначение. Они только прогибаются в космосе под его напором. Но чуть ветер усиливается, силовые линии разрываются и присоединяются к тем, что вытянуты в виде магнитного хвоста Земли. Чем больше их разорвется, тем больше их участвует в «светопредставлении». Сияний много, и они красочные.

Кстати, ночью, когда идет сияние, силовые линии магнитного поля из физического понятия превращаются в реальность: вертикальные столбы, похожие на лучи прожекторов, - это, собственно, они и есть. Там, наверху, столбы должны загибаться, но это высоко, не видно. Видимыми невидимые линии сделало свечение взаимодействующих атомов атмосферы и электронов, разогнанных в магнитном хвосте Земли.

В Якутске, в Институте космофизики и аэрономии, Ю.А. Надубович рассказывал мне, как ускоряются электроны, вернее, как они могут ускоряться в хвосте Земли по одной из теорий. Выходило, что причина появления сияний - в суточном ритме вращения Земли!

Силовые линии хвоста прикреплены к планете одним концом. Это можно изобразить на модели: приклеить к глобусу вблизи полюса несколько нитей, поставить сбоку вентилятор - и пусть он сдувает в сторону нити - хвост нашего глобуса и олицетворяет собой Солнце с его солнечным ветром.

Но Земля вращается. Можно и глобус раскрутить вокруг его оси. Нити будут скручиваться в жгут. Ведь они поспевают более или менее за вращением глобуса около самого полюса. Но чем дальше от «планеты», тем они вращаются все медленнее, ленивее, они отстают. Получается, что «шпагат» перекручен вдали от Земли туже, чем вблизи.

В реальном космосе эта разница в перекрученности силовых линий магнитного поля выражается в том, что вдоль хвоста появляется разность электрических потенциалов. Это похоже на выжимание воды из туго перекрученной постиранной простыни. Подчиняясь этой разности, электроны выжимаются, устремляются к Земле, ускоряются. Двигаясь вдоль силовых линий, электроны набирают скорость, энергию, достаточную, чтобы пробиться к ионосфере, заставить ярко светиться при встрече ее атомы.

Выходит, солнечный ветер лишь создает «приличные условия» для сияний. Он рождает хвост, поставляет частицы. А энергию, необходимую для возбуждения сияний, частицы отнимают от энергии вращения земного волчка. Каждый день это, хоть и немного, тормозит планету в ее вращении.

- И когда-нибудь совсем остановит? - спросил я Юлия Аркадьевича с надеждой на сенсацию.

- Ну нет. Приливные силы от Луны и Солнца тормозят планету гораздо сильнее, но и они не остановили ее вращения за миллиарды лет.

В тот вечер, когда Надубович в Якутске принес ко мне в номер гостиницы «Лена» картонки с трубками для тиксинского локатора, он разговорился. Я его подзадоривал, и он стал выкладывать о своей науке всякие экзотические подробности.

В Тикси этот разговор мне вспомнился, когда Валя, смеясь, рассказала о своем письме к Надубовичу. Собственно, в принципе в ее фантазиях насчет «Лица» и прочего не было ничего такого уж совсем невозможного. В конце концов, хоть мы и не знаем всей природы сияний, искусственные «авроральные явления» на нашей планете уже были. Правда, впервые кроваво-красные лучи искусственных сияний появились после высотных разрывов американских атомных бомб. Сорок лет уже нет ядерных испытаний в атмосфере. Оказалось, даже «империи зла» все-таки могут договориться и не пакостить хотя бы на своей планете. Но 600 мегатонн взорвано. В отложениях третьей четверти XX века захоронено столько радиоактивных изотопов, сколько не было за всю историю Земли.

Кстати, те печально знаменитые эксперименты навели кое-кого на мысль, что часть энергии полярные сияния могут черпать из землетрясений. Собственно, куда девается огромная энергия, выделяющаяся при сильных подземных толчках? Замечали, что отдельные, наиболее яркие сияния нередко появлялись вслед за крупными землетрясениями.

В канун третьего тысячелетия эта гипотеза получила серьезное подтверждение. Ученые сравнили два графика: один, на котором были отмечены все ионосферные возмущения в ночи, когда происходило одно или несколько землетрясений, и второй, где отмечались только те ионосферные возмущения, что были зарегистрированы в сейсмически спокойные ночи. Оказалось, что ионосферные возмущения (они не всегда и не везде сопровождаются полярными сияниями) в сейсмоактивные ночи по мощи и обширности в два-три раза превышают те, которые происходили в сейсмоспокойные ночи.

Электрическое свечение воздуха, похожее на полярное сияние, в моменты сильных землетрясений не раз наблюдали в странах, где о полярных сияниях и не слыхивали. Иногда это даже позволяло предсказывать землетрясения. Ученые говорят о гравитационно-акустических волнах, передающих энергию земных недр через нижние слои атмосферы на огромные расстояния, иногда до тысячи километров, в ионосферу. Впрочем, не исключено, что не сияние со всей свитой ионосферных явлений - следствие землетрясений, а сияния и землетрясения вместе вызваны одними и теми же явлениями - на Земле и на Солнце.

Впрочем, я слишком забежал вперед. О гравитационноакустических волнах во времена наших бесед с Надубовичем еще никто не догадывался. Но вообще в том, что небесные киносеансы как-то связаны с твердой землей, мы с ним и тогда не сомневались.

Его «конек» - береговой эффект в полярных сияниях. Так называют одно любопытное явление, открытое еще во время Международного геофизического года.

До Надубовича никто и не пытался объяснять, какие силы заставляют дуги сияний прихотливо искривляться. И вот однажды кто-то узнал в очередной дуге на небесах очертания ближайшей береговой полосы!

Стали присматриваться и к другим дугам. Получалось, что явление это не только не случайное, но даже и не такое уж редкое. На небе появлялись куски географической карты - побережья Антарктиды, Канады. А вблизи Тикси отчетливо можно разглядеть в северной стороне неба очертания Тиксинской бухты, Новосибирских островов.

В чем тут дело?

На современном уровне наших знаний береговой эффект можно объяснить так.

Во время сияний в ионосфере возникают мощные электрические токи - в десятки тысяч ампер! Правда, не совсем ясно, кто кому обязан своим происхождением - сияния токам или токи сияниям. Но факт этот установлен точно. Ясно и то, что ток этот - переменный. Его направление и сила непрерывно меняются - так же быстро и резко, как картина сияний на небе. А раз ток переменный, значит, в земной коре, и особенно в морях (соленая вода - хороший проводник), могут, как во вторичной обмотке трансформатора, наводиться индуктированные переменные электрические токи.

Ток, как известно из физики, стремится течь по краю проводника, то есть в данном случае в узкой полосе у берегов. И тут он, в свою очередь, начинает действовать обратно - на ток в ионосфере. Оба тока стремятся занять такое взаимное положение, чтобы расстояние между ними было наименьшим. Но морской ток «привязан» к берегу, а атмосферный - «вольный сын эфира». Именно этот ток, вдоль которого происходит сияние, искривляется, повторяя очертания своего морского собрата, то есть контура берега.

Во всем этом много еще неясного. Но если в принципе задача решена верно, то «Лицо», выдуманное Валей Дмитренко, можно «сделать». Проложить кабель по определенному рисунку, пустить по нему электрический ток - и готово. Сияние может предпочесть искусственный ток естественному морскому и повторить заданный рисунок.

Между прочим, благодаря береговому эффекту обитатели Тиксиленда могут иногда видеть легендарную Землю Санникова! Это звучит почти как «увидеть невидимый град Китеж», но, тем не менее, это так.

Ведь береговой эффект не только береговой. Он хорошо отличает, например, соленую воду от пресной. Воды моря Лаптевых вблизи Тикси опреснены Леной. И здесь на карте сияний часто виден провал.

Зато на север от Новосибирских островов, там, где нет никакой земли, сияние рисует тем не менее какие-то очертания. Здесь - большая мель, которая, как считают, возникла на месте Земли Санникова.

Землю Санникова в свое время долго искали. Это стоило усилий и человеческих жертв. Писатели - приключенцы и фантасты - часто возвращались к этой теме. Потом корабли и самолеты много раз прошли над этим местом. Земля Санникова, видимо, растаяла, как тают сейчас, в эпоху межледниковья, потепления климата, многие острова моря Лаптевых, сложенные ископаемым льдом с прослоями наносных отложений.

А полярные сияния верны растаявшей земле и, чтя традиции, аккуратно вычерчивают несуществующую больше береговую линию.

Над сушей сияниям тоже не безразлично, где сиять. И здесь у них есть излюбленные и нелюбимые места. Иногда между первыми и вторыми - какая-нибудь сотня километров, а разница в частоте появления сияний - в несколько раз.

Эта прихотливость связана, вероятно, с аномалиями магнитного поля Земли и опять-таки с тем, как проводят ток горные породы. Дело, значит, упирается в геологическое строение земной коры!

А не могут ли сияния подсказать геологам, что скрыто в глубине Земли? Реагировать, скажем, на руды металлов?

Звучит тоже довольно фантастично, но в принципе возможно. Ведь помогают же геофизикам в просвечивании земных недр магнитные и электрические методы зондирования. А сияния - это весьма чувствительный природный зонд, реагирующий на все изменения в рисунке магнитного поля Земли и, возможно, на электропроводность горных пород.

Прощай, Аврора!

Мое тиксинское везение продолжалось. Я шел из Тикси-ленда в собственно Тикси, шел один морозным лунным вечером по абсолютно пустой тундре, слушал простуженный кашель песцов и вдруг заметил, что Луну закрывает темнокрасный круг. Лунное затмение. А рядом с Луной вспыхнула и повисла дужка полярного сияния.

Я шел и представлял себе, как это выглядит на Луне сейчас. Там, наоборот, затмение Солнца Землей: черный шар - и вокруг ярко-красная полоска атмосферы. Сплошной круговой закат. Этим закатом и окрашивается затменная Луна.

Вспомнилось: по красному свечению Луны во время затмений до эры метеоракет ученые определяли строение недоступных тоща верхних слоев атмосферы Земли. Солнечные лучи преломляются в воздухе Земли. Причем таким образом, что на краях вишнево-красной затменной Луны проецируются довольно светлые лучи, прошедшие самые верхние слои атмосферы. Ближе к центру диска - «изображение» более низких слоев, а совсем в центре небесного экрана, самом густо-красном,- низких надоблачных слоев. И ученые сумели по нашему небесному зеркалу довольно точно представить себе строение верхних этажей воздушной оболочки Земли. Шары-зонды, ракеты подтвердили впоследствии, что наука 30-х годов в целом правильно представляла себе устройство нашего неба.

Полярные сияния на Сатурне (внизу), на Марсе, Земле (южное полушарие) и Юпитере, вид из космоса

И вот сейчас ракеты бороздят космос, а все-таки дежурят космофизики на земных станциях. Даже и в кризисное, скверное для страны, скверное для науки постперестроечное десятилетие, последнее десятилетие второго тысячелетия дежурили. И не посрамят на позорно нищенском финансировании ни страны, ни науки. Космос завоевывается и на Земле.

Затмение стало почти полным, когда меня обступили светящимися окнами двухэтажные дома города. Полярное сияние исчезло в городских огнях. Но оно не уходило с неба. И не могло уйти - Валя Дмитренко твердо обещала его на сегодняшний вечер (про затмение она, правда, ничего не говорила, забыла, хотя и астроном). Обещала как иллюминацию. Сегодня праздник.

Вот и маленький домик, который я разыскивал. Здесь меня ждут. Праздничный ужин по поводу вчерашнего «приземления» «Венеры-4». Это - наш праздник. Праздник тех, для кого наука превыше всего. Тогда нас таких было много. Мы собрались есть копченого омуля и пить советское шампанское за далекую Венеру. И рассуждать, каково ей (единственной, как потом выяснилось, из солнечной семьи планет) без магнитного поля, а значит, без жидкого ядра, которым может похвастаться наша планета, где спрятан естественный генератор земного электромагнита. А главное - каково ей без полярных сияний, которых не может быть, если нет магнитосферы. И если там нет сияния, то что есть. И еще: какое дело каждому из этих ребят - магнитологов, специалистов по космическим лучам, радиоаппаратуре - нашлось бы на колонизованной Венере? Наука - тогда само собой разумелось - всемогуща, а потому будущее - прекрасно.

А потом праздник кончится. Впереди - долгая полярная ночь и новые дежурства. И мой самолет на Москву улетает завтра.

Когда очерк о «Тиксиленде» и полярных сияниях был напечатан в журнале «Знание- сила», Валя Дмитренко стала получать десятки писем со всех концов страны. Писали и будущие космофизики, молодая смена, и верующие люди, как правило, сектанты. В одном письме, из Сочи, было написано просто и без обиняков:

«Дочка, тебе там трудно и опасно. Брось все это и приезжай к нам. Тебе ничего не понадобится делать, будешь жить, как у Христа за пазухой. Только рассказывай нам каждый вечер, как ты видела на небе Лицо».

Солнце - Земля

Из прошлого в будущее катятся волны времени. Качается на них наш мир, наша планета, крошечный челнок, наполненный жизнью. И мы, люди, то и дело отвлекаемся от повседневности, вглядываемся в бесконечную рябь, стараясь понять, откуда и зачем бегут эти волны и что ждет наш мир в недалеком и далеком грядущем.

Все вокруг нас подчинено таинственным циклам. Окаменелые свидетельства прошлого говорят, что эпохи горообразования сменяли друг друга каждые несколько сот миллионов лет и что еще реже случаются великие похолодания (мы живем в одну из таких редких эпох) и не менее великие потепления, когда у полюсов шумят леса, а ледники остаются лишь в высоких горах. Циклы, меньшие по продолжительности, замечены людьми уже непосредственно. Каждые 11 (это в среднем, а точнее, 9- 13 лет) климат любого места Земли проходит полную фазу изменений: от более влажного к более сухому и снова к влажному. Отчетливую одиннадцатилетнюю цикличность проявляют поток космических лучей, обдувающих нашу планету, характер возмущений магнитного поля Земли, динамика рыночных цен на пшеницу (что, разумеется, является отдаленным следствием климатических ритмов) и т.д. Все это давно уже не загадка: причина одиннадцатилетнего ритма земных процессов - в активности Солнца, именно она подчиняется этому периоду. Возможно, существование этого цикла было лишь переоткрыто в век пара и электричества, а известно было с глубокой древности.

В Китае огромным почетом пользуется 12-летний цикл, каждый год в котором носит определенное название (переход от 2000 к 2001 году, например, это был не только рубеж тысячелетий по христианскому летосчислению, но и переход от Года Дракона к Году Змеи по китайскому календарю). Там твердо знали, что на все дела людей и царств этот цикл влияет самым непосредственным образом. То, что не 11, а 12, дела не меняет. Всю вторую половину XIX века цикл был стабильно 12-летним, такое могло быть и раньше, и вообще, если усреднить длину цикла за 5000 лет - а китайцы - единственная цивилизация, которая такую возможность имела,- то, возможно, как раз 12 и получится.

Весной 1962 года в качестве корреспондента еще одного некогда дефицитного журнала «Техника - молодежи» я посетил Мориса Семеновича Эйгенсона. Встреча состоялась в доме этого астронома в тогда еще социалистическом Львове. Морис Семенович рассказал мне тогда о гелиогеофизике. То есть о той геофизике, что изучает связь земных процессов с солнечными. Видимо, именно Морис Семенович заразил меня тогда своей увлеченностью. Возможно, он даже слишком увлекался, связывая исключительно с Солнцем буквально все природные циклы Земли - и оледенение, и горообразование, и землетрясения. Он ошеломил меня бурлением почти фантастических идей, под которые, однако, он всегда готов был подвести научный базис, на уровне того времени, конечно.

Так, по представлениям П.П. Предтеченского, в каждый 27-дневный период солнечной активности распределялись атмосферные осадки в Ташкенте в течение 13 лет

Мне долго не удавалось «переварить» в себе все это, чтобы написать статью. Я хотел встретиться с Эйгенсоном еще раз. Но траурная рамка в одном из научных журналов оповестила меня, что это уже невозможно...

Над чем же думал тогда выдающийся советский гелиогеофизик?

Мы несемся на маленькой и в сущности утлой планетке по небу одной из звезд нашей Галактики. Звезда эта, Солнце (а по совместительству, очень почитаемое божество во многих земных религиях), отличается сравнительно уравновешенным характером. Астрономы числят ее слабопеременной звездой. Эта звезда - уже не первой молодости, когда-то она знавала и бурные порывы, но, слава Богу, это в прошлом. До поры все считали это божество чистым, незапятнанным, но едва на него взглянули вооруженным, а главное, непредубежденным глазом, как обнаружили, что и на этом божестве есть пятна, главный и на сегодня признак настроения светила. Чем пятен больше, тем ближе максимум в цикле солнечной активности и тем активней сам цикл. Через какое-то время и солнечная постоянная - величина, характеризующая приход на Землю солнечной энергии, - оказалась не столь уж постоянной. Приборами удалось обнаружить что-то около полупроцента переменности в этой «постоянной». Косвенные данные, например, старые метео- и астрономические наблюдения, исторические свидетельства, говорят о том, что, возможно, во времена Петра Великого на Землю поступало на два-три процента меньше энергии, чем числится за «солнечной постоянной». Тогда в Европе был так называемый малый ледниковый период, по Темзе катались на коньках. В XX веке усовершенствованные приборы, межпланетные станции открыли порывистый солнечный ветер, состоящий из заряженных частиц. Этот ветер может прибавлять к лучистой энергии Солнца, величине все-таки действительно относительно мало меняющейся, довольно много энергии от яростных вспышек и коронарных выбросов, происходящих обычно, между прочим, как раз около пятен.

Так Солнце и получило ранг слабопеременной звезды. И одиннадцатилетний цикл этой переменности наиболее заметен.

Вот как, по мнению М.С. Эйгенсона, работают «миров приводные ремни», как солнечная активность действует на земную погоду через «пустоту» межпланетного пространства.

Наше Солнце, наш Гелиос, объезжающий на своей золотой колеснице каждодневно все наше небо, увенчан жемчужной короной. Эта корона - не для красоты и не знак отличия. Там идет огромная, немаловажная для Земли, в сущности, пассажирки в колеснице Гелиоса, работа. Облака заряженных частиц, несущиеся к Земле после солнечных коронарных выбросов, перевиты к тому же обрывками солнечного магнитного поля. Подлетая к нашей планете с огромной скоростью, фронт этого потока сминает земную магнитосферу, будоражит электрическое небо планеты, ионосферу, возбуждая в ней ветры, бури, приводя в действие «колеса» циркуляции. Ниже расположенные слои атмосферы не остаются безразличными к бурным процессам, происходящим в более высоких ярусах. Там тоже раскручиваются «колеса» циркуляции. И вот вся система этих колес, находящихся как бы в зацеплении, приводит в движение, наконец, самые нижние из колес - циклоны, торнадо, тайфуны.

К слову: есть еще много гипотез о механизме связи солнечной активности и погоды Земли. Со временем все больше укрепляются те из них, что пытаются уйти от, так сказать, чисто механических конструкций к электромагнитным. По одной из самых ранних (ее автор американец Э. Ней), электромагнитным посредником между Солнцем и погодой служат космические лучи.

Когда Солнце спокойно, энергичные частицы космических лучей, приходящие из глубины Галактики, получают доступ в пределы Солнечной системы - им не мешают потоки солнечной плазмы с «кусками» замороженных магнитных полей. Действительно, космики регистрируют в это время гораздо более мощный поток космических лучей, бомбардирующих атмосферу, ионизирующих атомы воздуха. Прочерченная штрихами, ионизированными, а значит, прекрасно проводящими электрический ток следами космических пришельцев, атмосфера заметно меняет свои свойства. В такой атмосфере трудней накапливаться электрическим зарядам. Заряды рассасываются, стекают, значит, меньше гроз и вообще облаков, потому что электрические заряды не только рождаются грозовыми облаками, но и сами вообще способствуют накоплению облачных масс¹.

Вот почему, считал Ней, в годы спокойного Солнца по всей планете в среднем больше ясных дней, летом суше и жарче, зимой чаще трескучие морозы и звездные ночи. И наоборот, в годы активного Солнца, когда меньше частиц космических лучей достигает орбиты Земли и нижних слоев атмосферы, заряды накапливаются, мощные грозы, гигантские циклоны и облачные фронты становятся обычными, летом холоднее и дождливее, зимой слякотнее и теплее (облака, как шуба, удерживают тепло у поверхности Земли).

Уже в канун нового тысячелетия ученые нашей страны и Швейцарии, где давно регулярно замеряется температура воздуха и атмосферное давление, записывается погода (дождливо - ясно), особенно тщательно проанализировали все эти показатели в ходе усредненных одиннадцатилетних циклов в XVIII, XIX, XX век. И выяснилось, что средний одиннадцатилетний цикл в этой стране действительно показывал «сухо, тепло, ясно - антициклон» в начале и конце цикла, в годы спокойного Солнца, но только весной и летом, и только в XVIII, XIX век. В середине цикла, когда активность Солнца наибольшая, в те столетия весна и лето были холодными и дождливыми. В XX веке для лета ничего такого заметить оказалось невозможным, а весной все было с точностью наоборот...

В чем дело? Об этом можно будет судить, когда подобные ряды наблюдений будут проанализированы еще хотя бы для двух-трех мест Земли, на разных континентах и широтах. Сейчас ученые только смогли прийти к выводу, что одиннадцатилетние циклы могут по-разному проявлять себя в ходе более длинных ритмов солнечной активности, например векового ее хода. Интересно, что в Швейцарии наш условный календарный рубеж XIX и XX веков точно совпал со сменой природного солнечно-земного климатического механизма.

Впрочем, некий намек на решение конкретно этой загадки намечается: похоже, в XX столетии наиболее частые центры активности атмосферы - циклонов и антициклонов - в Европе вообще сдвинулись на север в ходе общего потепления климата (возможно, не без техногенного участия человека), что и изменило характер взаимодействия солнечных пятен и погоды в масштабе маленькой Швейцарии.

В общем, можно сказать, что несомненно существующий механизм воздействия активности Солнца на погоду неясен. Бесспорно тут только одно: после коронарных выбросов приток на Землю солнечной энергии увеличивается (по некоторым данным, на 3 процента, при этом в видимом спектре, тепловом излучении - немного, на доли процента, а в ультрафиолетовой, рентгеновской части, в радиодиапазоне, в виде солнечного ветра - гораздо сильнее).

Но главное, видимо, не в простой прибавке энергии к некой средней норме. Сейчас, на рубеже столетий, многие ученые склонны думать, что более глубокая причина зависимости климата от Солнца - именно в изменении состава солнечного излучения. Особенно подозревают ультрафиолетовую часть спектра Солнца, которая, взаимодействуя с некоторыми газами атмосферы, например с озоном, способно резко, «нелинейно», воздействовать на климатическую машину нашей планеты. Пятнами, в определенных «активных местах», в центрах действия атмосферы возрастает так называемый парниковый эффект, атмосфера там гораздо сильнее задерживает обратное тепловое излучение Земли в космос. Такие местные перегревы, перенасыщения энергией и являются, возможно, главной причиной цепной реакции бурь и стихийных бедствий по всей планете.

Так или иначе, все разновидности этой дополнительной энергии распределяются каким-то образом между магнитосферой, ионосферой (полярные сияния), атмосферой и, видимо, твердой Землей. М.С. Эйгенсон верил в гипотезу, по которой после вспышек земная ионосфера чуть поджимается. Как балерина, прижавшая к телу руки, планета начинает вращаться быстрее. А это ускорение может быть для напряжений, накопленных в твердых недрах Земли, своего рода спусковым механизмом. Американец Симпсон, российский ученый А.Д. Сытинский доказывали, что во время вспышек солнечной активности землетрясения случаются чаще.

Справедливости ради: тогда тех, кто считал антинаучным и предосудительным связывать сейсмическую активность с пятнами на Солнце, было гораздо больше и научные звания у них были повыше. Они строили другие графики, приводили другие цифры, и получалось, что сильные землетрясения распределяются во времени по отношению к солнечной активности как угодно. Я работал сам в сейсмологической экспедиции, и могу подтвердить: статистически достоверную связь этих двух процессов неимоверно трудно и опровергнуть и доказать, всегда есть вероятность того, что тот, кто считает, будет считать - незаметно для себя - в соответствии со своими научными пристрастиями и симпатиями. В одном цикле так, в другом этак, точных совпадений не бывает, а близко или не близко от максимума солнечной активности произошло землетрясение, надо всякий раз решать. Год - это близко? А два?

И вот уже в наши дни, совсем недавно, в 2000 году, сейсмолог В.М. Лятхер, кажется, решил эту проблему. Он не стал смотреть привязки сильных землетрясений к пикам солнечной активности. Там на самом деле все очень двусмысленно. Он решил «поиграть» с тем, что ученых раньше скорее смущало и о чем долго как-то не очень говорили. С фактом непостоянства длительности солнечного цикла. Он ведь только в среднем одиннадцатилетний. А на самом деле случались и восьми- и пятнадцатилетние, Вот это, продолжительность цикла, и легло у него на оси ординат от 9 до 13 лет, с точностью до месяца.

А по оси абсцисс, по горизонтали, - годы, последние двести пятьдесят лет. Оказалось, что длительность цикла менялась не как попало, а по сложной кривой, с пиками и падениями, с некоторой даже как бы периодичностью, «квазиритмом» от 60 до 100 лет. При начале наблюдений за солнечными пятнами в XVIII веке продолжительность цикла была чуть короче одиннадцати лет и стремительно падала - к концу третьей четверти того же века - менее чем до девяти лет. Потом, к началу XIX века, длительность цикла так же стремительно возрастает до 13 лет, потом снова быстрый спуск до 10,5 лет, опять подъем и - полвека постоянства, циклы во вторую половину XIX века неизменно были порядка двенадцати лет. В начале XX века пошло понижение - почти до десяти лет в начале сороковых. С пятидесятых - подъем с пиком около одиннадцати в 1975 году. С тех пор идет новое падение. Прямо на этой же получившейся кривой ученый обозначил средние за весь солнечный цикл интервалы между случившимися в течение его (по всей Земле) сильными землетрясениями с магнитудой не менее 7.

Так вот: две кривые на этом графике почти совпали. То есть, чем короче был период солнечной активности, тем и интервал между сильными землетрясениями был короче, а чем длительней, ленивей раскачивался цикл, тем и интервал между сильными землетрясениями был больше. Получалось, что связь между активностью Солнца и сейсмичностью есть, и очень тесная, но не между максимумами активности и сильными землетрясениями, а между интенсивностью цикла и частотой сильных землетрясений. Чем короче цикл, чем быстрей он наступает и проходит, чем круче спуск и подъем солнечной активности, тем больше сильных землетрясений (даже если активность Солнца в таком цикле и не достигает рекордных показателей). Причем как: между одиннадцатилетним и десятилетним периодами разница в частоте сильных землетрясений - вдвое!

Никто, конечно, при этом не думает, что солнечная активность - причина землетрясений. Механизм землетрясений - внутри Земли, но Солнце способно «нажать на спусковой крючок», привести в действие не им заряженное ружье. Триггерное воздействие... Крючком, триггером, при этом работают, видимо, магнитосфера и ионосфера вместе с атмосферой Земли.

А самый короткий ритм солнечной активности на Земле -27-дневный: 27 дней - это период обращения Солнца вокруг собственной оси. Эта корреляция не вызывала сомнений. Раз Солнце по-разному облучает Землю, поворачиваясь к ней то одним, то другим боком, выходит, что есть на нашем светиле меридианы более активные и менее активные. И это не удивительно. Солнечные пятна, а значит, и связанные с ними зоны частых выбросов и вспышек расположены кучно, группами. И появляясь из-за края солнечного диска, такая группа начинает усиленный обстрел Земли сгустками выброшенных корпускул.

Очень давно люди заметили, что месяцы, выделенные ими по фазам Луны (лунный месяц равен 29,5 дня), имеют таинственную власть над погодой и непогодой. Распределение засушливых и влажных, теплых и холодных недель и даже дней в двух-трех соседних лунных месяцах не то чтобы совершенно одинаково, но явно похоже. В общем, это явление можно даже использовать для грубого долгосрочного прогноза.

Вероятно, Луна здесь действительно играет какую-то роль. Но и Солнце тоже. По случайному совпадению Солнце обращается вокруг своей оси с близким периодом - 27 дней - и воздействует на Землю своими активными меридианами. Два , этих месяца взаимодействуют, то и дело попадая в резонанс, усиливая друг друга.

Российский ученый П.П. Предтеченский обнаружил, что в 1934- 1936 годах холодные воздушные массы вторгались в Среднюю Азию из месяца в месяц почти по одной и той же , схеме. В среднем в начале 27-дневного периода температура на графике росла, к середине его падала до минимума, потом снова скачками вырастала до прежней величины. Еще более интересный рисунок у кривой осадков, выведенной из наблюдений в Ташкенте за 13 лет (1923- 1935 годы). Кривая осадков за один такой средний оборот Солнца делится нa четыре резких «пика». Иначе говоря, почти все годовые осадки выпадают в четыре четко определенных промежутка времени внутри 27-дневного периода! .

Другому выдающемуся российскому ученому Л. А. Вительсу удалось проследить за несколькими активными, долго прожившими образованиями на Солнце, появление которых из-за края вращающегося Солнца вызывало мощные потрясения в земной атмосфере.

Например, в 1951 году в течение нескольких оборотов Солнца на нем держалась монолитная группа пятен. Это был тот редчайший случай, когда в запятнанности нашего светила можно было убедиться невооруженным, правда достаточно зорким, глазом. Я сам, кстати, наблюдал тогда пятна на Солнце несколько вечеров подряд на обрывах Яузы во время пылающих подмосковных закатов.

И каждый раз появление этой группы вызывало на Земле взрыв климатических происшествий. В мае с ними были, вероятно, связаны невиданно резкие похолодания и потепления в Западной Европе. В те же дни над Америкой бушевал жестокий ураган. И из месяца в месяц, преодолевая инерцию земной атмосферы, солнечные пятна регулярно вызывали мощные циклоны, ливни, бури.

Присмотримся внимательнее к распределению столь влиятельных - в смысле воздействия на земные процессы - пятен на солнечном диске.

Они расположены симметричными парами по бокам солнечного экватора. Собственно, каждый одиннадцатилетний цикл солнечной активности начинается с того, что немногочисленные и еще не очень четкие пары пятен появляются довольно далеко от экватора. По мере усиления солнечной деятельности пятна становятся все более четкими и при этом сближаются в каждой паре. Пятна медленно приближаются к экватору, но никогда до него не доходят, не сливаются. Уже на половине встречного пути пятна начинают слабеть, вспышки около них становятся все реже и пятна исчезают, не доходя до экватора. Наступает следующий минимум солнечной активности. В этот момент вдали от экватора появляются уже пятна следующего одиннадцатилетнего цикла, которым предстоит пройти тот же путь.

Судя по всему, каждая пара пятен - это просто пересечение в двух местах с видимой поверхностью Солнца некоей «баранки», скрытой в теле звезды. Баранка эта, образованная какими-то мощными вихрями магнитного происхождения, зарождаясь на большой глубине, в течение солнечного цикла как бы всплывает медленно на поверхность. При этом пятна, концы этой баранки, сближаются.

Пролетая в небе Солнца, его маленький естественный спутник Земля как бы ощущает на себе всю эту непостоянную и зыбкую «географию» Солнца.

Плоскости земной орбиты и солнечного экватора не совпадают. Иначе говоря, Земля не находится все время над экватором Солнца, а переходит в небе нашей звезды то на 7 градусов в южное ее полушарие, то на столько же в северное.

Над солнечным экватором Земля повисает только в июне и декабре. Но экватор Солнца всегда чист от солнечных пятен, от коронарных выбросов и хромосферных вспышек. И значит, Земля в это время находится в условиях более спокойной «солнечной погоды», чем, скажем, в марте и сентябре, когда она пролетает над более активными широтами Солнца.

Итак, в течение года Земля дважды, в дни равноденствий, попадает в более бурные области неба Солнца и дважды, во время солнцестояний, в более спокойные. Это не может не отразиться на климатических и геофизических процессах Земли. И действительно, многие исследователи нащупывали полугодовой и годовой циклы в ходе некоторых климатических и геофизических явлений на планете, причем таких, которые трудно было бы объяснить просто сменой времен года. (Например, полярных сияний. См. рис. на стр. 15).

Правда, другие исследователи иначе пытались объяснить эти ритмы. Они усматривали в них следы «обратной связи» между Землей и Солнцем. По одной из гипотез, Земля, обращаясь вокруг Солнца с периодом в один год, вызывает приливную волну. А уже эта приливная волна, воздействуя слабо, но методично на маятник солнечной активности, вызывает годовой ритм гелиогеофизических процессов. Но о «приливных» гипотезах солнечной активности нужно разговаривать отдельно.

На Лосином озере 6 тысяч лет назад

Но почему так было и так будет, чем вызваны колебания, ритмы солнечной активности? Отчего солнечные пятна высыпают особенно густо на лике нашего светила в среднем раз в 11 лет? На этот счет есть догадки, но о них дальше. Точного знания нет. Так, первобытный человек точно знал, что Солнце взойдет после ночи, но почему это случится, он и не подозревал. Китайцы всегда знали о двенадцатилетнем цикле, а о его причинах даже не задавались вопросом.

Ветровые отложения на дне Лосиного озера дали возможность Роджеру, Андерсону выявить в интервале от 7,3 тысяч до 5,3 тысяч лет назад 180- 200-летнюю и 40-50-летнюю периодичность как в толщине отложений (закрашенные пятна, чем они темней, тем периодичность более выражена), так и в потоке космических лучей, достигающих атмосферы Земли (сплошные линии). Двухсотлетняя периодичность, по-видимому, идет от периодичности в активности Солнца - именно после солнечных коронарных выбросов и сегодня усиливаются в этом районе Миннесоты ветры, несущие в озеро лессовые частицы.

Листая книги и статьи, посвященные ритмам нашего Солнца, мы наткнемся на упоминания и о других периодах солнечной активности: 7 лет, 22 года, 35, 80. Некоторые из этих циклов только нащупаны, другие установлены точнее и тоже используются для прогнозов. Как же эти циклы - разные и несоизмеримые - сосуществуют?

В открытом море нашу лодку качает зыбь с волнами определенного размера. Но склон каждой из этих волн расчерчен мелкой рябью. Незамеченными проходят под кораблями в океане приливные волны и грозные цунами. Так и солнечная активность. Вместе со всей свитой зависящих от нее астро- и геофизических явлений она образует последовательный ряд колебаний все более высокого порядка, из которых мы замечаем непосредственно лишь те, что соизмеримы по продолжительности с человеческим веком. Остальные нащупываются по косвенным признакам, и мы знаем о них мало: что бы мы знали, к примеру, о приливах в океане, если бы имели данные о них за два дня? Ритмичность мы бы заподозрили, конечно, но не более того.

Довольно четко сейчас выделен вековой, а вернее, 80- 90-летний цикл солнечной активности: по годовым кольцам на пнях мамонтового дерева - секвойи, по данным японских летописей о наводнениях и неурожаях, о характере осеннего замерзания озера Сува в Японии. Судя по кольцам секвой, максимумы в вековом цикле солнечной активности были в 1772, 1862, 1942 годах, минимумы - в 1812 и 1902 годах.

Роджер Андерсон из Университета Нью-Мексико (США) провел кропотливое исследование донных отложений Лосиного озера (Элк-лейк), расположенного в штате Миннесота, за последние девять тысяч лет. Это время, время относительно щадящих условий в ходе грандиозного четвертичного оледенения географы называют голоценовым межледниковьем. Было на 10 градусов теплей, чем в разгар наступления Великого континентального ледника в Северной Америке и Европе, а главное, не было больших шараханий, катастрофических контрастов, быстрых колебаний климата, которые обнаруживаются в другие эпохи четвертичного периода, даже в аналогичных ископаемых межледниковьях 132 тысячи лет назад и раньше. Голоцен - время возникновения и расцвета человеческих цивилизаций. Вероятно, относительная стабильность, редкое явление на нашей планете и в-космосе, была необходимым условием для столь уникального события в нашей Вселенной как появление и расцвет культур.

Окрестности Лосиного озера были выбраны для исследования потому, что именно здесь была раньше замечена довольно четкая и прямая связь между коронарными выбросами Солнца (вместе со всей свитой последующих явлений типа магнитных бурь) - и резким усилением (на семь процентов в общем атмосферном переносе, это очень много) зимних ветров. При этом господствующие зимой юго-восточные ветры гнали на Лосиное озеро в большом количестве лессовые частицы, пыль с днищ высохших ледниковых озер и дюн, расположенных от него в нескольких десятках километров. В годы активного Солнца, соответственно, ветры должны были приносить и откладывать в озере больше этих частиц, чем в годы спокойного Солнца. Предполагалось, что колонка донных отложений за 9 тысяч лет даст полный отчет о периодах солнечной активности в доисторические времена. За все 9 тысяч лет не очень получилось. Вначале вообще вокруг были леса, и лесс почти не приносился. Потом (8400 лет назад) леса уступили место прериям и нужный режим установился. В поздние времена были другие проблемы, и тоже нужной четкости результатов не получалось. Но вот «окно» от 7300 до 5300 лет назад показало очень ясные результаты, возможно, потому, что на это время пришелся голоценовый минимум магнитного поля Земли (6000 лет назад), которое все-таки как-то защищает Землю от прямого влияния солнечных частиц и космических лучей.

Магнитное поле действительно было сильно ослаблено - это подтвердили резко повышенные количества радиоуглерода в соответствующих древесных кольцах одной из местных сосен. Радиоуглерода в наши дни очень много в тех древесных кольцах, которые наросли в 50-х, 60-х годах XX века. Это след от 600 мегатонн ядерных испытаний в атмосфере, которые еще не были тогда запрещены. 6000 лет назад радиоуглерода становилось много, когда ослабевало магнитное поле, и становилось естественно радиоактивным небо - до земной поверхности почти беспрепятственно доходили даже малоэнергичные (но интенсивные) солнечные космические лучи, составная часть солнечного ветра. При этом радиоуглерод колец аккуратно метил все взлеты и падения солнечной активности при жизни сосен.

Это были и короткие циклы 11-летний, 20- 25-летний, а также 40- 50 летний, но самым четким и ярким оказался 180- 200-летний. Он же господствовал и в таблицах, отмечающих толщину лессовых отложений на дне Лосиного озера. Его буквально было видно невооруженным глазом в колонке высушенного ила, наслоившегося за две тысячи лет. В годы высокой солнечной активности внутри 200-летнего цикла лесса на дне откладывалось до 4 сантиметров в год, вдвое больше, чем в годы спокойного Солнца.

Так выявлялась поразительная, прямая зависимость множества географических процессов, всей жизни на планете, от взаимодействия земного и межпланетного магнитных полей, от сложной многоступенчатой ритмики нашего светила, от настроения Гелиоса.

Планеты - Солнце

Ученые давно уже делают попытки понять причины ритмичности гелиогеофизических явлений - и все чаще вспоминают в последние годы забытую было гипотезу английского ученого Э. Броуна, выдвинутую на рубеже XIX и XX столетий. Броун связывал солнечные пятна - вихри в солнечной материи - с приливами в теле Солнца, вызванными притяжением планет.

А где пятна, там коронарные выбросы, солнечные вспышки, потоки корпускул от светила - и весь арсенал солнечной деятельности. Э. Броун, а позднее российский ученый В.Б. Шостакович указывали на одно совпадение: 10- 11 - 12 лет - основной период солнечной активности, и 11,86 земного года продолжается «год» Юпитера.

Броун знал только об одиннадцатилетнем периоде солнечной активности.

Мы знаем и о других. Нет ли и тут подобных совпадений?

Российский исследователь приливов И.В. Максимов выписал в таблицу продолжительность «годов» и «полугодий» для планет Солнечной системы (в земных годах). Вот что получилось:

А вот циклы солнечной активности:

200- ?- 88- 83- 44- 24 (22) - 16,1-11,1 -6,9

и многолетних климатических колебаний:

200-80-35-11

(Вопросительный знак там, где подозревается не открытый цикл.)

Совпадения есть и здесь. Правда, иногда возникает вопрос: при чем здесь планетные полугодия? А при том, что планетные приливы на Солнце должны быть в принципе аналогичны приливам на Земле, которых, как известно, два - по волне на каждой из противоположных сторон планеты.

Насколько же планеты равноправны в своем воздействии на Солнце? Их приливообразующая сила не одинакова - она зависит и от величины планет, и от их близости к Солнцу.

Насколько велики эти цифры? Могут ли хотя бы некоторые планеты вызвать в огненном океане Солнца достаточные возмущения? Вспомним, что приливообразующая сила Солнца на Земле (1571,2 см²/сек²) - величина вполне сопоставимая с приведенными в таблице числами и что солнечный прилив в океане - вещь вполне ощутимая. Подкрепляет гипотезу Броуна и то, что солнечные пятна группируются около «тропиков» Солнца, там, где приливные силы должны проявляться лучше. Какие же планеты могут действовать на активность Солнца?

Могучий Юпитер, столь эффективно защищающий земную биосферу от слишком частых и опасных столкновений с крупными метеоритами и кометами, и по своей приливообразующей силе, и по почти двенадцатилетнему периоду обращения - вполне достойный кандидат в возбудители «одиннадцатилетнего» (в среднем за последние двести лет, на самом деле 8- 15-летнего) цикла деятельности Солнца. Похоже, создатели восточного двенадцатилетнего календаря имели в виду именно этот период еще и по этой причине. А 80-летний цикл? Нептун - полупериодом и Уран - периодом обращения как будто подходят. Но силы у них маловато. Возможно, дело тут в резонансе. Известно, например, что солнечный прилив в атмосфере Земли в 100 раз больше, чем ему полагается быть, если исходить из теории. Виноват резонанс.

Период свободных колебаний земной атмосферы, как целого, случайно совпадает с солнечным полусуточным приливом и равен 12 часам.

Период свободных колебаний массы Солнца (или внешнего его слоя) может равняться 80 годам, и тогда слабое притяжение Урана и Нептуна, слегка подталкивая качели солнечной активности, могло бы поддерживать ее миллионы лет.

Приливообразующая сила Венеры почти равна силе Юпитера, а крошечный, но близкий к светилу Меркурий должен как будто действовать на солнечную активность сильнее, чем все остальные планеты, вместе взятые. Почему же мы не знаем колебаний активности Солнца с периодом в полтора- три месяца, четыре-восемь месяцев? Вероятно, Солнце не может так быстро менять свое «настроение» - мешает «инерция» громадной звезды. Но быть спусковым крючком для отдельных вспышек на Солнце планеты земной группы могут. Английские астрономы, вычисляя сизигии, моменты, когда эти планеты «соединились» на небе Солнца и когда они располагались под 90 градусов (квадратуры планет), смогли с точностью до нескольких часов предсказать несколько возмущений на Солнце.

Мощная протонная вспышка произошла на Солнце 12 ноября 1966 года. Так вот, она была предсказана за 14 месяцев до этого, предсказана потому, что взаимное положение Солнца и ближайших к нему планет можно вычислить заранее. Этим же методом ученые предсказали магнитные бури, перебои в радиосвязи, полярные сияния 3 и 23 июля, 5 и 26 августа и 15 сентября 1967 года.

Украинский астроном П.Р. Романчук считал, что вся сложная многоритмичная картина колебаний солнечной активности может быть объяснена взаимным положением Солнца,, Юпитера и Сатурна. Он построил таблицу, из которой видно, что все подъемы солнечной активности примерно совпадают с квадратурами Сатурна и Юпитера, а все годы спокойного Солнца - с их соединениями.

В древние времена, да и сегодня астрологи по взаимному положению планет пытаются предсказать будущее. Астрономы относятся к астрологии уважительно, как к предшественнице своей науки, но насмешливо, как к сегодняшнему «конкуренту». Но это тот случай, когда можно сказать, что дыма без огня не бывает. Что-то такое в природе есть. Если взаимное положение планет действительно оказывает влияние на активность Солнца, то астрономические таблицы могут стать материалом (не главным, но вполне дельным) для каких-то гелиогеофизических и даже климатических долгосрочных прогнозов. Хотя и вряд ли для прогноза индивидуальных судеб...

Интересное исследование провел американский астроном П. Джозе. Путем сложных вычислений он определил центр тяжести Солнечной системы в целом. Оказалось, что он не совпадает с центром Солнца и что само Солнце обращается вокруг этого общего центра тяжести с периодом в 178,77 земного года! После этого он обратился к таблицам чисел Вольфа (характеризующих количество пятен на Солнце), которые астрономы ведут с 1610 года. Вычисления, сделанные на основании этих таблиц, дали новый большой период солнечной активности продолжительностью 178,55 года! Вряд ли это случайное совпадение, считал Джозе.

Интересно, что близкий период солнечной деятельности раньше нашел российский ученый П.П. Предтеченский, а еще раньше, в начале XX века, - географ Э.А. Брикнер, изучая морены альпийских ледников. Менялась активность Солнца - менялся климат и ледник начинал таять быстрее или медленнее. И - выше об этом говорилось - этот же период оказался наиболее ярко выраженным в колонке лесса со дна Лосиного озера в штате Миннесота.

Наше Солнце - рядовая звезда галактической семьи. И если многоритмичность солнечной активности действительно вызвана приливным действием планет, то нельзя ли, уловив подобную же ритмичность в излучении энергии другими звездами, судить о том, есть ли вокруг них планетные системы?

И подобные попытки делаются. Целый ряд звезд типа нашего Солнца, похоже, слабо изменяет свой блеск по сложным, многоритмичным кривым - иным, чем у Солнца.

Планеты далеких звезд почти невозможно увидеть в телескоп. Но когда-нибудь людям понадобится послать ракету-автомат на поиски других миров. И разведчик будет направлен не наобум. Уже сейчас по ритмам активности далеких звезд делаются попытки точно высчитать число и размеры невидимых планет, возможно заселенных.

Так ритмы нашего мира направляют нашу мысль к звездам, на поиски далеких биосфер, а то и цивилизаций.

Морское легкое

Что может лучше рассказать о будущем, чем прошлое? Но люди не верят прошлому.

Они передают друг другу древние сказания об извержениях вулкана, на плодородных склонах которого они живут, но больше упиваются поэтичностью этих сказаний, чем внимают предостережению, заключенному в них. И новое пробуждение каменно-огненного чудовища застает их врасплох.

В некоторых скандинавских странах любой ребенок знает наизусть древние саги о походах викингов. О таинственном Винланде, существующем где-то на далеком Западе, знали тысячи людей задолго до Колумбова открытия Америки. Но это не оказало почти никакого влияния ни на стремление Колумба к «Индии», ни на последующие поколения историков, нисколько не сомневавшихся, что до Колумба в Новом Свете не было европейцев. И только упорство одного-единственного норвежского историка Э.Х. Инстада, поверившего сагам, принесло археологическое подтверждение первому открытию Америки.

В сагах, древних летописях, содержится много научной информации, ценной не только для историков, но и для географов, климатологов, астрономов. Однако часто эту информацию с удивлением обнаруживают лишь задним числом, когда изыскания более материального свойства - раскопки, геологические разрезы - преподносят ученому грубо, зримо факт, о котором многие слышали в полусказочной форме, не придавая ему значения.

Был в античном мире полулегендарный географ и путешественник Пифей. Многие его рассказы высмеивали еще в древности. Знаменитый историк Древнего Рима Полибий занимался этим с особенным упоением. Рассказ Пифея о том, что он добрался до края мира, Шетландских островов, сказочной Туле, Полибий объявил вздором. Но скоро римляне дошли до этих мест, а несколько веков спустя Сенека предсказывал:

Раздражала Полибия и еще одна «сказка» Пифея. Пифей (это было в IV веке до нашей эры) рассказывает, будто бы плыл он на корабле от Эльбы до полуострова Ютландия. Здесь, где-то между современной Данией и Скандинавским полуостровом, обнаружилось, что дальше плыть нельзя. «Нет больше земли, моря или воздуха, а вместо них смесь всего этого, похожая на морское легкое, где земля, море и вообще все висит в воздухе, и эта масса служит как бы связью всего мира, по которой невозможно ни ходить пешком, ни плыть на корабле».

Две тысячи лет вслед за Полибием недоумевали по поводу этого рассказа историки и комментаторы. Что это за морское легкое?

Но современные ученые, изучающие климаты прошлого Земли, склонны подходить и к этому рассказу Пифея как к поэтичному, но верному естественноисторическому свидетельству. В канун новой эры, говорит географ А.В. Шнитников, началось в северном полушарии нашей планеты сильное повышение общей влажности. Прекратилось на время общее потепление климата, начавшееся еще в ледниковом периоде, льды стали спускаться с гор в долины, расползлись по морям. У выхода из Балтийского моря Пифея встретили туманы, никогда прежде не виданной им густоты. Остановившая корабль ледяная каша виднелась в разрывах этого тумана, проглядывали полузалитые приливом низкие берега с протоками и лужами. Ничего подобного путешественник раньше не видел. С чем сравнить... Пожалуй, «морское легкое» - несколько необычное, но точное сравнение-определение картины.

А что делалось тогда, 2400 лет назад, в остальном мире? Амударья замерзала зимой почти на полгода (сейчас только на два месяца). Римляне, воевавшие с Карфагеном, пересекли в своих колесницах цветущую Сахару. На фресках Тассили тогдашние скотоводы и охотники сахарской саванны запечатлели невиданные боевые повозки. А рядом - жирафы на водопое, бегемоты, нежащие свои тела в пузырящейся болотной жиже. И это в безжизненной Сахаре!

Было ли это единственное в своем роде время, неповторимая пора в жизни народов Земли? Прошло 1800 лет и о новых страшных зимах рассказывают скандинавские саги, среднеазиатские летописные свидетельства.

Велик и славен был город Янгикент в устье Сырдарьи. Шли отсюда караванные пути во все концы Азии. Но в один день собрались и ушли все его жители - купцы, ремесленники, мусульманское духовенство. С удивлением смотрят археологи на стены, не тронутые войной, разрушившиеся от старости. Легенда говорит: заполнили город змеи, ядовитые и бесчисленные. Не было от них никакого спасения, и все жители ушли из Янгикента.

Могло так быть? Что-то в этом роде? Именно в это время, в середине второго тысячелетия нашей эры, в северном полушарии Земли снова стало прохладно и влажно. Поднялся уровень Сырдарьи, и грунтовые воды залили норы змей.

Правда, не зацвели уже в нашей эре пески Сахары: новое похолодание сильно уступало предыдущему по мощности. И все же влажность была высокой. Часть территории нынешнего Баку была под водой. Несколько лет подряд дожди уничтожали хлеба на Британских островах. Снова показались ледниковые языки в альпийских долинах, не в первый раз погребая под собой прекрасные римские военные дороги. А длинное ледовитое щупальце протянулось из Ледовитого океана к Северному морю и вдоль берегов Гренландии, отрезав от Европы гренландские колонии скандинавов и американские (Винланд) колонии гренландских викингов. Тогда-то европейцы надолго забыли пути Эрика Рыжего и сына его Лейфа Эриксона Удачливого. Но это - особый разговор.

Сверхритмы подлунного мира

Мы живем, подчиняясь космическим ритмам. День - ночь. Зима - лето. Приливы - отливы. И вот оказывается, приливное взаимодействие трех космических тел - Солнца, Земли и Луны - может проявить себя не только в полусуточном приливном дыхании нашей планеты.

Каждый день на водную и твердую оболочку Земли действует не та приливная сила, что действовала вчера.

В течение месяца все три светила дважды бывают примерно на одной линии. Такие положения тел астрономы именуют сизигиями. В эти моменты складываются гравитационные возмущения от Солнца и Луны, и тогда бывают большие приливы.

И дважды за тот же месяц Солнце и Луна действуют на Землю под прямым углом. Это моменты квадратур, во время которых приливное действие Солнца как бы вычитается из лунного, приливы в это время наименьшие.

Но и это еще не все. Раз в месяц Луна подходит к Земле максимально близко в своем беге по эллиптической орбите. Прилив снова усиливается - на 40 процентов! А к Солнцу Земля бывает ближе всего, когда в северном полушарии зима - тогда увеличивается солнечная приливная сила.

Зависит приливная сила и от многих других вещей - например, она больше, если Луна и Солнце проходят точно над экватором Земли.

Но главное - взаимодействие всех этих причин. И это взаимодействие, интерференция волн времени - тоже периодично.

Еще древние халдеи выделяли «сверхгод», период сарос. Он составляет 18,6 года. Через такой промежуток времени плоскости вращения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца совпадают на некоторый срок и на Земле происходит сразу несколько подряд солнечных и лунных затмений, то есть полных сизигий. Значит, раз в 18,6 года приливы на Земле особенно сильны. Но есть, оказывается, и периоды еще более сильных приливов. Раз в 1800- 1900 лет Земля, Луна и Солнце входят в полосу «сверхсароса». В это время все три тела не только часто попадают в точное «сизигийное» положение, но одновременно и Земля оказывается ближе к Солнцу, а Луна - к Земле. В такие-то эпохи на Землю и приходят «страшные зимы».

Кто такая Сцилла?

В первый момент все это звучит странно. Положение светил предопределяет климаты, человеческие судьбы, а значит, в какой-то мере влияет и на историю. Но так ли уж это странно? Конечно, общий ход исторических событий определяется внутренними причинами - экономическими, общественными. Но обстоятельства внешние, географические и даже астрономические, могли иногда вмешиваться в этот общий ход, спрямляя или усугубляя иные зигзаги истории.

Все это относится и к 1850-летним природным ритмам. Учение российского географа А.В. Шнитникова об этих ритмах сейчас пользуется широкой известностью в научном мире и уважительным признанием многих географов.

На севере и юге, на западе и востоке, в самых разных условиях, А.В. Шнитников подметил отчетливую закономерность.

Со времени последнего большого похолодания горные ледники повсеместно отступают. Но отступают не плавно (тогда конечная морена ледника тянулась бы непрерывной полосой от самой нижней точки, достигнутой когда-то ледяным языком, до теперешнего его положения), а как бы «гляциологическими квантами».

Конечных морен, четких, ясно очерченных, на пути очень многих ледников обычно восемь. (При условии, конечно, что какой-нибудь обвал, или землетрясение, или неудобно крутой склон не «вымарали» одной-двух морен со страниц гляциологической истории. Но в общем в Японии и в Альпах, на Кавказе и Тянь-Шане и во многих других местах число морен стремится к этой цифре.) Это значит, что за последние 15 тысяч лет, то есть за период голоцена - отступления горных ледников, восемь раз ледники прекращали отход и даже наступали. Тут-то и накапливались отдельные конечные морены. Затем ледник снова отходил и оставлял следующую морену - зарубку на память. Восемь циклов за 15 тысяч лет. Так нащупывалась связь между климатическими ритмами и периодичностью сверхприливных эпох.

Каждые 1850 лет Луна, Солнце, Земля попадают в положение констелляции, при котором приливы на Земле наибольшие.

На это космическое воздействие откликаются, по А.В. Шнитникову, ритмы изменений уровня моря, мощности горных ледников, общей увлажненности климата северного полушария

Похоже, эта 1850-летняя изменчивость приливов влияла на климат. Но как? Есть ли связь между чисто механическим явлением - приливами и сложным циркуляционным механизмом земных ветров, течений, осадков?

А.В. Шнитников подчеркивал, что он ничего такого не открыл. Он только собрал вместе и проанализировал разрозненные и как будто мало относящиеся друг к другу наблюдения, исследования целого сонма ученых.

Механизм действия лунного и солнечного приливов на погоду и климат первым нащупал Ф. Нансен во время плавания на своем знаменитом «Фраме». Он обнаружил и правильно объяснил внутренние приливные волны в океане.

Математики иногда фантазируют на тему о том, как бы чувствовали себя некие воображаемые «плоскатики», двухмерцы, не знающие третьей координаты, придающей пространству глубину. Могли бы они догадаться о существовании закрытого для них третьего измерения?

Фактически человек и есть изначально именно такой «плоскатик»: как трудно приходило человечество к осознанию объемности, шарообразности Земли! В науках о Земле «двухмерность» мышления и по сей день подчас дает себя знать. Многие океанологи, мысля «в одной плоскости», не могли, например, вообразить себе, что океан не просто большая лужа, а живое, постоянно меняющееся, трехмерное творение природы. Они хотели бросать в глубоководные впадины радиоактивные отходы, не веря в существование водообмена между поверхностью и глубинами.

Так и внутренние волны. Наш знаменитый океанолог и метеоролог В.Ю. Визе писал о простоте и незаметности этого явления, долго выпадавшего из поля зрения ученых именно в силу своей трехмерности.

«Патерсон приводит действительно поражающий пример, относящийся к гидрологическому разрезу между Норвегией и Исландией. На широте 63°21' N и долготе 4°00' W изотерма 0 градусов (примерно отграничивающая область придонной арктической воды от более теплой верхней) была обнаружена на глубине 450 метров; 16 часов спустя та же нулевая изотерма оказалась на глубине 94 метра. Таким образом, менее чем за сутки внутренняя волна подняла холодную воду на 356 метров. Удручающий пример, показывающий, каким иногда слабым приближением к истине могут быть наши гидрологические разрезы, стоящие нам столько усилий!»

Теперь немного разъяснений. Помимо той основной поверхности, которую мы знаем в море, - границы между водной и воздушной оболочками - есть там и другие поверхности и границы, невидимые, но весьма важные.

Это - изотермы и изогалины - поверхности, разграничивающие слои разной температуры и солености. Причем это вовсе не умозрительные, абстрактные границы, а подлинные, физические. Можно сказать, что это границы между разными автономными водами, неохотно проникающими одна в другую. В случае, о котором говорит В.Ю. Визе, поверхность холодного подводного «моря» в той части Атлантики, где наслаиваются друг на друга теплые южные и арктические воды, поднялась в виде гигантской внутренней приливной волны почти к самой поверхности океана, охладив ее, а через нее повлияв и на температуру воздуха.

Иногда внутренняя волна вырывается на поверхность. В устьях рек, там, где смешивается пресная и соленая вода, это явление особенно часто. Здесь внутреннюю волну может вызвать даже гребной винт. Судно теряет управление и почти перестает двигаться при работающих вовсю машинах. Капитаны говорят: мертвая вода. Иногда что-то подобное бывает просто на мелководьях, где на поверхность вырывается мчащаяся на глубине вслед за движущейся по небу Луной внутренняя приливная волна.

Интересно: тот же Полибий, что так не верил в правдивость бедного Пифея, всячески доказывал документальность всех без исключения путешествий Одиссея. Знаменитое приключение отважного капитана между Сциллой и Харибдой Полибий толкует так. Дескать, в Мессинском проливе (на его берегах и сейчас еще есть деревушки Шилла и Коридда) часты очень бурные приливные течения. Поэтому корабли здесь нередко теряют ход, бурные злые волны иной раз могут неожиданно выбросить их на скалы даже против ветра! Иному мореходу в такой ситуации действительно могло показаться, что не он налетел на скалу, а скала накинулась на него!

Современные исследования подтверждают эту догадку Полибия. Оказывается, в Мессинском проливе во время наиболее сильных приливов между тяжелыми водами Ионического моря и более легкими - Тирренского моря и сейчас часто развивается внутренняя волна до 60 метров высотой! Иногда она выплескивается на поверхность моря. Сейчас уровень океана выше, чем во времена Полибия и тем более Гомера. Так что тогда это явление могло проявлять себя еще более внушительно, чем теперь.

Невидимую глазу, но красивую по самой своей сути картину сумели «увидеть» датские океанологи Дитрих и Галле у Гибралтарского пролива.

Под вставшим на якорь у знаменитых Геркулесовых столпов научным судном "Дана" кипел невидимый прибой. Огромные внутренние волны накатывались - две в сутки, как часы, подчиняясь лунному приливному ритму,- на мелководье пролива. Граница между разной по солености, а значит, и по плотности средиземноморской и атлантической водой запрокидывалась здесь вертикально, вздымаясь на сотню метров!

Как оно было

Теперь попробуем проследить за одним из сверхвековых 1850-летних климатических ритмов.

Пятый век до нашей эры. Солнце, Луна и Земля в очередной раз стали в позицию, при которой приливы на несколько процентов выше их среднего многовекового уровня. Еще больше, чем внешние приливы, увеличиваются внутренние приливные волны. Они подводят к поверхности океанов холодную воду с глубин. Резко нарушается обычный характер образования и движения циклонов. Повышается ледовитость морей. Снег пополняет ледовые запасы горных ледников. «Уровень Каспия стоял высоко» (Лев Гумилев). Дожди оживляют вчерашние пустыни. И поверх старых фресок Тассили, оставшихся от двух предыдущих влажных эпох, появляются новые. Свайные поселения варваров на альпийских озерах повсеместно гибнут, затопленные вздувшимися хлябями. И это было уже не ново: во втором тысячелетии до нашей эры точно так же были затоплены здесь свайные поселения других, еще менее цивилизованных народов. Но всякий раз это казалось неожиданной катастрофой. И только с высоты нашего современного знания мы видим, что это было закономерным и неизбежным повторением событий, уже пережитых людьми, но забытых. И снова, как и тогда, в каменном веке, люди эпохи металла, проклиная своих богов (иногда при этом угадывая, возможно, истинных виновников - Луну и Солнце), покидали места, где, как им казалось, они жили всегда. И наоборот, вновь расцветали иссохшие было земли. Пустынная Северная Африка была тогда житницей эллинского мира, а потом и римлян.

Зато позже, к моменту торжества христианского варварства, в Европе наступил «золотой век» для северных стран, скованных до этого оцепенением страшных зим.

Викинги распространяют свои набеги все дальше. Природа им благоприятствует: в VII- VIH веках нашей эры Северный Ледовитый океан был практически свободен от многолетних льдов! Одновременно чрезвычайно низок уровень Каспия - на двадцать метров ниже, чем в эпоху страшных зим.

Именно в это время приливы на Земле невелики, ибо Солнце и Луна действуют разрозненно, «не на полную силу». Тут еще действует цепная реакция. Уменьшается ледовитость морей и континентов, суше становится климат, вода как бы уходит с суши в океан, и уровень моря повышается. Земля, «потолстев», благодаря океанам, в талии, несколько замедляет скорость своего вращения. Дальше цепочка причинно связанных событий продолжается так: ослабленное вращение Земли - уменьшение центробежных сил - Земля несколько меняет свою фигуру, становится менее сплюснутой. Для океана это означает, что часть воды из тропиков устремляется к полюсам. Это еще больше разогревает умеренные и полярные широты.

Еще во влажную эпоху, в I веке до нашей эры, китайцы построили часть Великой стены к западу от Тухуан. Стена, как известно, хорошо сохранилась до наших дней. Тем более загадочно, что уже в I веке нашей эры китайцы вдруг охладели к своему творению. Стена перестала охраняться. Почему?

В начале XX века этот вопрос специально изучала экспедиция английского географа А. Стейна. Вот что выяснилось. Строя стену, китайцы старались сочетать искусственную преграду с многочисленными озерами и болотами, которые прерывали стену в десятках мест. Когда, уже в нашей эре, началось большое иссушение климата, болота и озера стали исчезать. Китайцы какое-то время пытались подстраивать новые участки стен, но природа действовала быстрее.

Интересно, что в 1907 году, когда на севере Китая работала экспедиция А. Стейна, уровень каверзных озер и болот был выше, чем при строительстве стены. Это, кстати, говорит о том, что нынешние сухие и теплые века только начались.

Уже под закат «золотого века» викингов Эрик Рыжий во главе целой флотилии из 25 судов отправляется колонизовать открытую незадолго до этого Гренландию. Из 25 судов только 14 достигли цели. Перед поселенцами - девственная земля. Тучные пастбища, не пуганные человеком олени: эскимосов тогда еще не было, они охотились далеко на севере, где были льдины, а на льдинах - морской зверь.

Колонии норвежцев быстро расширяются, укрепляются, и в 1 000 году Лейф, сын Эрика, основывает в Америке, на Ньюфаундленде, Винланд. Скандинавы проникали, видимо, и южнее. В Гренландии на месте одного из поселений нашли кусок антрацита, хотя ближайшее месторождение угля - современный Род-Айленд в США.

Но проходит два-три столетия - и картина меняется.

Сначала исчез Винланд, заморская территория гренландцев. Потом выродилась северная гренландская колония - там остались одни женщины. Женщины ушли к эскимосам, бросив скот, дома. Южная колония держалась дольше всего. В 1410 году из Гренландии вышло последнее судно, добравшееся до Европы. Моды, запечатленные в одежде колонистов, похороненных последними, застыли на XV веке, хотя, видимо, европейцы жили на юге Гренландии до начала XVI века. Но уже в середине XVI столетия пробившийся сквозь льды корабль не нашел ни-' кого. Новая, датская колонизация, начавшаяся в 1721 году, застала на месте норвежских хуторов иглу эскимосов.

По этим этапам лучше, чем по любому географическому описанию, можно почувствовать, как все более прочный барьер вставал между колонистами и Европой, несмотря на прогресс мореплавания. Новый век страшных зим обложил Гренландию многолетними нетающими льдами. Иссяк приток людей, строительных материалов, без которых не было домов, а главное - судов (суда при северном бездорожье все). Оставалось либо вымирать, либо смешиваться с местным населением. Эскимосы к этому времени уже пришли с севера, пришли вместе с наступающими льдами вслед за появившимся , на юге Гренландии холодолюбивым зверем. Эскимосы были гораздо лучше приспособлены к обособленному существованию, чем жители Европы.

Кончился ли век страшных зим? Да, кончился, и сравнительно недавно.

Снова мелеет Каспий - в масштабе столетий, недавнее обратное затопление его берегов - ненадолго.

Отступают ледники, тундра. В Исландии из-под уходящих ледников показались полуразрушенные поселения викингов. Вмешиваются в этот процесс, правда, другие приливные ритмы и циклы солнечной активности - одиннадцатилетний, вековой. Эти волны накладываются друг на друга, создают сложную картину. Но главной закономерности они изменить не могут.

Глядя в прошлое, мы можем предсказать, что впереди - несколько «золотых веков». Северный океан действительно «разрешит оковы вещей» и перестанет быть Ледовитым. За эти века человек, возможно, научится разумно вмешиваться в ритмы своего мира и предотвратит следующую страшную зиму.

Тайна великих оледенений

Впрочем, по некоторым современным сценариям, нынешнее техногенное глобальное потепление может приобрести такие темпы, что станет возможным (из-за слишком быстрого опреснения Гренландского моря талыми водами) поворот вспять Гольфстрима. Подобное уже случалось время от времени (тогда - из-за чудовищных вулканических зим) в период предыдущего Мелентьевского межледниковья 132 тысячи лет назад. В этом случае и «страшные зимы» нашей эры покажутся мелким ненастьем. За каких-нибудь 20- 30 лет чудовищные ледники снова раздавят Европу и Северную Америку.

Чем больше знаем, тем больше страхов. По полям Европы разбросаны гранитные валуны. Двести лет назад людям было совершенно непонятно, откуда вообще могли взяться камни на бескрайних равнинах. Проделки черта - такое, самое «простое» объяснение, было в запасе у людей простых, а людей ученых загадка природы заставляла придумывать всякие экстравагантные гипотезы. Некоторые геологи считали, что история планеты состояла из бесконечного ряда катастроф. Вот и валуны, считали они, вырваны из породивших их гранитных скал то ли страшным вулканическим взрывом, то ли землетрясением и отброшены на сотни и тысячи километров. (Катастрофы, конечно, были, и грандиозные, и они тоже подчиняются некоторым законам периодичности, но это особый разговор.)

Из золотого века в век вечных зим. Когда в карбонатах откладывается очень мало тяжёлого кислорода, это значит, что на Земле почти перестал работать механизм замерзания-таяния воды, при котором происходит фракционирование и накопление этого тяжелого изотопа. По данным 10 различных исследований морских фораминифер в Атлантике, М. Рэймо и У. Рэддимен нарисовали эту судьбоносную для нашей планеты кривую от мелового периода до наших дней. Вертикальная прямая делит график пополам. Справа - мир без снега и льда, сады у полюсов. Слева - вечные льды. Кардинальный стремительный перелом произошел около 14 миллионов лет назад. Именно в это время зародился ледниковый щит Антарктиды, богатая и разнообразная жизнь этого осколка

Гондваны стала вымерзать. Началось великое оледенение. Что стоит за этой кривой ?

Но к катастрофам у натуралистов старое недоверие. Один из противников катастрофистов И.В. Гёте, великий поэт и не менее замечательный натуралист, считал, что гранитные валуны принесены издалека плавающими льдинами когда-то заливавшего Европу океана. Это было смело. Пришлось допустить и огромные наступления океана на сушу, и гораздо более холодные времена - современные хилые льды, скажем, Балтики на такой перенос огромных глыб совершенно не способны. Гёте знал о горных ледниках. Но представить себе, что почти вся Европа еще несколько десятков тысяч лет назад представляла собой огромный материковый ледник, подобный нынешнему Гренландскому или Антарктическому, до самого дна продавивший ту же Балтику, и что валуны Европы и бесплодные каменнопесчаные гряды Дании - это просто моренные отложения отступавшего ледника, на это и у него не хватило фантазии.

Итак, кроме «малых ледниковых периодов», страшных зим, были и настоящие ледниковые периоды, с многовековой зимой и почти полным отсутствием жизни на огромных пространствах. Эпоха четвертичного оледенения не прошла, мы живем в ней, только попали на межледниковье, в период отступления великого ледника. Льды - в масштабе последних 16- 20 тысяч лет - в общем, тают, тундра отступает на север, туда же наступает лес, вечная мерзлота в горах отступает вверх, на просторах Сибири высвобождаются от ледяного плена вмерзшие когда-то в мерзлоту туши мамонтов.

Мы еще не знаем точно, почему иногда (например, в разгар каменноугольной эпохи, в течение мелового периода) по всей Земле было тепло, как в нынешних тропиках, а иногда оледенение охватывало полпланеты (к концу той же каменноугольной эпохи) - кое-какие предположения на этот счет несколько дальше. Но с танцами (наступлениями - отступлениями) последнего четвертичного оледенения ученые разбирались так обстоятельно, что кое-что можно сказать вполне определенно. Как и «века страшных зим», все отступления и наступления льдов в последние миллионы лет определялись из космоса, а вернее, из долгосрочных периодических изменений основных астрономических параметров планеты Земля.

Это было открытие великого сербского ученого М. Миланковича, сделанное в канун Второй мировой войны. Астрономы, в общем-то, уже знали, что и эксцентриситет земной орбиты вокруг Солнца, и наклонение земной оси к плоскости орбиты, и даже сама плоскость орбиты - не абсолютно постоянны, они меняются в течение тысячелетий, и эти изменения поддаются точному математическому расчету. Но вот перенести эти расчеты на земную почву то ли боялись, то ли не догадывались. Впрочем, и это не все: сейчас Земля ближе к Солнцу, когда в северном полушарии лето, из-за этого лето теплее, но оно быстрей протекает, зато зима долгая и холодная, а в целом северное полушарие недополучает тепла по сравнению с полушарием южным. Из-за прецессии оси земного волчка через десять тысяч лет наступят времена, когда летом Земля будет смотреть на Солнце в перигелии южным полушарием. Соответственно, не будет и привычной ориентации северного полюса на Полярную звезду, которая таким образом будет уже не полярной. Если учесть все эти медленные периодические изменения, то, как они накладываются друг на друга, то оказывается, что, например, северное полушарие проходит через волны чередующихся эпох повышенного и пониженного притока солнечной энергии, причем размах, амплитуда этой неравномерности в нагреве заведомо превосходит действие всех возможных колебаний активности самого Солнца! ,

И что особенно важно, можно - этим и занялся блестящий математик Миланкович - посчитать и назад, в прошлое, и вперед, в будущее, с высокой точностью размер этих колебаний в притоке энергии. В этих волнах энергии выделялись и периоды, ритмы «гляциалов» и «межледниковий», то есть наступлений и отступлений оледенений, к этому времени уже определенных палеогеографами. Например, такие:

26 тысяч лет (период прецессии оси, его иногда называют платоновым годом). Прецессия - это круг, который описывает конец оси земного волчка под совместным действием солнечных и земных приливов.

41 тысяча лет (период изменения наклонения оси).

100 тысяч лет (период изменений в эксцентриситете земной орбиты вокруг Солнца). Сейчас Земля ближе всего к Солнцу на своей орбите (перигелий) 2 января, а дальше всего (афелий)- 3 июля. Соответственно, в перигелии скорость Земли на ее орбите максимальна в перигелии и минимальна в афелии.

Сочетание всех этих переменных, их взаимное наложение и вычитание, порождают неравномерность их действия, как бы еще одну псевдоцикличность (20 циклов наступлений - отступлений четвертичного оледенения за 2,5 миллиона лет). Почти сразу же многие палеоклиматологи подтвердили совпадение расчетов Миланковича с тем, что они наблюдали в отложениях четвертичного периода. Беда была в том, что они не могли подтвердить этого точно, данные о наступлении и отступании ледников в старых отложениях трактовались не всегда однозначно, методов надежной датировки этих отложений еще не было. Поэтому теорию Миланковича постигла странная участь: ее почти не оспаривали - математику не оспоришь. Ее просто игнорировали в течение многих лет, придумывая фантастические порой причины колебаний климата, безропотно терпя странную и тяжелую ситуацию науки без теории, лишь бы «не привлекать астрономии». Читатель, может, и не поверит, но я это помню хорошо: любое привлечение «космических аргументов» в геонауках считалось страшным грехом, виновный подвергался так называемой академической цензуре (она бывала пострашней Главлита) и бойкоту без всякого объяснения причин: нез-з-зя - и все тут.

Положение изменилось в последнее десятилетие двадцатого века. Химики доказали, что в отложениях озер, мирового океана, например в раковинках некоторых микроорганизмов, суммарный кислород в гораздо большей степени состоит из изотопа с атомным весом 18 (обычный кислород, как известно, имеет атомный вес 16) в века усиленного притока талой воды из материковых льдов. Содержание ¹⁸О можно считать с высокой точностью, привязку слоя ископаемых раковинок к хронологической шкале почти столь же точно можно делать по периоду полураспада некоторых радиактивных изотопов химических элементов, по радиоуглероду, по радиоактивному стронцию и т.д. Началась эра массовых определений изотопного состава всяких отложений ледниковой эпохи и сравнение с расчетами Миланковича, которые тоже оказалось возможным уточнить. Результаты превзошли все ожидания. На сегодня только закоренелые скептики пытаются бороться с очевидным: гениальное теоретическое открытие Миланковича, сравнимое по красоте и значению с системой элементов Д.И. Менделеева, полностью подтвердилось.

Сейчас уже ясно, что из всех переменных показателей движения Земли в космосе самый важный для климата - наклонение земной оси. Эксцентриситет земной орбиты, его переменность, тоже важен, но он тесно связан с наклонением и действует не напрямую, а через наклонение. Поэтому кривая, рисующая пики и провалы накопления ¹⁸О в кальцитах океанов, почти полностью совпала с кривой роста и уменьшения угла наклонения земной оси (сейчас он составляет 23 градуса, а колеблется в пределах менее 3 градусов (22,1- 24,5). Пик нашего межледниковья, максимума в бурном летнем таянии льдов на Земле пришелся на 9 тысяч лет назад (человечество сделало свой решающий рывок по созданию цивилизаций именно после этой даты, мы и сейчас продолжаем наслаждаться на редкость, как оказалось, ровным, умеренным и спокойным климатом нашего глубокого межледниковья, этих самых 9 тысяч лет). Другие крупные межледниковья были 132, 213, 334, 416, 538, 579, 621, 702, 785, 869, 949 тысяч лет назад. И на эти же сроки пришлись максимумы в наклонении земной оси в сочетании с подходящей периодичностью в эксцентриситете земной орбиты.

Минимумы в содержании кислорода-18 (а значит, и минимумы в летнем таянии, а следовательно, в каком-то приближении, максимумы в космических зимах) пришлись на 70, 192, 274, 396, 479, 558, 600, 642, 764, 849, 927, 970 тысяч лет назад. И минимальные наклоны земной оси выстроились в похожий ряд цифр, пришлись на эти же даты. В этом ряду цифр было больше, чем в «кислородной кривой» и вообще совпадение не было таким буквальным (бурное таяние поэтому показателю выделяется явно гораздо четче, чем отсутствие таяния, самоподдерживающийся «ледяной лишай», размазанный на многие века), но смысл и этих двух кривых был очевиден: они были, несомненно, прочно связаны одна с другой.

Каким же образом связано наклонение земной оси с наступлением и отступлением ледников? Можно поступить просто - посчитать количество солнечного тепла, приходящееся в год на тот или иной широтный пояс. Сейчас полярный круг получает пять- десять килокалорий в год (на квадратный сантиметр), а экватор - восемьдесят - сто. И понятно, почему: угол, под которым падает солнечный луч на земную поверхность, на разных широтах разный.

Но в нашем случае важен не средний угол падения лучей на поверхность Земли, а летний, максимальный. То, что ученые называют морозным климатом, начинается там, где максимальный угол падения солнечных лучей на земную поверхность равен сорока градусам. Все, что полярнее,- это в среднем морозный климат, все, что ближе к экватору,- холодный. Почему же максимальный теплый, то есть летний, а не, скажем, максимально холодный, зимний или осенний и весенний, то есть средний?

Решающую роль в климатических тенденциях умеренных и северных широт играет именно теплый период. Сколько успеет растаять - это прямо зависит от летней температуры, от притока тепла летом. Количество снега и льда зимой зависит в меньшей степени от температуры, чем, скажем, от количества зимних осадков. Зима может быть мягкой, а снега и льда именно при мягкой зиме много, и при холодном лете (а оно холодное, если наклонение земной оси меньше) он не тает, на него ложится снег нового года, и так нарастает оледенение. Так это происходит в горах, так это происходило и на континентальных просторах. Это знали и древние:

«Обстановка сложилась как-то особенно необыкновенно: на прежний снег, оставшийся от прошлой зимы, выпал в этом году новый», - писал Полибий о переходе Ганнибала через Альпы. И, как мы знаем, тогда в Европе действительно был «малый ледниковый период», век страшных зим.

Так же, считала советская исследовательница С. Орлова, можно подсчитать и другие климатические границы. Граница между холодным и умеренно холодным климатами - пятьдесят четыре градуса максимального угла падения солнечных лучей, между умеренно холодным и умеренно теплым - шестьдесят четыре, между умеренно теплым и теплым - семьдесят четыре, между теплым и жарким - семьдесят восемь.

Этот максимальный угол падения солнечных лучей (а) связан простой формулой с наклоном земной оси (е) (сейчас земная ось отклоняется от «вертикали» перпендикуляра к плоскости земной околосолнечной орбиты на двадцать три градуса) и широтой (ф):

ф - е = 90°- а

или

е - ф=90°- а

(это если е больше ф).

Можно, конечно, минуту поупражняться и узнать, в каком поясе вы живете. Узнать, что, скажем, в Москве (56° с.ш.) максимум стояния солнца над горизонтом - пятьдесят семь градусов, в Феодосии (45° с.ш.)- шестьдесят восемь, а в Ленкорани (39° с. ш.) - целых семьдесят четыре градуса. И получается, что грубо приближенно Москва находится в умеренно холодном климате, Феодосия - в умеренно теплом, а Ленкорань - на границе субтропиков и теплого климата.

Но можно посчитать (по той же формуле) и иначе. Если наклонение земной оси уменьшится на 17 градусов, с 23 до 6 градусов, то максимальный угол падения солнечных лучей в Москве летом будет 40 градусов. Даже в Ленкорани максимальный угол летом будет 57 градусов - как сейчас в Москве. Свирепое материковое оледенение на просторах Евразии неизбежно. Но это крайний случай, для наглядности. На самом деле астрономические колебания в наклоне оси гораздо меньше, в пределах менее чем трех градусов.

Это не значит, что больших, на десятки градусов, сдвигов земной оси вообще не было. Видимо, были, и возможно, не раз. Такие большие смещения земной оси могли быть причиной и загадочно теплых эпох в истории планеты, когда у полюсов во тьме полярной ночи прыгали лягушки, и самих великих оледенений, когда пояс жизни вдоль экватора сжимался до весьма жалких размеров. Но там и причины были иные. И реже все это происходило. Пока же мы говорим о ритмах внутри ледникового периода, для объяснения которых малых периодических перемен в космических параметрах земной орбиты вполне достаточно. В совокупности эти перемены могут дать напрямую примерно 6 градусов прибавки или падения температуры в июле на широте Архангельска.

Мало? Вовсе нет! Тронувшись в сторону похолодания, климат не останавливается, даже если похолодание астрономическое прекратится. Снег отражает солнечные лучи обратно в космос, любой ледник, уже занявший на поверхности Земли территорию больше ста километров в диаметре, становится климатообразующим фактором. Он как бы сам себя поддерживает и «лоббирует». Тут еще очень многое зависит от соотношения и расположения суши и моря. На сплошь океанической Земле оледенений вообще быть не может. Материк (наример, современная Евразия или Северная Америка), перегородив океан по широте, мешает притоку тепла из тропиков и способствует оледенению, так же как и могучие субширотные горные пояса той же Евразии, став преградой на пути южных ветров, сделали возможным сохранение по всей Сибири вечной мерзлоты (чего в Северной Америке, где все горы тянутся по меридианам, нет).

Поэтому циклы Миланковича работают и при сравнительно небольших «космических» прибавках тепла. Очень четко выделились по кислороду-18 основные ритмы четвертичного оледенения, наступлений и отступаний материковых льдов. Они совпали с вычисленными Миланковичем. Главный из них - 100-тысячелетний, менее влиятельный -185-тысячелетний, еще менее влиятельные, но определенно выраженные, - 41- и 26-тысячелетние ритмы. Они и определяют ход оледенений в последний миллион лет, эпоху расселения и становления человека на Земле.　

Нам повезло?

Нам повезло. Не нужно быть специалистом, чтобы увидеть на этой кривой содержания тяжелого кислорода в керне гренландского льда: не было в прошлом такого необычайно стабильного, без больших отскоков и колебаний, климатического периода, как голоцен, последние 10 тысяч лет, эпоха рождений народов и цивилизаций (левая, черная часть графика). Похожий на наше межледниковье ээмий (выделен черным справа внизу) в среднем был таким же теплым, но тогда относительно спокойными были только две тысячи лет - от сюрпризов погоды и жестоких климатических бросков человек (неандерталец) в Европе мог спастись только в пещерах, что он и делал

Интересно, что прошлое крупное «ээмийское» (мелентьевское) межледниковье, во многом, до мелких подробностей похожее на нынешнее, с максимумом 132 тысячи лет назад, ученые теперь буквально щупают руками. Почти одновременно, сначала на российской научной станции Восток в Антарктиде, а затем и на нескольких международных станциях в Гренландии ученые в девяностых годах XX века пробурили ледниковый щит на многокилометровую глубину. Ряды полученного там и там ледяного керна, столбиков льда, с величайшими предосторожностями хранят и исследуют всей мощью современной лабораторной техники. Такого инструмента проникновения в прошлое в руках исследователей не было еще никогда. Чуть ли не каждый год из последних полмиллиона лет можно, что называется, пощупать, протестировать на все лады. Да еще и в двух противоположных концах Земли!

Блестяще еще раз подтвердилась теория Миланковича. Керны, пришедшиеся на интервал с 135 до 115 тысяч лет назад (в Гренландии это 90-метровая колонка льда с глубины 2870- 2780 метров, а в Антарктиде, где осадков, питающих ледниковый щит, выпадает гораздо меньше,- колонка на километр ближе к поверхности)- это математически вычисленное Миланковичем прошлое большое межледниковье, почти одинаково проявившееся в обоих полушариях. По целому ряду показателей, по содержанию тяжелого изотопа водорода, тяжелого кислорода - это была теплая эпоха. В общепланетном масштабе активизировалась жизнь - это косвенно подтвердило резкое, в несколько раз, повышение содержания в тогдашней атмосфере продуктов жизнедеятельности - метана и углекислого газа. В Европе (это выяснили по отложениям некоторых озер) ненадолго установился сухой климат, с пылевыми бурями и лесными пожарами. Разница в температурах по сравнению с предыдущими и последующими похолоданиями достигала восьми - десяти градусов (в Антарктиде разница поменьше). Теплая передышка тогда длилась 20 тысяч лет. От максимума потепления до нового наступления ледника тогда прошло 17 тысяч лет. Сейчас с последнего максимального потепления миновало 9 тысяч лет. Так что у человека, возможно, еще есть в запасе тысяч восемь лет, чтобы решить, как предотвратить расползание ледниковых щитов по просторам Евразии и Северной Америки.

В связи с этим возник даже вопрос: почему тогда, в прошлое межледниковье, не произошло главного события межледниковья последнего. Почему тогда человек не стал тем, чем он стал в голоцене? Почему не появилось крупных человеческих сообществ, а ростки материальной и духовной культуры, которые уже были, не развились в настоящую культуру, в цивилизации? Ведь гомо сапиенс по объему мозга, по способности к развитию принципиально ничем не отличался от нынешнего. Биологически они были вполне готовы. Это был один с нами вид, это были наши прапра, отделенные от нас всего лишь пятью тысячами поколений. Но это были еще дикари.

Нельзя сказать, что наши предки совсем не воспользовались выпавшей на их долю удачей, относительно мягким климатом по всей Земле. Воспользовались. Маленькими группами они именно тогда стали покидать колыбель человечества, Африку. Они прошли через Аравию и освободившийся от ледников Кавказ и двумя потоками двинулись на восток - северным путем по Сибири и Китаю и южным - по Ирану и Индии. В Европу они тогда еще не попали - возможно, их туда не пустили пришедшие еще раньше (и тоже из Африки) эректусы-неандертальцы, люди другого, не нашего вида (по другой версии - подвида).

Впрочем, именно неандертальцы, homo sapiens neanderthalensis, о которых мы знаем еще мало, возможно, именно тогда совершили рывок, достигнув высот если не культуры, то зачатков общественного устройства и, возможно, некоего культа мертвых, из которого позднее - уже у наших предков сапиенсов - возникли религия, мифология, искусство. В пещерах на берегах Роны во Франции, где, как определили палеонтологи, природные условия практически повторяли современный субтропический климат (угольки в кострищах неандертальцев были из тех же растений, что растут там и сейчас) и где еще сотню лет назад находили кости и кострища неандертальцев, над костями умерших сородичей совершались некие сложные обряды, возможно, с элементами ритуального каннибализма, звучали, возможно, какие-то песнопения (но не исключено, что без слов - есть данные в пользу гипотезы бессловесности неанертальцев, может быть, они объяснялись знаками) и совершались ритуальные пляски. Но тогда ээмийского межледниковья, периода относильной климатической передышки и относительного же изобилия, не хватило. Антракт прервался раньше, чем неандертальцы смогли дорасти до уровня царств и цивилизаций. Потом субтропики ушли, на берега Роны даже снова пришла окололедниковая тундра, неандертальцы просуществовали в Евразии еще сто тысяч лет, но им было уже не до развития и цивилизации. До нового межледниковья они не дожили. Пришли сапиенсы, нашего подвида, Homo sapiens sapiens. Кое-где произошло скрещивание двух подвидов, но эти отдельные «мирные варианты» погоды не делали. Пришельцы были и нетерпимее, и агрессивнее, и ловчее (хотя физически и слабее). Подвид-конкурент был обречен на исчезновение.

Во время своего странствия из Африки волны наших предков заложили основные нынешние расы людей. Начали формироваться монголоиды - из северного потока. Индоевропеоиды - из южного. Какие-то группы из двух формирующихся рас встретились где-то в юго-восточной Азии и частично смешались - произошло частичное возвращение к первичному африканскому типу. Эти «негроиды» сохранились до наших дней в виде айнов в Японии, новогвинейцев и австралийцев. Часть монголоидов 35 - 13 тысяч лет назад, воспользовавшись колебаниями в наступлении моря перебралась в несколько приемов по обсыхающему время от времени Берингову проливу в Америку. (Впрочем, совсем уже недавно российские генетики уточнили: шли в Америку индоевропеоиды-мужчины, обзаводясь в пути монголоидными женами). 40 - 35 тысяч лет назад прорвались с Кавказа в Европу и будущие европейцы, почти сразу же покончившие с немногочисленными после лишений великого оледенения, ослабленными конкурентами-неандертальцами (возможно, частично ассимилировав их).

Достижения большие, но до культур в подлинном смысле и тем более до цивилизаций и у сапиенсов дело не дошло. И это вполне можно объяснить тем, что при всем сходстве ээмия и нашего голоцена было между ними и одно весьма важное отличие. Климат в ээмии был крайне неустойчивым. Земля была неожиданней и опасней. Ледники делали стремительные и страшные для тогдашних обитателей умеренных поясов резкие вылазки. Одна растянулась на 750 лет в самый пик потепления 131 тысячу лет назад (высота керна льда из Гренландии, записавшего эту катастрофу, составила всего полтора метра). Другая, почти столь же глубокая и еще более стремительная катастрофа произошла под конец того межледниковья, 115 тысяч лет назад, и длилась всего 70 лет (пятнадцать сантиметров спрессованного льда с глубины 2792,2 метра). Оба раза потепление едва не сменилось новым ледниковым периодом. Судя по повышенному содержанию серной кислоты и пыли в этих сантиметрах льда, это были «вулканические зимы», грандиозные, небывалые для нашей эпохи извержения вулканов, настоящие планетные катастрофы, сопровождавшиеся многолетней мглой по всей планете, затруднившей проникновение к земной поверхности солнечного света и тепла. Такая вулканическая зима, случившаяся на переломе космических ритмов, может послужить сигналом для полной смены декораций: межледниковье, пусть и не сразу, сменяется «гляциалом».

Возможно, старая легенда о том, что человек стал тем, чем он стал, под действием трудностей, каких-то особенных климатических испытаний, катастроф, нуждается в коренном пересмотре. До нас дошли орудия охоты, прекрасная пещерная живопись пиренейских художников ледникового периода (13 - 14 тысяч лет назад), охотников на зубров. Но пещерных цивилизаций не бывает. Человек был разумен и талантлив, но это была жизнь на волосок от гибели.

Голоцен, наше межледниковье, по сравнению даже с очень похожим ээмием это скорее, какое-то исключение. Климатическая колыбель цивилизации находилась как бы под некой защитой от крайностей четвертичного периода, эпохи великого оледенения. Нам повезло! Первые шаги к производящим сообществам, к земледельческим и скотоводческим культурам, порвавшим с дикарским собирательским, чисто потребительским прошлым, были сделаны в Восточном Средиземноморье в VIII- VII тысячелетиях до Рождества Христова. Появились племена и народы, но государств и цивилизаций еще не было. Для этого потребовалось еще два-три тысячелетия развития и еще одна милость природы.

Лет пятнадцать назад два американца, Д. Стэнли и Э. Уорни, решили шаг за шагом проследить события, предшествовавшие появлению одной из первых настоящих цивилизаций на Земле, цивилизации в дельте Нила. Давно известно, что и эта цивилизация и некоторые другие (например, в низовьях Янцзы) появились именно в дельтах, где разливы реки постоянно обновляли плодородную почву, создавая повышенное сверхизобилие, где была относительная независимость от засух, примерно в одно время: около трех-четырех тысяч лет до Рождества Христова. Что тогда происходило в дельтах с точки зрения природных, географических условий?

И опять приходится расстаться со старой «прометеевской» концепцией преодоления. Цивилизации появлялись в совершенно определенный промежуток времени. И не просто на базе уже развитого к этому времени скотоводства и земледелия, и не просто в условиях сверхстабильного голоцена. Даже и этого было бы мало. Все произошло именно тогда и именно там, в дельтах, где и когда произошла редкостная встреча еще двух природных вековых процессов, без которой ничего бы не было. С одной стороны, материковые льды, начавшие свое отступление 20 тысяч лет назад, в основном уже растаяли и наступление моря замедлилось с сантиметров до миллиметров в год. Этот перелом произошел примерно 10- 9 тысяч лет назад. С другой стороны, одновременно повысилась влажность (и это тоже был неизбежный этап в ходе мирового таяния льдов) в глубине континентов, откуда реки собирают воду. Реки наполнились водой, залили берега, помутнели и понесли илы в удесятеренном размере к своим устьям. По отложениям органических остатков, речных илов на дне Средиземного моря канадцы Кальвер, Нильсен и Фонтен установили, что основа будущей египетской цивилизации, плодородный ил за 6 тысяч лет до Рождества Христова выносился Нилом именно в десять раз, на порядок энергичней, чем еще за четыре тысячи лет до этого.

Впервые при общем постепенном замедлении наступления моря на сушу вынос ила реками стал вдвое - втрое превышать темпы этого наступления. Это случилось примерно в одно и то же время в разных местах за пять с половиной тысяч лет до Рождества Христова. Собственно, дельты только с этого момента и могли появиться всерьез. Отложения плодородного ила стали наступать на море, а не наоборот. Появилась, как говорится, социально-экономическая основа для совершенно нового стабильного интенсивного развития большой массы людей, растений и животных на относительно тесном пятачке, для стремительного появления и развития форм общественной и производственной организации и культуры.

Цивилизации, конечно, появились не сразу. Но процесс, ведущий к ним, начался. Уникальные условия сверхвыноса плодородных илов продержались тоже не очень долго. Угасание именно египетской великой цивилизации шло вровень с новым иссушением климата и падением (в пять раз) выноса илов Нилом.

Но дело было сделано. Эстафету приняла минойская островная цивилизация в восточном Средиземноморье, подорванная более 3300 лет назад страшным извержением вулкана Санторин (видимо, знаменитая Атлантида). Но теперь человек уже умел оставаться человеком и при не очень благоприятных обстоятельствах. Вокруг Средиземного моря быстро развивались очаги новых цивилизаций. Израильской, античной. Все они сохранили в предании память о могучем царстве в дельте Нила, проложившем путь к новой, организованной форме коллективного существования людей.

Что-то в этом же роде происходило и в иных очагах древ них цивилизаций, в низовьях великих китайских рек, в Индии, в междуречье Тигра и Евфрата...

Как вам вертится?

На каком-то этапе персонального дошкольного открытия мира в нас поселяются неуверенность и беспокойство. Это когда нам сообщают, что наша круглая планета вертится подобно волчку. Все последующее школьное астрономо-географическое образование посвящено тому, чтобы вернуть нас к первоначальному состоянию лучезарной веры в устойчивость опоры под нашими ногами. Нас убеждают в том, что все время вот так вертеться - это ничего страшного, пустяк, это все равно как если мы покоимся, а вертится вокруг нас прочий посторонний, не имеющий к нам отношения космос.

И в первом, грубом приближении это правильно. А второе приближение - сила Кориолиса, действующая на направление земных ветров и течений, подмывающая правый берег реки в северном полушарии и левый - в южном, образующая завитки циклонов, - все это нас трогает мало, если, конечно, мы не становимся метеорологами или географами.

Но вот, оказывается, вращение Земли, а вернее, почти незаметные, микроскопические перемены в этом вращении влияли и влияют на судьбы племен и народов, на благополучие целых цивилизаций.

328 год до нашей эры. Слава Александра Македонского достигла вершины. Правда, индийский поход еще впереди, а пока македонские фаланги переправились через Амударью и достигли Сырдарьи, где выстроили Александрию-Крайнюю.

Древнегреческие историки оставили нам описания ожесточенных сражений в пустынях и оазисах этих мест. Все есть в этих описаниях и комментариях: высокие горы Тянь-Шаня, пески и мутные реки. И другие довольно любопытные историко-географические свидетельства. Но ни словом эллинский мир в это время не обмолвился о таком чуде Средней Азии, как Арал. Величайшее озеро Средней Азии, подлинное море пустыни оставалось незамеченным.

Странно, не правда ли? Особенно если учесть, что Арал располагался совсем недалеко от границ тогдашнего цивилизованного мира.

В чем же дело? Может быть, Арала в его теперешнем виде просто не было? В самом деле, уровень озера посреди пустыни, не соединенного ни с каким морским бассейном, принимающего две не такие уж большие реки, мог сильно колебаться в зависимости от климата эпохи.

Рядом Каспий. Его уровень прослежен далеко в глубь веков. Может быть, Каспий подскажет, что было с Аралом? Ведь Каспий мелел и вновь наливался водой, подчиняясь общепланетным климатическим ритмам, ритмам увлажненности континентов.

Новая загадка. В те века, когда Арал таинственным образом блистательно отсутствовал в письменных документах, в это самое время Каспий был, как никогда позже, полон водой!

V-VI века до нашей эры приходились на максимум в 1850-летнем цикле «увлажненности» северного полушария, выделенном, как мы знаем, российским ученым А.В. Шнитниковым.

То были века страшных зим в северных странах, века плодородия и изобилия на опустевших впоследствии берегах Северной Африки, время очень высокого уровня озер, в том числе и Каспия. Но за исключением Арала!

Странность. Но, возможно, искать новые закономерности и нужно там, где странно.

Минула тысяча лет, половина шнитниковского периода. Настала золотая для северных стран пора раннего средневековья. Северный Ледовитый океан не ледовит, а уровень Каспия намного ниже теперешнего, как говорят, катастрофического. А Арал? На примитивных и грубых европейских картах раннего средневековья обязательно отмечено большое море к востоку от Каспия. Арабские источники тоже упоминают о нем, о кораблях, бороздящих его волны.

Новая пора страшных зим XIV- XV веков, погубивших Винланд и норвежские колонии в Гренландии. Опустошительные дожди и наводнения в Европе, высокий, хотя и не такой, как за 2 тысячи лет до этого, уровень Каспия. Гибелью береговых культур на Каспии обернется новый стремительный подъем его уровня в новый-век страшных зим. В 1320 году итальянский географ Марино Сануто записал: «Море каждый год прибывает на одну ладонь, и уже многие хорошие города уничтожены». Каспий наполняется Волгой. Именно в бассейн Волги, по мнению Льва Гумилева, в это время смещается с Тянь-Шаня зона максимального увлажнения. Иссушение степей центральной Азии привело к ослаблению империи монголов и падению их владычества в Китае и вообще в Азии.

И в это самое время на далеко уже не примитивных европейских картах позднего средневековья к востоку от довольно современно очерченного Каспия - никаких признаков Арала!

Вероятно, Арал был и тогда, никуда не делся. Но был в виде хоть и большого, но достаточно рядового озера, которое можно и «не заметить». Интересно, что признаки каверзной своей самобытности Арал проявлял и в последнее столетие, уже будучи под надзором географов.

Почему Арал ведет себя наоборот? Съеживается, когда климат делается более влажным, и «разбухает» в засушливые века? Конечно, влажность, как и засушливость, распределяется неравномерно. Истоки Сырдарьи и Амударьи, видимо, хуже подпитывались в век страшной зимы талой водой из горных ледников. Но, возможно, отгадка и сложней и интересней. Вопросом заинтересовались российские географы Т.Д. и С.Д. Резниченко. В составе однотипных, требующих объяснения фактов, собранных ими, проблема Арала² заняла хоть и заметное, но вполне рядовое место. Целый комплекс явлений упирался, оказывается, в режим вращения Земли.

А Земля вращается со скрипом

А Земля вращается со скрипом. С неслышимым, конечно. Это если подразумевать под скрипом замедляющую силу трения. Луна, Солнце образуют на поверхности нашей планеты приливные горбы. Глубины морей и каменные недра земные тоже невидимо колеблются под действием гравитационных возмущений от наших главных светил.

Приливное трение замедляет обороты земного волчка. Но это постоянное, из века в век, замедление, не о нем здесь речь.

Как уже знает читатель, приливы на Земле не постоянны. Раз в 1850 лет они бывают особенно сильными: Луна, Земля и Солнце оказываются в позиции, особо благоприятной для гравитационного воздействия светил на Землю. И это в конечном счете еще более тормозит вращение Земли. В конечном счете, то есть в целом, в среднем. А конкретно в момент «сверхсароса» Земля может даже прибавить оборотов.

Почему?

Вспомним: «сверхсаросы» совпадают с веками страшных зим. Внутренние приливные волны поднимают в океанах нижние холодные горизонты к поверхности воды. На огромных пространствах охлаждаются полярные и умеренные широты. Набухают белые полярные шапки Земли, переходят в контрнаступление горные ледники. Это означает, что значительная часть влаги перераспределяется: переходит из океанов на материки и в полярные льды. Земля «худеет» в талии и начинает вращаться быстрее, как балерина, прижавшая к телу руки.

И наоборот. Подсчитано, что если за какое-нибудь лето лед, покрывающий одну только Антарктиду, подтает и потеряет в своей многокилометровой толщине всего лишь 1,2 сантиметра, то уровень мирового океана повысится на 1,2 миллиметра. Такое «похудение» ледникового щита Антарктиды и тем более ничтожное повышение уровня моря измерить практически невозможно. Но если подобное лето повторится 100 раз, то за один только век земные сутки удлинятся на 18 секунд!

Это не просто воображаемый, мысленный эксперимент. 20 тысяч лет назад наступление ледников сменилось их таянием и отступлением. Начиналось наше, длящееся и сегодня голоценовое межледниковье. Это датируется легко и просто по всей Земле. Прекратилось отступление мирового океана. Его уровень был на 125 метров ниже сегодняшнего, Персидский залив был сух и даже более чем сух, там была пустыня. С тех пор море наступает на сушу. Причем 110 из этих метров океан прибавил примерно за первые 11 тысяч лет. Считаем: 1 см в год! Сегодня наступление моря (а значит, и таяние ледников) замедлилось. За 9 тысяч лет лишь 15 метров - 1,7 миллиметра в год. Тоже немало.

Но на самом деле это в среднем море наступало и отступало. А вслед за этим варьировала скорость вращения планеты вокруг оси. И эти вариации можно отслеживать лишь по косвенным признакам.

Обыкновенный хронометр - а еще лучше не обыкновенный, а какой-то особо точный - может быть куда более надежным климатографом, чем самые точные измерители уровня моря и толщины ледового покрова.

Представим себе: пришел на берег моря океанолог. Он хочет узнать, как меняется здесь из года в год уровень моря. Узнает. Причем узнает, меряя от чего-то твердого, «надежного» - от суши, дна. А за несколько километров от океанолога похожие измерения проводит геолог, специалист по современным движениям земной коры. Он хочет выяснить, поднимается или опускается вверенный ему участок земной коры - побережье, дно моря. И ведет он свои измерения от того, что кажется ему незыблемым и надежным,- от уровня моря. А потом оба специалиста составят каждый свой отчет, где одно и то же взаимное перемещение уровня моря и морского дна, берега будут трактовать абсолютно противоположно. Если полистать труды океанологов и тектонистов, то такие исключающие друг друга исследования попадаются нередко.

В Италии, вблизи местечка Поццуоли, у самого берега стоит храм Сераписа. О нем как раз очень любят рассказывать специалисты по современным тектоническим движениям. На многострадальных колоннах храма - следы размывающего действия прибоя, ракушки, прилепившиеся к мрамору. Во II веке до нашей эры, когда храм выстроили, от подножия его колонн до уровня моря было целых 6 метров. Но уже в V веке нашей эры этих колонн коснулись волны. А в X веке медленное погружение храма прекратилось и сменилось резким «всплыванием». К XVI веку с отметки минус 6 храм выдвинулся из воды на 7 метров. 13 метров за шесть веков! С тех пор храм снова опустился, и сейчас вокруг колонн опять плавают кефали.

Что в этой истории настораживает - это профиль линии, которая получится, если нанести на график все приключения храма. Пики, самые высокие положения храма, вблизи веков страшных зим, и впадина там, где наступала золотая пора: годы, когда Лейф Удачливый основал Винланд, и нынешние времена, когда климат тоже быстро теплеет и становится суше. Похоже на связь с 1850-летним климатическим циклом А.В. Шнитникова! Так, может быть, все-таки уровень моря колеблется возле храма, а не храм ныряет в воду?

Если это так, то уровень Средиземного моря, во всяком случае северной его части, резко падал именно в века высокой увлажненности северного полушария, а в сухие годы сильно повышался.

Правда, Средиземное море связано с океаном, уровень которого тоже быстрее повышается в сухие годы (океан «отнимает воду» у суши). Но в океане это миллиметры и сантиметры, а здесь - метры!

Теперь немного воображения.

Скорость вращения Земли в век страшных зим заметно возрастает. Возрастают и центробежные силы, сплющивающие Землю у полюсов. Земля сплющивается еще больше. Часть ее массы перетекает к экватору. Но если в твердой земле это происходит далеко не сразу, с расстановкой и инерцией, то водная поверхность «геоида» перестраивается быстро. К экватору перетекает масса воды. В морях умеренных и северных широт берега как бы поднимаются из пучины, обнажается морское дно. В сухие века, когда скорость вращения земли падает (например, сейчас), идет обратный процесс: морские воды текут на север.

Возможно, именно так можно объяснить приключения храма Сераписа и современное повышенное наступление Черного моря на его берега, особенно северные. Здесь уровень воды повышается в 2- 3 раза быстрее, чем в Мировом океане. Съедаются, правда не без помощи человека, километры пляжей, рушатся и обваливаются в море подмытые прибоем высокие берега.

Реки тоже «чувствуют» глубокое «внутреннее влечение» к северу, когда начинает быстро падать скорость вращения Земли. Если река течет на юг, то эта встречная сила как бы подпруживает ее. Течение реки замедляется, русло искривляется, появляются старицы, протоки, дельта расчленяет ее устье. Там медленно текущая вода нагромождает наносы. Пример - дельты Волги, Днепра.

Быстрое падение уровня Каспия в XX столетии, помимо всего прочего, объясняется еще и тем, что Волга - а это 80 процентов всего «прихода» Каспия - тратит сейчас силы и влагу на борьбу с могучей встречной силой, влекущей ее к северу. Уменьшается наклон к югу огромной равнины, по которой течет Волга.

Если река течет на север, то эти события ей «на руку». Течение ее выпрямляется и ускоряется, русло быстрее вгрызается в горные породы ложа.

Но самое интересное происходит с реками, текущими в широтном направлении.

Реки движутся на север

Ровная, как стол, материковая плита, по которой текут, вырвавшись из горной теснины, Амударья и Сырдарья, слегка наклонена на северо-запад. Туда, к Аралу, и стремятся обе великие среднеазиатские реки.

Теперь перенесемся мысленно на 4,5 тысячи лет назад. Тогда был почти доисторический век страшных зим, век высокой влажности климата Земли. Катастрофические наводнения в междуречье Тигра и Евфрата, в долине Ганга остались в мифах как всемирные потопы.

В это время Арал, вероятно, наоборот, иссыхал и чах. Ибо Амударья питала в основном Сарыкамышское озеро, а через него и Узбой и текла в Каспий.Ускорялось вращение Земли - и центробежная сила влекла реку к югу. Миновал полный шнитниковский цикл. Грянули страшные зимы исторического времени. Греки доходят почти до Арала, видят цветущие оазисы, орошенные пустыни, но ничего про море не сообщают. Но вот наступает иссушение климата VI-VIII веков нашей эры. Гибнет продуманная система ирригации. И не столько из-за возросшей сухости климата, сколько из-за того, что вся оросительная система учитывала стремление воды к югу.

Аму еще вернется в Узбой (и это сделает возможным расцвет Хорезма) в последний из веков страшных зим. Снова отклонение воды к югу облегчит орошение земель целого государства. А потом военное поражение (нашествие монголов) совпадет с началом новой тенденции - поворотом реки на север.

Сарыкамыш - конкурент Арала. Он полон, когда Аму отворачивается от Арала. Он пуст, когда полон Арал.

Вся огромная равнина Средней Азии образована в результате блужданий Амударьи. Подчиняясь космическому сверхритму, река, как маятник, металась от Арала до Каспия тысячи, десятки тысяч лет. Разравнивала равнину, делала ее плодородной. Посильно помогала ей в этом и Сырдарья. Она тоже немало поблуждала, зачастую следуя за старшей сестрой. Когда Амударья текла в Сарыкамыш, Сырдарья впадала в Арал по самому южному из своих сухих ныне русл - Жанадарье. Кстати, еще 100 лет назад это русло не было сухим. А сейчас обе реки упорно подмывают свои крутые северные берега и перемещаются вправо - на 100 метров в 100 лет!

Природные климатографы

В истории Средней и Центральной Азии вода играла особую роль. И прихотливый режим вращения Земли часто губил здесь целые города.

Великий торговый центр Азии город Хара-Хото, одна из твердынь Тангутского царства. Один взгляд на его руины (а открыл его русский путешественник П. Козлов в начале XX века) - и сразу ясно, в чем дело. Хара-Хото был расположен на острове посреди реки Эдзин-Гол. Сухие русла обоих рукавов и сейчас хорошо видны около развалин Хара-Хото. В средние века Эдзин-Гол заворачивал на восток, питая большое озеро.

Но в один прекрасный день Эдзин-Гол повернул на север: это случилось примерно тогда же, когда Аму последний раз отвернулась от Сарыкамыша. Эдзин-Гол заполнил водой другую котловину и образовал другое озеро. А прежнее высохло.

Пржевальский долго искал по древней китайской карте легендарное озеро Лобнор. И нашел его совсем не там, где искал. Впадающая в Лобнор Кончедарья, как стрелка гигантского климатографа, показывала попеременно одно тысячелетие «сухо, тепло», другое - «влажно, прохладно», подчиняясь центробежной силе Земли.

Если продолжить это сравнение рек с научным измерительным прибором, то низовья реки Хуанхэ - это весьма подробная шкала с плавными градациями между двумя крайними положениями. Особенно важно то, что китайцы, для которых Хуанхэ - источник плодородного ила и важнейшая транспортная магистраль, издревле точно отмечали в своих летописях все скачки своенравной реки.

Самая северная отметка («тепло») пришлась на 2300- 602 годы до нашей эры. Начало века страшных зим, следовательно, можно датировать примерно 600 годом до нашей эры. Самое южное сухое русло (отметка «холодно») оставили 1324- 1889 годы.

Сейчас Хуанхэ течет довольно близко к своему самому северному руслу. Можно подозревать, что она еще попытается в ходе нынешнего замедления вращения Земли прорвать дамбы и забраться на север далеко, как никогда.

Список подобных природных климатографов можно продолжать до бесконечности. Каждый из них - подтверждение смелой гипотезы, высказанной Т.Д. и С.Д. Резниченко.

Блуждания реки Хуанхэ за историческое время. Как стрелка гигантского прибора, река показывала то «тепло, сухо» (северные русла), то «влажно, прохладно» (южные русла)

Дунай, который втекает в Черное море по трем гирлам, все более предпочитает течь по северному из них (здесь проходит нынче 70 процентов всего стока Дуная). Кубань впадает в Азовское море, а ведь еще в начале XIX века часть ее вод втекала по одной из проток в Черное море и Таманский полуостров был островом.

А Балхаш, о странной судьбе которого мы уже упоминали? Балхаш - гигантское блуждающее озеро. В зависимости от эпохи - ускорения или замедления вращения Земли - он двигался по долготе то на юг, то, как сейчас, на север. Выгнувшись дугой, Балхаш прокладывает себе путь, подмывая северный высокий берег и на глазах усыхая на юге.

Даже Байкал, прочно уложенный в скальное ложе, проявляет признаки устремленности на север. Северная часть озера подтопляет понемногу берега. Впечатление такое, будто всю огромную чашу озера наклоняют к северу.

* * *

Итак, режим вращения Земли широко и неумолимо влияет на многие природные процессы, происходящие на поверхности планеты. И не только на поверхности. И не только раз в 2 тысячи лет. Ведь и землетрясения и горообразование тоже во многом зависят от внутренних напряжений в перестраивающейся фигуре земного волчка.

13 братцев-месяцев

Я напомню несколько основных сведений о приливах. На Земле, в ее водной и воздушной оболочках, в твердом теле планеты действуют лунный и солнечный приливы. Они могут усиливать друг друга, если Луна, Земля и Солнце оказываются на одной прямой, и могут вычитаться один из другого, если эти тела образуют в пространстве прямоугольный треугольник с прямым углом вблизи Земли.

Приливы на Земле неодинаковы.Наибольшие - в моменты новолуний и полнолуний (сизигии), наименьшие - в моменты квадратур. В перигее Луна на 40 процентов сильнее притягивает к себе земные оболочки

Земля делает оборот за сутки. Значит, в сутки каждый меридиан планеты проходит под Луной или Солнцем только один раз. Но - мы уже упоминали об этом - по Земле прокатывается не по одной приливной волне от Солнца и Луны, а по две. Почему?

Это не такой уж простой вопрос. Роджер Бэкон, знаменитый ученый ХIII века, искал и не нашел на него ответа. Правильный ответ дал только Исаак Ньютон. Приливная волна образуется на ближайшей к Луне (Солнцу) стороне Земли потому, что эта сторона притягивается светилом сильнее, чем весь земной шар.

Но всю планету Солнце и Луна притягивают сильнее, чем дальнюю, «тыльную» по отношению к светилу сторону Земли. Земля как бы вытягивается слегка из своих оболочек. Так образуется «волна-антипод», прилив «в отсутствие светил».

Приливные волны, особенно твердые приливы, прокатываясь дважды в сутки вокруг всей Земли в сторону, противоположную ее вращению, тормозят земной волчок. Энергия, украденная приливами у вращающейся планеты, перекачивается в каменную толщу планеты в виде тепла. Несомненно, это один из источников разогрева недр Земли. Спутник Юпитера Ио разогревается приливным воздействием гигантской планеты так, что вулканизм на этой небольшой планете - один из сильнейших в Солнечной системе. Но там и приливной горб в твердом теле планеты не чета земному - несколько километров!

Приливами очень много занимался Дж. Дарвин, внук знаменитого натуралиста, тоже выдающийся ученый. Со счетной линейкой в руках он создал стройную теорию приливов, картину мира, меняющего свой облик под действием приливных сил.

По этой теории, Луна, обращенная к Земле одним и тем же скорбным ликом, не вращается из-за того, что приливная волна, вызванная в теле Луны Землей, когда-то остановила это вращение. Тогда же, видимо, прекратился разогрев недр Луны под действием приливной силы Земли. (А ведь у Луны, как теперь установлено, было и раскаленное ядро и даже настоящее магнитное поле.) Приливные силы Луны и Солнца из века в век тоже удлиняют земные сутки. Но действие равно противодействию. Замедляя вращение Земли, Луна увлекается этим самым вращением в своем беге вокруг Земли. Значит, она стремится двигаться в пространстве быстрее. И следовательно, наш естественный спутник идет вокруг Земли не по совсем замкнутой орбите, а по раскручивающейся спирали. Поэтому прежде, говорил Дж. Дарвин, земные сутки были короче, зато и лунный месяц тоже был короче. Он длился не 29,5 дня, как теперь, а намного меньше, ибо Луна быстро вертелась над самой поверхностью Земли. Дж. Дарвин считал, что Луна и оторвалась-то от Земли в самом начале их совместной истории и с тех пор все время от нее удаляется.

И точно такое же взаимодействие существует между Землей и Солнцем. Земля, как и другие планеты, пусть слабо, но тормозит своим притяжением вращение Солнца, вызывая приливы в теле звезды. И испытывает обратное воздействие вращающегося вокруг своей оси Солнца. Ничтожный приливной горбик в оболочке светила, образованный Землей, катится по звезде против ее вращения, стремясь пристроиться точно под планетой. Его слегка тормозит сопротивление массы Солнца. Он немного отстает от движения Земли по небу Солнца, а если смотреть с Земли, то этот «горбик», наоборот, чуть-чуть «впереди» Земли. Он влечет за собой нашу планету, раскручивает ее вокруг Солнца. Земная орбита, следовательно, тоже ежегодно удлиняется - на ничтожную величину, но неуклонно. Увеличивается, следовательно, земной год.

К чему все это приведет? Луна удаляется от Земли и замедляет ее вращение вокруг оси. Эти два процесса направлены как бы навстречу друг другу. Земля стремится вращаться с той же угловой скоростью, что и Луна вокруг нее. Компромисс, по подсчетам американского ученого Дж. П. Койпера, будет достигнут на 50 теперешних сутках: 1200 теперешних часов - такова будет продолжительность и лунного месяца, и суток. Луна повиснет над какой-то одной точкой нашей планеты и станет идеальным ретранслятором телепередач для соответствующей половины планеты. Интересно, над какой? Это будет через многие миллиарды лет. Но и это будет еще не все. С этого момента вращение Земли будет тормозить только солнечная приливная сила. Земля начнет вращаться в обратную сторону относительно Луны. И приливная цепочка Луна - Земля будет работать уже в сторону торможения Луны. Луна приблизится к Земле и упадет на нее. Но это будет уже через десятки миллиардов лет. Если будет... По подсчетам того же Дж. П. Койпера, Солнце, уже увеличившее свою яркость на четверть по сравнению с первоначальной, через 2 миллиарда лет раскалится настолько, что на Земле закипят океаны. А через 4 миллиарда лет нашу звезду, превратившуюся в красного гиганта, раздует чуть ли не до орбиты Земли.

Впрочем, мы отвлеклись. Насколько реальны все эти подсчеты ученых? Кто знает? Но если будущее закрыто для нас, то прошлое... Перенестись в прошлое. Возможно ли это?

Тут нам необходимо ненадолго перешагнуть из космоса на Землю, в глубины ее океанов.

Здесь огромными колониями живут кораллы. Многокилометровые рифы, кольцевые атоллы с райскими лагунами, хрупкие веточки на полках антикварных магазинов - все это остатки совместных поселений удивительных животных, коралловых полипов, имеющих обыкновение строить гигантские коллективные склепы и, умирая, оставлять их в назидание потомкам.

Многие кораллы похожи на деревья - этакое ветвистое сооружение со звездочками щупальцев полипов на концах ветвей. И оболочка коралла (ее называют эпитекой) по своей структуре несколько напоминает древесину: она слоится, в ней можно различить самые настоящие годовые кольца.

Ведь хотя кораллы и тропические животные, они реагируют даже на ту небольшую разницу между зимними и летними температурами, которая все же есть в тропиках. Когда теплее, эпитека наращивается быстрее, в «холода» ее рост замедляется.

Но между дневными и ночными температурами тоже есть разница. Днем к тому же кораллы, живущие на мелководье, облучаются живительным солнцем. Нет ли в эпитеке «дневных» колец? Оказывается, есть. Если посмотреть эпитеку в микроскоп, между годовыми кольцами можно разглядеть множество гораздо более мелких слоев, в каждом году - около 360. Так, по мнению американского ученого доктора Гороу, запечатлевается в кораллах навеки их привычка питаться больше днем, чем ночью. Навеки...

Но если навеки, нельзя ли посмотреть под тем же углом зрения на древние ископаемые кораллы? В минувшие времена кораллов было иногда даже больше, чем сейчас, и распространялись они шире, чуть не по всей планете. Это, кстати, говорит о том, что климат тогда был теплее теперешнего: ведь кораллы теплолюбивые и вымирают везде, где температура воды опускается ниже 20 градусов.

От благословенных для кораллов времен остались огромные постройки. Например, мощная известняковая гряда, протянувшаяся вдоль всего Уральского хребта, - это остатки грандиозного кораллового рифа, миллионы лет нараставшего в мелком море, которое плескалось в этих местах. Я сам, ныряя за бычками в Азовском море (на крымском берегу), нашел там самый настоящий известняковый барьерный риф, но, конечно, не современный, а древний. И этот риф исправно служил, как и миллионы лет назад, убежищем и толковищем для всякой подводной живности...

Поразительно сохранившиеся ископаемые кораллы, найденные в США, в штатах Нью-Йорк и Онтарио, исследовал профессор Уэллс. Этим кораллам 370 миллионов лет, иначе говоря, они из среднего девона. Каменноугольный период был еще только прекрасным будущим...

Под микроскопом возникла знакомая картина. Годовые кольца и суточные тонкие слои. Но их намного больше, чем 360! Оказалось, что год в среднем девоне длился 400 суток! А «чуть» позже, в самом начале каменноугольного периода, как рассказали еще два ископаемых коралла, год стал длиться 385- 390 суток.

Итак, число суток в году со временем уменьшалось. Чем это объяснить?

Тут-то и приходит на помощь теория Дж. Дарвина. Если продолжительность года миллионы лет назад и отличалась заметно от сегодняшней, то по этой теории она могла быть только меньшей, чем сегодняшняя. А вот сутки действительно могли быть намного короче теперешних, и их больше помещалось в году. Лунный и солнечный приливы довольно активно тормозили вращение Земли.

Кстати, следы самих лунных приливов тоже остаются на «страницах» самого древнего календаря Земли. В эпитеке некоторых кораллов можно заметить месячные кольца. В году их 12, и каждое из них включает в себя около 30 суточных слоев. Это примерно равно лунному месяцу, периоду обращения Луны вокруг Земли. Как Луна влияет на кораллы? Да так и влияет - через посредство приливов, которые не одинаковы в течение лунного месяца, а становятся то больше, то меньше в зависимости от взаимного положения Луны, Земли и Солнца. Слой воды над кораллами то становится толще, то почти сходит на нет, что не может не влиять на их рост.

И вот даже в самых старых кораллах нашли «лунные» кольца. Уже одно это было важно: были опровергнуты все гипотезы о том, что Луна - пришелец из космоса, что она недавно, чуть ли не на памяти людской, была захвачена Землей.

Сколько же длился лунный месяц в древние времена? Оказалось, столько же, сколько нынешний, - около 30 суток. Но сутки-то, как мы установили, были короче! Значит, и оборот вокруг Земли Луна совершала быстрее. Она действительно, как и предсказывала теория Дж. Дарвина, вращалась по более близкой к Земле орбите. А в году - об этом рассказали те же ископаемые кораллы - было 13 лунных месяцев!

Итак, Луна действительно была когда-то гораздо ближе к Земле, чем сейчас. И могла когда-то и оторваться от нее в самом начале. И продолжает медленно удаляться от Земли под действием приливных сил. Это, наконец, показали в 1994 году и прямые измерения с американского космолета «Аполло»: на 3,82 сантиметра в год. Примерно со скоростью роста наших ногтей.

Приливы в воздушном океане

В этой книге уже упоминались лунные и солнечные приливы в атмосфере. С поисками приливных ритмов в атмосфере связано несколько интересных страниц в истории метеорологии. Воздушные приливы искали долго. Ведь «пятый океан» нашей планеты тоже должен подчиняться закону тяготения. Но как измерить приливы в небе, где нет ни поверхности, ни уровня, ни берегов?

Ведь в обычном океане, не будь у него берегов, тоже трудно было бы заметить прилив. Даже цунами, огромные океанские волны от землетрясений, смывающие с берегов целые поселения, остаются незамеченными с судов, которые совершают плавание вдали от суши. И если океанолог хочет измерить колебания уровня моря вдали от берегов, он помещает на дне или на любой фиксированной глубине на якоре манометр - измеритель давления. Показания передаются на поверхность. Вот давление упало, потом поднялось выше обычного, снова упало ниже среднего уровня, и, наконец, поколебавшись, стрелка манометра установилась на прежнем делении. Значит, в этом месте прошла волна.

А нельзя ли «уловить» подобным способом атмосферные приливы? Эта мысль пришла в голову еще Лапласу, знаменитому французскому ученому начала XIX века. Ведь барометры - измерители давления на дне воздушного океана - изобретены давно. Лаплас проанализировал измерения атмосферного давления, накопленные Парижской обсерваторией за восемь лет, и никаких данных, указывающих на существование воздушных приливов, не получил.

Дело в том, что ничтожные волны приливного происхождения буквально тонут в изобилии метеорологических бурь в воздушном океане. Лаплас с присущей этому ученому дотошностью исследовал причины своей неудачи и предсказал, что выявить лунные приливы в атмосфере можно в том случае, если тщательно сопоставить 40 тысяч измерений барометрического давления.

Примерно так оно и вышло. Приливы были обнаружены в 1842 году британской метеостанцией на острове Святой Елены после 17 месяцев специальных наблюдений. Оказалось, что в тропиках, где приливы самые сильные, приливный перепад атмосферного давления составляет всего 0,1 миллиметра ртутного столба. В средних широтах он еще меньше.

Это что касается лунных приливов в атмосфере. Солнечные приливы, и океанские и земные, меньше лунных в 2,5 раза. Далековато все же Солнце от нашей планеты, потому и приливная сила Солнца на Земле, хотя Солнце и сильней притягивает Землю в целом, чем Луна, меньше лунной. (Приливная сила получается из разницы между притяжением близкого и дальнего «конца» планеты, и для далекого Солнца эта разница меньше, чем для близкой Луны.) Логично предположить, что в атмосфере солнечный прилив почти неуловим: ведь он, наверное, подчиняется общей для приливов закономерности.

Однако ученые установили, что солнечный прилив в атмосфере больше лунного, и намного - в 16 раз! Или в 100 раз больше, чем это ему «положено» по теории.

Странное это явление долго объясняли «термическим», тепловым воздействием Солнца на земную атмосферу. Солнце по этой гипотезе усиливает свою приливную волну, нагревая, а следовательно, расширяя, приподнимая обращенную к ней часть земной атмосферы. Это объяснение удовлетворяло всех, пока английский ученый Уильям Томпсон довольно простыми расчетами и рассуждениями не доказал в 1882 году, что термический эффект не то что в 100 раз, а вообще не может заметно усиливать приливную волну. И предложил новое решение проблемы. Во всем виноват резонанс, объявил он.

По улице проехал грузовик, и вы поморщились от дребезжания стекол. Обратите внимание: вот грузовик взревел (водитель готовится переключить скорость) - и стекло перестает дребезжать, хотя мощность звука, казалось бы, увеличилась. Стекло «вышло» из резонанса, его собственная частота колебаний перестала совпадать с частотой колебаний мотора.

Собственной частотой колебаний обладает любое тело, от струны гитары до двутавровой балки и целого железнодорожного моста. В Петербурге в начале XX века был случай, когда рота солдат, вступившая чеканным шагом на вполне прочный

Египетский мост через Фонтанку, обрушилась вместе с мостом в воду. Ритм их марша совпал с собственной частотой свободных колебаний моста. Два ритма вошли в резонанс, усилили свободные колебания в сотни раз, и прочное сооружение не выдержало. С тех пор по уставу воинские части чуть ли не всех армий мира вступают на мосты не в ногу. На крышах высотных зданий, на телебашнях иногда можно ощутить ритм, с которым это здание раскачивается под ударами ветра. Это тоже собственная частота колебаний. Если бы вдруг ветер по какой-то случайности совпал На достаточно долгий срок своими порывами с этим ритмом, он повалил бы самое прочное здание.

То же происходит и с атмосферой. Она упруга и имеет собственную частоту колебаний. Период солнечных приливных колебаний, как известно, равен 12 часам. Дважды в сутки обегает Землю воздушная волна, вызванная притяжением светила. Расчеты показали, что, если собственная частота колебаний воздуха отличается от периода солнечно-приливных колебаний атмосферы не больше чем на 4 минуты, возникает резонанс, который и увеличит размах приливных колебаний в 100 раз. Оставалось найти эту собственную частоту атмосферных колебаний, и все стало бы на свои места. Но именно это и оказалось самым трудным. Теория Томпсона «повисла в воздухе», не подтвержденная доказательствам и, на целых полвека.

В 1883 году взорвался вулкан Кракатау. Взрыв был равен по силе термоядерному. И слышно его было, на расстоянии 3 тысяч километров. Катастрофа, стоившая жизни десяткам тысяч людей на островах Индонезии, раскачала- всю атмосферу планеты. Ученые не замедлили этим воспользоваться, чтобы найти период свободных колебаний воздушного океана. Получилось около 10 часов 30 минут. На 1,5 часа меньше, чем требуется для того, чтобы начал действовать резонанс! Ошибка? Нет. Изучение воздушных волн от взрыва знаменитого Тунгусского метеорита 30 июня 1908 года и от извержения сопки Безымянной на Камчатке 30 марта 1956 года подтвердили первоначальные измерения. Как быть?

Целый ряд ученых - Дж. Тейлор, К. Пекерис, Сидней Чепмен и другие - разрабатывали до войны теорию волн в атмосфере. Они предположили, что атмосфера имеет не один, а несколько периодов свободных колебаний. Она похожа в этом отношении не на камертон, дающий всегда один и тот же тон, а на грубый орган, способный звучать на разные голоса.

Роль органных труб в земной атмосфере могут играть разные слои атмосферы, нагретые неодинаково.

К. Пекерис даже рассчитал температурный профиль атмосферы, при котором атмосфера «звучала» бы одновременно на несколько голосов. Ученый предположил, что на высоте 80- 85 километров над Землей расположен холодный слой. К этому же выводу пришли тогда российские ученые В.В. Федынский и К.П. Станюкович, изучая фотографии пролетающего через этот слой яркого метеорита. Так теория резонанса, объясняющая странно высокий солнечный атмосферный прилив, получила наконец подтверждение. И, как это часто бывает, разгадка одной тайны принесла дополнительные важные результаты. Задолго до эры высотных ракет ученые получили правильное представление об устройстве воздушного океана планеты.

Сходство или родство?

О, вулканы! Это прекрасно! Это поэтично, философично, грандиозно и грозно!

Это град раскаленных каменных ядер, нацеленных в голову отважного вулканолога.

Грязевой вулкан

Это газовая туча, в недрах которой может задохнуться население целого острова.

Это взрывы, равные по мощности взрывам водородных бомб.

Это слепая ярость потоков жидкого камня!

В общем, все это внушает уважение, но не это сегодня тема нашего разговора.

Обратим взор на гораздо менее громкое (хотя и не безгласное), менее прекрасное (а на чей-нибудь взгляд, нелепое) создание неистощимой на выдумки природы. Знакомьтесь: грязевой вулкан.

Он же: сальза (грязница), макалуба (разрушитель), салинелла (соляница), боллитори (кипун) - в Италии; вулканитос - в Боливии; номар - в Исландии; ахтарма (белуха), боздаг (сероглав), пильпиля (что-то вроде буль-буль), кейнар (опять же кипун), отманбоз (стрелец), порсугель (кипень-озеро), патлаух (переводится примерно как «ух, навалюсь!»)- это все у нас в Закавказье, где путешествовал отважный и мудрый араб Масуди. Не менее метки и русские прозвища странного создания природы. Русское население Предкавказья, где грязевые вулканы тоже есть, издавна именует их либо горелыми горами, либо кратко-презрительно - блеваки.

О грязевых вулканах пишут мало. Как-то неудобно. Все-таки грязь из него льет, самая настоящая. Черная, жидкая. Да и запах. Сероводород. Вулканологи грязевыми вулканами обычно не интересуются. Не то что гнушаются, а так, не считают за вулканы, и все. Осадочный вулканизм, говорят, это по части нефтяников. И действительно, сальзы часто сопутствуют месторождениям нефти. И потому нефтяники хорошо знакомы с ними.

И все-таки такой специальности - грязевулканолог - пока нет. Нет людей, посвятивших всю свою жизнь изучению странного и до сих пор малопонятного явления, нет своего певца, своего Гаруна аль Тазиева у бедных родственников великой династии вулканов благородных.

Родственников? Значит, родство все-таки есть? Нет. Только сходство - упираются многие, очень многие специалисты.

Вулкан-замарашка

Нет никаких признаков того, что грязевым вулканам плохо от такого непризнания. Наоборот, они процветают и живут полнокровной жизнью там, где «настоящий», «благородный» вулканизм выродился и зачах и не дает себя знать уже сотни лет, например на Кавказе. Их не подавляет, не приводит в трепет и близкое соседство с родовитыми великанами: сальзы есть в вулканических долинах Исландии, на склонах огнедышащей Этны (Буркана, как называл Этну славный Масуди). И как недавно выяснилось, и на дне океана они есть и были в истории Земли в великом числе и сыграли немаловажную роль... Но довольно долго высокая наука не замечала замарашек. А вот презренная польза заставляла все-таки о них помнить. Ведь грязевые вулканы - это нефть и горючие газы. И вода. Потому что так называемые гидровулканы, которые извергаются водой, это разновидность тех же грязевых вулканов, только без грязи. А потому вокруг сальз идут споры.

Некоторые геологи говорят, что кавказские и сицилийские сальзы противоположны по сути. Грязевой вулканизм на склонах Этны при всем желании трудно отделить от вулканизма благородного. Извержения грязевые по времени часто совпадают с извержениями нормальными. Сама грязь - смесь воды и ила - там часто горячая. Состав газов тоже большей частью «вулканический».

Совсем другое дело, говорят те же самые геологи, грязевые вулканы Кавказа. Действующих вулканов рядом нет - раз. Грязь и изверженные газы обычно холодные - два. Огненные извержения грязевых вулканов - это, грубо говоря, горение природной газовой конфорки. Метан и другие горючие, сопутствующие нефти газы, которые испускаются сальзами Кавказа и Закаспия и которые не характерны для настоящих вулканов, просто горят при встрече с кислородом воздуха. Воспламеняются же они от электрических разрядов, происходящих в кратере, где бурлит смесь газов и обломков горных пород. Да и состав грязи другой: на Кавказе грязь, или, более корректно, сопочная брекчия, в большой своей части состоит из нефтяных битумов. Противопоставление, как видите, как будто получается. Но законно ли оно?

Представим себе физика, толкующего о принципиальной противоположности ну, скажем, рентгеновского излучения и желтого света.

- Это же совершенно разные вещи, - говорит этот воображаемый физик. - Рентгеновские лучи проникают даже сквозь металлы, а желтый свет и сквозь воду проходит неважно. С другой стороны, желтого света мы сколько угодно получаем от Солнца и Луны, а рентгеновского - нет.

Такое противопоставление можно долго еще продолжать. Да, рентгеновские и видимые лучи различны по многим свойствам. Но это не меняет сути дела, которая заключается в том, что и желтый свет, и рентгеновские лучи - это просто разные куски спектра одного и того же электромагнитного излучения. И Солнце излучает весь этот сплошной спектр, только земная атмосфера оказывается для х-лучей такой же непрозрачной, как металлическая пластинка - для желтого луча фонарика. Между х-лучами и желтым светом не пропасть, а постепенный, плавный переход через синий, фиолетовый свет, ультрафиолет и т.д. И все эти куски спектра, хотя и занимают в нем определенное место, могут даже переходить один в другой за счет эффекта Допплера. Можно представить себе источник желтого света, приближающийся к нам со все возрастающей скоростью. И для нас этот желтый свет благодаря аффекту Допплера на глазах менялся бы, увеличивая свою частоту: он стал бы синим, фиолетовым и так далее, до рентгеновского. А на краю видимой Вселенной астрономы видят объекты, удирающие от нас с такой скоростью, что становятся видимыми для них, а ведь это - объекты, испускающие невидимый в телескоп ультрафиолет...

Не может ли и в обществе грязевых вулканов - едином, но многообразном - быть такого же спектра свойств и характеров, постепенного перехода от сальз, откровенно привязанных к «большим» вулканам, до «вулканитосов», связанных с вулканизмом в буквальном смысле подпольно?

В Италии прослеживали, иногда буквально рядом, весь спектр от сальз явно «плутонического» происхождения (например, грязевые сопки Патерно, выделяющие почти сплошь углекислый газ с добавкой азота - смесь, характерная для «благородных» вулканов) до знаменитого вулкана Макалуба, точного близнеца многих наших закавказских грязевых вулканов, выплевывающего в огромных количествах метан. И нефтяных битумов во многих грязевых вулканах Италии хватает.

И вот возникает вопрос: что, если привычное для геолога противопоставление настоящего и грязевого вулканизма - вещь надуманная? Что, если прав великий Гумбольдт, который и большие вулканы, и «вулканитосы» почитал за проявление одних и тех же сил?

И что, если наш Кавказ, изобилующий сальзами,- район не погасшего вулканизма, а вулканизма, перешедшего пока во вторую фазу - без вулканических бомб и лавовых потоков, но живого и постоянно о себе и своем более знаменитом родиче напоминающего?

Вот эти-то вопросы задал себе и своим коллегам еще в тридцатые годы прошлого века геолог, симферопольский профессор С.А. Ковалевский.

Снова приливы...

В 1923 году внимание вулканологов привлекло странное сообщение в одном из научных журналов. Их коллега вулканолог Ф.А. Перетт, вместо того чтобы корпеть над образцами и пробами, обратил свой взор на небо. И, подсчитав взаимное положение Луны, Солнца и Земли на ближайшее время, предсказал резкое усиление вулканической деятельности Этны на 27 июля. Специалисты по огнедышащим горам пожимали плечами, улыбались. Прямые наблюдения за кратером вулкана показывали, что его деятельность явно идет на убыль.

Но вот наступило 27 июля. И в день максимального лунно-солнечного прилива примолкший было вулкан взревел, черная туча закрыла его вершину.

Столь удачных предсказаний извержений настоящих вулканов было не так уж много. Вулканологи упоминают о сбывшемся предсказании Перетта и о некоторых других подобных случаях скорее как о курьезе. Но нашлись специалисты, склонные придавать подобным случаям большее значение.

Вулканы редко непосредственно реагируют на слабые ритмичные воздействия от Луны и Солнца? Да, редко. Ибо велика инерция земных недр. Но прослеживать какие-то закономерности, общие связи между деятельностью вулканов и космическими ритмами можно и должно.

И именно грязевые вулканы, «легкие на подъем», небольшие по размерам своего грязе-газового аппарата, могут, по мысли некоторых ученых, помочь нащупать связи земных недр с космосом, выделить, так сказать, в чистом виде влияние космоса на сугубо земные дела. А если родство сальз и вулканов - это факт, то не здесь ли нащупывается мостик к грядущим предсказаниям грозных явлений природы?

Вот почему спорный вопрос об этом родстве приобретает высокое, космическое по сути дела значение.

Пламя очага и кипение кастрюли

Ход мысли профессора С.А. Ковалевского, пришедшего после долгих, кропотливых изысканий к идее о тесной близости между вулканами-замарашками и вулканами настоящими, можно свести к нескольким рассуждениям.

Есть сколько угодно богатых нефтью и газом (метаном) районов, где нет грязевых вулканов (например, Второе Баку, нефтяное Предуралье, Западная Сибирь). Значит, одной нефти и сопутствующего ей газа не хватает для образования грязевого вулкана.

С другой стороны, грязевые вулканы есть в районах с самыми разными типами вулканизма. Они часто связаны с нефтью, но не обязательно.

На Кавказе действующих вулканов сейчас нет, но есть спящие, извергавшие пламя еще на памяти людской,- Эльбрус, Арарат. А рядом, в Иране, есть и поныне действующий вулкан. Появились грязевые вулканы на Кавказе одновременно с «настоящими». Это установил еще академик И.М. Губкин.

Многое в поведении грязевых вулканов роднит их со свирепыми благородными тезками.

Между прочим, и грязевые вулканы далеко не безопасны. На их счету - своя Помпея. В XV веке внезапное извержение похоронило под слоем грязи на речке Кехнагяды в Азербайджане целое село. И по сей день, говорят, из-под печального кургана речка вымывает старинные предметы обихода, монеты. А сколько овечьих стад сгорело в пламени внезапных факелов, вырывающихся из глубин озер, часто возникавших на месте грязевых вулканов!

По грандиозности извержений сальзы также успешно соперничают с «большими» вулканами. В январе 1922 года неподалеку от Баку взорвался вулкан Отманбоздаг. Грибообразное облако от этого взрыва было видно за сотни километров. А в высоту оно достигало 14 километров! Чем не Везувий?

Конусы грязевых вулканов, конечно, намного ниже, чем «шатры Плутона», - у самых высоких они не превышают 500-600 метров. Но это не из-за немощи сальз. Сам материал, грязь, которую они выплевывают, из которой лепят склоны, легко размывается.

Как же представлял себе С.А. Ковалевский родственные отношения между «настоящим» и грязевым вулканизмом, связь, в которой он не сомневался?

«Между грязевым вулканизмом и вулканической деятельностью, - говорил он,- существует такая же зависимость, как между пламенем очага и кипением кастрюли».

Как это понимать?

Возьмем ту же царственную Этну, на склонах которой и в долинах вокруг «паразитируют» приживалки - макалубы. Центр грязевого и подлинного вулканизма, говорит Ковалевский, здесь один: подземный магматический очаг.

На поверхности он может проявлять себя двояко: либо магма непосредственно выходит в кратер в виде лавы, либо тепло и газы постепенно просачиваются через окружающие осадочные породы, водоносные горизонты. Вулканические газы на этом пути охлаждаются и вступают в химические реакции с органическими и неорганическими веществами осадочных слоев. Именно поэтому, чем дальше от «князь-вулкана», тем холоднее грязь, выделяющаяся из кратеров сальз, а газы все больше отличаются по составу от «материнских» газов Этны.

На Кавказе - все то же самое. Только непосредственного выхода на дневную поверхность магматические очаги уже не имеют. Извержения есть, но они подземные. Лавы бурно вторгаются в подземные водоносные горизонты осадочных пород. Резкие перепады давлений и температур перемалывают осадочные породы, смешивают обломки с водой. А вулканические газы, меняя по пути свой состав в результате химических реакций с органическими и нефтяными продуктами, гонят получившуюся грязь через трещины в земной коре к выходу. Начинается извержение грязевого вулкана, ближайшего родственника и даже «выразителя воли» пославшего его подземного сановитого предка.

Нефть из магмы?

Ну а нефть? Какое она имеет касательство ко всем этим родственным отношениям? Может быть, она Попутчик грязевого вулканизма? Ведь именно с нефтью и нефтяными продуктами наиболее бурно должны взаимодействовать раскаленная лава и вулканические газы подземного извержения.

А что, если нефтяные углеводороды - по крайней мере в некоторых случаях, приходят из мантии Земли? Тогда, поднимаясь вместе с магмой из сокровенных недр планеты, нефтяные углеводороды проходят зону «подземных извержений» как промежуточную станцию. Оставив позади тяжелую, неповоротливую магму, легкие углеводороды устремляются через рыхлые осадочные породы к трещине в коре, из которой и извергаются.

Предсказанные по астрономическому календарю (А) и сбывшиеся (Б) извержения грязевых вулканов; а - крупные, б - средние извержения

При нашей встрече в Симферополе в конце 60-х годов С.А. Ковалевский объяснил, что старается не вдаваться в суть давнего и иногда весьма скандального спора нефтяников «органиков» и «неоргаников», то есть сторонников теории происхождения нефти из остатков живых организмов, с одной стороны, и тех, кто считает, что «черная кровь» земли получается из неорганической внутриземной материи с помощью химических превращений. И как мы теперь видим, он поступал правильно. Углеводороды, в том числе и весьма сложные, в огромном количестве извергаются вулканами островных дуг и Камчатки. А это те вулканы, которые, по современным воззрениям, просто возвращают на дневную поверхность захваченные движущимися плитами океанского дна и погрузившиеся с ними в мантию остатки живых организмов в донных отложениях в ходе большого круговорота углерода по всей толще Земли. Под Кавказом когда-то шел точно такой же процесс, как и сейчас под Камчаткой. Там тоже шло заталкивание океанической литосферной плиты под континентальную окраину, в мантию. Здесь был тоже налажен процесс относительно быстрого возврата, сброса части погрузившихся с такой плитой веществ на поверхность Земли через жерла вулканов. И сегодня под Кавказом и Каспием прослеживаются остатки некогда погрузившейся туда океанической литосферной плиты океана Тетис. Не исключено, что нефть Кавказа - это просто возвращенные таким непростым способом из горячих земных недр на поверхность тетисовские донные органические отложения, остатки древних водорослей, микроорганизмов и животных, прошедшие горячую обработку. И тогда весь спор об органическом или неорганическом происхождении «черного золота» вообще лишен всякого смысла.

Ковалевский приводил такой факт. Рядом с активно действующим грязевым вулканом Лок-Батан - лес нефтевышек. На километры вниз уходят стальные трубы, отсасывая из земных пластов нефть и газ. Казалось бы, лишний выход для сжатых огромным давлением нефтепродуктов должен отнимать силы у вулкана. Ничего подобного. Как извергался Лок-Батан испокон века со спокойной ритмичностью, раз в три - три с половиной года, так и сейчас извергается. И наоборот, грандиозные взрывы грязевых вулканов, как правило, никак не сказываются на дебите окрестных скважин. И ученый делает вывод: «Какой-то другой источник углеводородов, лежащий значительно глубже эксплуатируемой нефтяной залежи, оказывался неудержимым в своем стремлении к поверхности». К сожалению, ученый не дожил до открытия на рубеже тысячелетий и современных исследований океанских подводных грязевых вулканов (о них - несколько дальше). Они явно подсказывают разгадку вековой проблемы.

Получается, что связь между грязевыми вулканами и нефтью есть, но не простая. Грязевой вулкан вовсе не естественная скважина, пробуренная самой природой в газо-нефтяное месторождение. И вулкан, и месторождение возникают параллельно и независимо друг от друга от одного глубинного источника...

Мы уже говорили о том, что вулканы с их огромным лавово-газовым хозяйством обладают большой внутренней инерцией. Поэтому выяснить какие-либо закономерности в периодичности грозных извержений очень трудно. Другое дело - грязевой вулканизм. Как резко меняется характер кипения молока в кастрюле от небольшого увеличения пламени в газовой горелке, так грязевой вулкан с его подвижным газо-водяным «наполнением» должен немедленно отзываться на все колебания в режиме работы подземной конфорки - раскаленного магматического очага. И закономерности в режиме извержений грязевых вулканов действительно обнаружены...

В 1955 году в журнале «Азербайджанское нефтяное хозяйство» появилась удивительная статья. В ней содержался прогноз активности грязевых вулканов на ближайшие четыре года. Автор статьи геолог Г.П. Тамразян предвидел, что извержений грязевых вулканов на Кавказе следует ожидать в августе - сентябре 1957 года, апреле - мае и - октябре - ноябре 1958 года и т.д. Прошло время, и вот в статье, вышедшей в 1962 году, Тамразян подвел итог. Прогноз полностью оправдался: девять крупных извержений, прошедших за 1957- 1960 годы, точно легли в предвиденные сроки!

У ученых есть такой термин - «критерии прогноза». Не на кофейной же гуще нагадал геолог свое предсказание! Тамразян не скрывает источника своей точной информации. Это астрономические таблицы взаимного положения Луны, Земли и Солнца за те же 1957- 1960 годы. Опять приливы!

Вы берете бутылку боржоми и начинаете медленно снимать с нее крышку. В какой-то момент раздается шипение, и в бутылке - вы это хорошо видите через стекло - начинается «извержение». Углекислый газ, только что мирно растворенный в прозрачной воде, бурно, с кипением устремляется к горлышку. Если газа много, он может даже увлечь за собой воду, и тогда фонтан этой газо-водяной смеси может окатить вашего «собутыльника по боржоми» с ног до головы. По этому принципу работают и вулканы. Ведь ни кора, ни литосфера в целом, ни даже мантия не расплавлены, хотя и раскалены - мешает давление вышележащих слоев. Там нет магмы и лавы. Вулканические очаги появляются там, где давление может резко уменьшаться, где раскаленные до критической температуры твердые горные породы ждут только ослабления давления, чтобы расплавиться, а газы, заключенные в образовавшейся магме (или газо-грязевой смеси очага грязевого вулкана), тоже бурно выделяются при падении давления.

До поры до времени все это хозяйство находится в состоянии неустойчивого равновесия. Но достаточно небольшого толчка, незначительного колебания в давлении вышележащих слоев (это, например, в условиях континентального вулканизма Кавказа происходит в зонах активного движения блоков коры вдоль разломов), чтобы началась цепная реакция - извержение.

И такой толчок могут дать приливообразующие силы Луны и Солнца.

Все дело в том, что силы эти работают изо дня в день неодинаково. Луна обращается вокруг Земли по эллипсу, и в перигее - самой близкой к нам точке лунной орбиты - ее приливообразующая сила на 40 процентов выше, чем в апогее!

Солнечная приливная сила - мы уже говорили об этом - меньше лунной, но она может прибавляться к ней, когда Луна, Земля и Солнце лежат на одной прямой в пространстве (новолуние, полнолуние), а может вычитаться из нее. Это когда направления на оба светила от Земли образуют прямой угол (на небе в это время «половинка» Луны). Причем солнечный прилив может прибавляться к большому, «перигейному» лунному приливу, а вычитаться из малого, «апогейного». Тогда разница между максимальной и минимальной приливной силой намного возрастет.

Прогноз Тамразяна основывался на 150-летней статистике извержений кавказских грязевых вулканов. Положив рядом астрономические таблицы, геолог высчитал, что 60 процентов всех извержений (их было 200) произошло в моменты, когда новолуния и полнолуния, то есть «дружные» приливные воздействия Луны и Солнца, совпадали с моментами перигеев лунной орбиты. (Интересно, что грязевые извержения чаще всего начинаются вечером, часов в шесть - восемь).

Сальза, оказывается, не только обладает благородным «вулканным» происхождением. Высочайшие светила, а в их лице сам Великий Космос, принимают в судьбе вулкана-замарашки живейшее участие, демонстрируя тем самым еще раз, что все в этом мире связано воедино.

Законы Перре

Вообще способ прогнозирования плутонических явлений с помощью астрономии - вещь не новая. В XIX веке дижонский профессор А. Перре, рассмотрев 23 тысячи землетрясений за 150 лет, вывел три закона, согласно которым положение Луны и Солнца определяет моменты всех крупных и средних землетрясений, происходящих на Земле.

Законы Перре хорошо работают и для предсказания извержений. Почти однофамилец Перре вулканолог Ф.А. Перетт во время извержения Этны в 1923 году предсказал резкое увеличение деятельности вулкана на 27 июля, именно руководствуясь этими законами.

Что же за законы открыл А. Перре?

Вот они:

1) Частота землетрясений повышается к сизигиям, то есть к моментам, когда Земля, Луна и Солнце располагаются на одной прямой.

2) Землетрясения предпочитают происходить в моменты перигеев лунной орбиты (когда приливная сила больше).

3) Землетрясения происходят чаще всего, когда Луна проходит через меридиан сейсмоопасного места, то есть в моменты приливов, а не в часы отливов.

В свое время (а это было во второй половине XIX века) работа Перре вызвала всеобщий интерес.

Французская академия наук назначила специальную комиссию для проверки выводов дижонского профессора. В нее вошли знаменитые ученые: астроном Араго, математики Ляме и Лиувилль, геолог Элли де Бомон. И как часто бывает в подобных случаях, комиссия не смогла дать четкий ответ на вопрос: законы Перре - это открытие или нет?

Но вот в 1897 году японские геофизики тщательно сопоставили данные о землетрясениях за восемь лет в Японии с астрономическими таблицами. Они нашли, что в периоды, когда Солнце, Луна и Земля находились на одной прямой, то есть в новолуние и полнолуние, сейсмичность была на 12 процентов выше, чем когда они составляли прямоугольный треугольник (прямой угол - у Земли), то есть в половинные фазы Луны. А приближение Луны к Земле в перигее повышало число землетрясений на 13 процентов.

В 1934 году законы Перре подтвердил испанский геофизик Л. Родес, а в 1936-м их применимость к калифорнийским землетрясениям обнаружил американец М. Аллен. Крымские землетрясения почти за полтораста лет тоже хорошо вписывались в небесный календарь. Это, кстати, обнаружил уже знакомый нам Г.П. Тамразян.

Вероятность землетрясений особенно возрастала, когда действовали сразу два закона Перре - перигей лунной орбиты совпадал по времени с сизигией трех светил (новолунием или полнолунием).

При этом, как обнаружили российские ученые, светила действуют не только на тонкий слой земной коры, но и на сокровенные каменные пучины планеты. При совпадении перигея с сизигией глубокофокусные землетрясения - толчки, происходящие под земной корой (на глубине 60- 80 километров и глубже) по периметру Тихого океана, происходили в 6 раз чаще, чем в дни, когда приливное воздействие светил было минимальным. Вплоть до глубины в 700 километров эта закономерность, хоть и не так резко, продолжала проявляться!

Это очень важно. Дело в том, что многие ученые, допуская возможность некоторого косвенного влияния приливов на ход сейсмических процессов в самой верхней оболочке Земли, восстают против попыток протянуть эти связи в святая святых - в мантию, к центру Земли.

1960 год. Небывалый по количеству разрушительных землетрясений. Как же они происходили? Подчинялись ли небесному расписанию?

29 февраля был до основания разрушен Агадир, прибрежный портовый город в Марокко. Это произошло вскоре после новолуния (вечером 26 февраля) и довольно близко от перигея лунной орбиты (23 февраля).

24 апреля разрушительное землетрясение произошло в городе Ларе (Иран). Это случилось за день до новолуния.

С 21 по 27 мая грандиозное землетрясение опустошало Чили. Это было опять-таки вблизи новолуния - 25 мая. В эти же дни, 26 мая, заходила ходуном земля в городе Корче (Албания).

Не нужно представлять себе дело так, что причина вулканических извержений, землетрясений заключается в гравитационном влиянии небесных светил. Дело обстоит гораздо сложнее.

Причины - внутри Земли. Либо горизонтальные, либо вертикальные силы (а вернее, и те и другие) работают над горообразованием, перемешивают твердую жидкость, мантию Земли, создают в ней потоки. Потоки несут на себе самый верхний жесткий слой планеты. Этот слой - литосфера - состоит из земной коры и подстилающего ее самого верхнего слоя верхней мантии.

В ломких литосферных плитах (именно в них всегда и происходят землетрясения; глубокофокусные «мантийные» землетрясения трассируют погрузившиеся в мантию и еще не растворенные ею языки литосферы) каменное течение происходит с накоплением и разрядкой напряжений, то есть со сколами, срывами. Накапливаются напряжения - и разрешаются бурно, толчками.

Когда подобное напряжение достигает критического рубежа, достаточно ничтожного импульса, чтобы привести в движение громоздкую машину тектонических процессов. Принцип триггера... Слабый щелчок курка вызывает выстрел. Но не в курке же причина убийственной силы огнестрельного оружия!

И даже не зная еще в точности причин тектонической активности земных недр, мы сможем хоть как-то предупреждать вредоносное действие вулканов и землетрясений, если постигнем хотя бы расписание, которого они, возможно, придерживаются.

Ледяной червь, наш учитель

В феврале 1997 года группа американских, российских и норвежских исследователей на российском судне «Профессор Логачев» встала в Северной Атлантике на не очень четкой границе между Баренцевым и Гренландским морями прямо над открытым недавно грязевым вулканом, расположенным на дне моря, на глубине 1250 метров. Еще недавно подобное геологическое образование было бы совершеннейшей, так сказать, географической новостью. А теперь впору ожидать, по мнению предводителя российской команды Георгия Черкашова, и многих других подобных открытий (еще один такой вулкан заметили неподалеку). Что, как будет ясно из дальнейшего рассказа, может означать для человечества и большие надежды и большие неприятности в будущем.

Метангидраты, спутники подводных грязевых вулканов, могут преобразить энергетику нашей цивилизации, а также продвинуть тропики к полюсам

Грязевой вулкан изрыгал, как ему и положено, горячие газы и грязь, которая образовала конус диаметром больше километра. Но на кратер подводной замарашки была надета нахлобучка из льда. Как раз со льдом все было более или менее понятно. Конечно, это не был обычный водяной лед. Температура в глубинах океана хоть и низкая, но все же нигде не ниже 2 градусов Цельсия. А при чудовищном давлении воды начиная с 300-метровой глубины и глубже в черноте подводного «космоса» идет космический, можно сказать, процесс проникновения газа метана (обычный продукт грязевого вулканизма) в кристаллическую решетку воды. Образуется гидрат метана, вещество с совершенно иными свойствами. Под давлением океанских глубин он может оставаться твердым почти до «комнатных» температур. А дальше происходит очень важная вещь: кубик льда этого гидрата с ребром в 10 сантиметров (объемом в один литр) может выделить при размораживании до 168 литров газа! Если бы этот кубик можно было поджечь (под водой это вроде бы невозможно но какая-то форма окисления с выделением тепла, возможно, при участии микроорганизмов, там может идти), он бы горел, как сухой спирт. Метановый лед, «ледяное горючее», в последние годы наоткрывали по всему земному шару. Метан - газ в воде и в кислородной атмосфере нестойкий, он быстро окисляется с образованием воды и углекислого газа, и сам факт, что существуют мощные отложения метанового льда, говорит о том, что приток метана из глубин земной коры идет непрерывно и в больших масштабах. По самым первым прикидочным расчетам, этого горючего минимум вдвое больше, чем всех еще оставшихся не открытыми или неразработанными запасов нефти, газа и угля, вместе взятых! Американцы уже предвкушают, как освободятся наконец от «нефтяной зависимости» - выходов метанового льда очень много и в Мексиканском заливе, и по обоим океанским подводным континентальным склонам. Вот только технологию совершенно новой глубоководной индустрии разработать и...

Геолог Блэйк Риддж, например, объявил, что в 250-мильной зоне, примыкающей к штату Южная Каролина в США, ждут добытчиков 35 миллиардов тонн законсервированного методом гидратации метана, что эквивалентно потреблению природного газа всеми Соединенными Штатами не менее чем за 105 лет.

Все это касается, в том числе, и пресловутого Бермудского треугольника, где число таинственных исчезновений судов и самолетов, похоже, действительно превышает среднее для всего земного шара. Среди гипотез, объясняющих бермудскую загадку, на одном из первых мест издавна была гипотеза бурного метанового вскипания океана. В «суфле» из газа и морской воды суда, по этой гипотезе, должны просто мгновенно терять плавучесть и уходить на дно, не успев даже SOS послать. Лабораторные опыты не подтвердили такой возможности. Но эти опыты проводились без «метанового льда»! Шоколад тонет в воде. Но в шампанском шоколадная долька через какое-то время, облепленная пузырьками, всплывает. Можно себе представить, как при каком-то местном бурном тепловом выбросе некоего грязевого донного вулкана тысячетонный пласт метанового льда, оторвавшись от дна, устремляется вверх, разуплотняясь и ускоряясь, как ракета, по мере подъема и бурного выделения газа, и близ поверхности производит нечто вроде «взрыва наоборот». Если такой «взрыв» (пока практически невоспроизводимый в условиях лаборатории), при котором на доли секунды корабль окажется не на воде, а на пене, вроде той, что в пивной кружке, ему одна дорога - на дно.

Но вернемся к грязевому вулкану на границу между Баренцевым и Гренландским морями. Ученые трех стран почувствовали себя там почти как космонавты на Луне. Самым неожиданным оказался не метановый лед и не сам грязевой вулкан на морском дне, а то, что этот вулкан оказался почти таким же горячим, как и настоящий, большой вулкан - уж очень высок тепловой поток со дна океана в этом месте. (Как порадовался бы С.А. Ковалевский, ведь по его теории так и должно было быть!) Там нет вулканической зоны субдукции, заталкивания одной литосферной плиты под другую, как, скажем, по периметру Тихого океана или на остатках океана Тетис в стране тысячи островов и мелких морей между Австралией и Индокитаем. Нет здесь ни срединного хребта, ни горячей точки, не замечен в мантии и плюм. А поток тепла почти столь же высок, как и в настоящих вулканических областях.

Ледяной червь, наш учитель: питается метаном, дает жить другим и никого не обижает

Похоже, исследования подводных грязевых вулканов со временем помогут решить проблему, которой столь успешно и интересно занимался симферопольский ученый А.С. Ковалевский, проблему грязевых вулканов вообще и их роли в мировом обороте веществ, в истории Земли. Загадка высокого теплового потока в заведомо невулканических областях морского дна в Северной Атлантике еще далека от разгадки. Профессор Фогт, руководитель американской группы на «Профессоре Логачеве», считает, что хотя бы отчасти в основе высокой активности грязевого при полярного вулканизма повинна недавняя история этих мест, связанная с великим четвертичным оледенением северного полушария. Осадки разной плотности, морские и сносимые ледниками с суши в моря, а в их числе и огромный процент останков живых организмов, захоронялись как попало, не успевая распределиться по плотности. В глубине этого «теста» под огромным давлением шли физические и химические процессы - естественного расслоения и перемешивания, разложения органики, с участием бактерий, с выделением метана и сероводорода, огромной энергии и, соответственно, разогревом. Но и профессор Фогт не исключает, что свою немалую роль сыграла и тепловая энергия земных недр, закупоренная на какое-то время мощным одеялом рыхлых и малотеплопроводных осадков. (Через год на том же вулкане работала другая интернациональная экспедиция, на знаменитом «Келдыше», в ход пошли прославленные российские глубоководные «Миры», и там специалисты уверенно говорили о близости к грязевому вулкану настоящего магматического очага.) В конце концов, стык Гренландского и Баренцева морей - это не просто условная граница водных пространств, по-разному названных в свое время. Гренландское море - это в геологическом отношении океан, там - океанический тип земной коры, Баренцево - шельф, «притонувший континент», в максимум оледенения и отступления океана просто суша. Там континентальный многослойный тип коры. Стык океанического и континентального типов коры - это коллизия. Там не может не быть множества разломов и нарушений. Да, стык типов коры в приполярной Атлантике в наши дни не является местом бурных «плитотектонических» процессов. Но, во-первых, не так было в иные геологические времена, когда плиты двигались по-другому, и, во-вторых, нам не все еще известно в этой области и сегодня...

Так или иначе загадка высокой активности метановых источников в Северной Атлантике уже навела на весьма мрачные размышления, например, норвежских ученых. Они стали искать - благо все море у берегов Норвегии истыкано их плавучими платформами, добывающими и разведующими нефть и газ - и нашли неподалеку от места работы научно-исследовательского судна «Профессор Логачев» (и от своих берегов) уже сотни жерл подобных, живых и спящих источников углеводородов. Их они подозревают не только в том, что они произвели почти мгновенный прогрев атмосферы планеты 55 миллионов лет назад (через десять миллионов лет после драматичного массового вымирания динозавров), учинив подобное же опустошение на этот раз среди морских беспозвоночных, но и в том, что они готовят подобную диверсию и сегодня. Вымирания - большие и поменьше - образуют основной фон ритмов жизни на планете. Всякое очередное вымирание приводило к «смене декораций». За вымираниями следовали вспышки уже иной, сильно видоизмененной жизни, что, собственно, и образует геостратиграфическую шкалу, книгу эпох, записанную в отложениях осадочных пород. Но об этом, о конкретном содержании главных ритмов Земли - во второй части книги, где не раз и подробно будет идти речь о великих вымираниях прошлого.

Но может быть, самым интересным результатом экспедиции на «Логачеве» были наблюдения биологов за кипением жизни как у горячих жерл подземных вод, так и... в самом метановом льду!

Этот ядовитый для всех нормальных с нашей точки зрения организмов лед облюбовали и как место обитания и копошения, и как лакомое высококалорийное блюдо небольшие (короче мизинца) черви, напоминающие многоножек, из рода Sclerolinum. Их близкие родичи, примерно с теми же гастрономическими пристрастиями, обитают и на дне Южного океана, и в Черном море, и в Мексиканском заливе - похоже, везде, где есть выходы метана в океан. Споры о том, чем питаются эти, возможно, самые древние многоклеточные организмы Земли, вероятно, ничуть не страдавшие от самых массовых и страшных вымираний прошлого и всегда готовые все начать сначала, уже позади. Если почти вся земная жизнь в конечном счете опирается на основание пищевой пирамиды, на фотосинтез водорослей и других растений, то есть на углерод, добытый фотосинтезом из углекислого газа, то черви подводного грязевого вулкана (похоже, в симбиозе с некоторыми древнейшими микроорганизмами Земли) добывают углерод, эту основу жизни, прямо из метана (это установлено точно с помощью изотопного анализа, в метановом углероде больше, чем в углекислоте, самого легкого изотопа этого элемента, с атомным весом 12). И тем служат живым упреком и образцом для подражания: ведь все животные планеты в сущности - нахлебники, паразитирующие на подлинных тружениках биосферы, растениях, добывающих сырье для биосинтеза из света, воды, газов и минералов. И только трубчатый червь метаноед (в соавторстве с микроорганизмами) учит нас, остальных, рачительному и экономному, экологичному (и абсолютно моральному, с любой точки зрения) пользованию богатствами нашего мира.

(Линн Симарский. Грязевой вулкан типа торта-безе с мороженным в Северной Атлантике. Интернет, 1997.)

Третье противостояние

Зазвонил колокольчик. Председатель утихомиривал зал, битком набитый «геологической общественностью»: на общее собрание отделения геологии, геофизики и геохимии Академии наук СССР собрались явно не одни академики. Повестка дня, еще пять лет назад немыслимая для столь высокого собрания, вызывала острый интерес. Концепции новой глобальной тектоники! Академики и члены-корреспонденты «всенародно» должны были сформулировать свое отношение к революционному взрыву, происшедшему на границе 60-х и 70-х годов в науках о твердой Земле, к идеям возрожденного мобилизма, движения по лику Земли гигантских блоков верхней земной оболочки. Было 29 февраля 1972 года.

Третье противостояние - так назвал тогдашний этап развития науки о твердой Земле доктор У. Бэчер из Колумбийского университета США. Имелось в виду противостояние физики и геологии в изучении нашей планеты. Первое такое противостояние началось более века назад, когда физик лорд Кельвин подсчитал: если Земля первоначально была раскаленным шаром, она должна была остывать двадцать миллионов лет. Геологи засомневались. Ничего определенного они сказать не могли, но интуитивно чувствовали, что их палеонтологические данные - данные о накоплении осадков в земных слоях - противоречат жестким возрастным рамкам, отведенным для Земли физиками.

Несколько десятилетий физический и геологический подходы к изучению Земли развивались параллельно, и противостояние становилось все более острым. Ученым не хватало точных методов измерения геологического времени. Они могли только определять относительное время - положение слоев по остаткам ископаемых животных.

«Геолог,- писал тогда один из больших ученых,- находится в положении историка, который может доказать совершенно точно, что за Юлием Цезарем следовал Август, потом Карл Великий, Карл V, Фридрих II, Наполеон I и Вильгельм I, но не обладает никакими средствами, чтобы установить, сколько лет протекло со времени начала царствования одного правителя до воцарения другого».

А завершилось первое противостояние взрывом, скачком. В 1905 году первые в истории измерения абсолютного возраста горных пород по накоплению в них продуктов радиоактивного распада показали, что счет годам Земли следует вести на миллиарды. Геологи, с их столь архаичным методом измерения, как интуиция, оказались тогда ближе к цели развития науки - истине, чем физики с их точными, но опирающимися в данном случае на неверные посылки расчетами.

В науках о Земле начало устанавливаться нечто вроде идиллии. Радиоактивность, позволившая определить возраст Земли, пригодилась и для другого: она объяснила, почему в недрах нашей планеты тепло и даже жарко... Но благополучие было недолгим. Второе противостояние началось в 1915 году, когда вышла книга А. Вегенера «Происхождение материков и океанов». Книга немецкого геофизика взволновала многих, несмотря на тяжелые времена: шла война. А. Вегенер подверг сомнению господствовавшие прежде взгляды о единообразии земной коры под океанами и континентами. В противовес великому австрийскому геологу Зюссу, Ньютону геологии, который считал, что океаны - это те же материки, только «утонувшие», А. Вегенер доказывал, что кора под океаном и сушей принципиально различна. А. Вегенер пользовался еще очень неполными, противоречивыми данными нового физического метода исследования - измерениями силы тяжести. Самое поразительное: материки у Вегенера двигались! После первого ошеломления многие геологи восторженно отнеслись к революционным идеям талантливого немецкого ученого. Особенно горячо откликнулись довоенные советские геологи. Ученые с надеждой обратили взоры к геофизикам: те должны были решить и рассчитать, возможен ли такой процесс - плавание твердых континентов по твердой же (это уже было тогда известно) мантии Земли.

И ведущие геофизики... развели руками: они таких процессов тогда еще не могли себе представить. «Теория Вегенера... количественно неудовлетворительна и качественно неприемлема, - заявил тогда выдающийся физик и математик того времени X. Джеффрис. Она представляет собой объяснение, которое не объясняет ничего из того, чему мы хотели бы найти объяснение». (Своеобразный инвариант знаменитого «Этого не может быть, потому что не может быть никогда».)

На долгие годы наступило новое противостояние: немногих сохранившихся приверженцев А. Вегенера, в основном геологов, работающих на континентах - осколках бывшей Гондваны: в Австралии, Южной Америке, Индии, Африке, - и огромного большинства остальных геологов и геофизиков, продолжавших разрабатывать и детализировать взгляды Зюсса. Континенты и кора океанов были снова объявлены устроенными в принципе одинаково с небольшой поправкой: на границе моря и суши допускались сложные процессы превращения сложной континентальной коры в более простую океаническую.

После второй мировой войны произошли события, которые в корне изменили дело. Дело в том, что известный геолог Ф. Клонен, исходя из старых, довегенеровских представлений, как-то подсчитал среднюю скорость накопления осадков в океанах, умножил ее на предполагаемую продолжительность жизни океана и вывел, сколько должно было за это время накопиться в океане песка и ила. Получилось больше трех километров осадков.

Но вот в океан вышли океанографические суда, которые были оборудованы геофизической аппаратурой. Взрыв!- звук идет ко дну, отражается от слоя осадков, потом от плотного скального ложа океана. Отраженные сигналы записываются и анализируются. Оказалось, осадков в океане очень мало, максимум несколько сот метров. А в некоторых местах скальное дно было голое! Донные трубки, которыми ученые добывают колонки мягких осадков со дна океана, ломались, натыкаясь на монолитный базальт. Ученые растерялись, воспрянули духом креационисты (сторонники построения науки на буквальном толковании Священного Писания, где все сущее объяснялось мгновенным актом творения)- еще бы, получалось, что никаких миллионов лет геологической истории не было. Но и тут о гипотезе Вегенера поначалу даже и не вспомнили.

Настоящий перелом во взглядах произошел, когда стали в массе появляться сенсационные результаты палеомагнитных измерений. (Осадочные и вулканические породы минувших эпох хранят в себе отпечаток древнего магнитного поля, в том числе и направление на древний магнитный полюс Земли.) Выяснились фантастические вещи. Полюса Земли неоднократно менялись местами: Северный становился Южным, и наоборот. Но главное: полюса не стояли на месте, они двигались.

Двигались странно - для разных континентов по-разному. В древние времена у каждого из материков был как бы свой полюс! Но если принять, что материки двигались, то все эти полюса как бы сливались в один. Так началось третье противостояние в науках о Земле. Геофизические данные все больше свидетельствовал и в пользу дрейфа. Геологи же уступали на этот раз неохотно и отступали «с боями».

Конец этого противостояния наступил в 1968 году. Произошел буквально взрыв интереса к концепциям новой глобальной тектоники. Один за другим последние могикане - геологи, геофизики, географы, еще державшиеся за старые взгляды на тектонику планеты, - переходили в новый лагерь.

На этот раз, похоже, речь шла не просто о новом возрождении столько раз забываемой и воскрешаемой теории Вегенера. Размах нового движения в науке заставлял выступавших на высоком академическом собрании 29 февраля 1972 года говорить о подлинной революции в науках о Земле, революции, подобной молекулярно-биологической революции 50-х годов, послевоенной революции в физике элементарных-частиц, нынешней революции в астрономии. Так, отчасти уже при участии автора этой книги, как популяризатора геологии и как (одно время) геофизика, закончилось третье противостояние. 'Начался новый этап развития.　

Почему в юре?

Ученых давно занимал этот вопрос. В самом деле: почему континенты поплыли только в юрском периоде? А что они делали до этого?

И действительно, в перми, то есть двести пятьдесят - триста миллионов лет назад, вся суша была, видимо, единой. Об этом говорят, например, гигантские пустыни пермотриаса: внутри огромного материка Пангеи по временам было невыносимо сухо. (Подробнее об этом см. во второй части этой книги.) Да и сейчас еще карта Земли хранит в себе следы, наследие той эпохи: у планеты по сей день есть океаническое, а есть и преимущественно материковое полушарие. Ответ на этот вопрос зависит от того, как образовалась наша Земля, то есть от решения космогонической проблемы.

Так меняется, по мнению С. Ранкорна, система конвективных течений в мантии Земли: а - при малом ядре; единая конвективная ячейка и единый праконтинент Пангея; б - ядро выросло: конвекция идет несколькими ячейками, Пангея разбилась на два суперконтинента - Лавразию и Гондвану; в - современное большое ядро: множество течений определяют современный рисунок и расположение континентов

Вот как решали этот вопрос приверженцы «холодного» варианта биографии Земли, которые считают, что планета сконденсировалась из холодных пылевых частиц и постепенно разогревалась под действием радиоактивного тепла. Разогревалась Земля, с этой точки зрения, медленно и долго. Только через два миллиарда лет после ее рождения в глубоких земных недрах началось кое-где частичное плавление вещества. Ставшие пластичными массы начали медленно «кипеть»: тяжелое опускалось вниз, легкое поднималось вверх. В центре Земли стали скапливаться самые тяжелые элементы, в основном железо.

Английский геофизик С. Ранкорн решил, что поначалу, при маленьком ядре, медленные течения в мантии Земли приобрели вид, изображенный на рисунке. С одной стороны, у северного полюса, они были направлены снизу вверх. Здесь, у земной коры, «струи течений» поворачивали и устремлялись через всю Землю, вдоль ее поверхности, к южному полюсу, у которого поворачивали снова вниз, к ядру, и конвективная общепланетарная ячейка замыкалась. Круг повторялся снова.

Расслаиваясь, Земля выделяла из себя самые легкие вещества, которые поднимались небольшими порциями к поверхности там, где выходил из недр главный поток. Поток устремлялся вдоль меридиана к южному полюсу и соответственно угонял комочки легких силикатных пород. Но у южного полюса цикл разрывался: легкие комочки не могли утонуть в более тяжелой мантии. Они оставались на поверхности, накапливались. Так вблизи южного полюса скопились большие массы легких пород, пена земного котла; возник праконтинент Пангея.

Время шло, континент рос, но росло и ядро Земли. В какой-то момент оно выросло настолько, что стало мешать свободной конвекции мантии: главный кругооборот разорвался на несколько более мелких конвективных ячеек. Пангею перерезала гигантская трещина. Суша разделилась на два континента - Лавразию и Гондвану. Это случилось в конце триаса - ранней юре, 180- 200 миллионов лет назад. Потом ядро выросло еще, конвективные ячейки стали еще дробнее, мельче. И вот в юре раскалываются Лавразия и Гондвана: первая - на Северную Америку и Евразию, вторая - на два куска: Южную Америку с Африкой - и все прочее. От этого прочего отделился и поплыл на север Индостанский субконтинент. Примерно в это же время - в конце юры, сто тридцать пять миллионов лет назад,- раскололась единая глыба Африки с Южной Америкой и начался рост Атлантического океана. К началу кайнозоя Атлантика была уже солидным водоемом, но Гренландия, Северная Америка и Евразия еще составляли единое целое. Здесь формировался свой животный мир (мир плацентарных млекопитающих).

В этот же момент и Австралия с Антарктидой были еще едиными. Именно в Антарктиде зародился запасной вариант эволюции млекопитающих - сумчатые. В какой-то момент к единому материку Антарктиды и Австралии снова ненадолго присоединилась Южная Америка. Потом Южная Америка опять отделилась от Антарктиды и в третичном периоде присоединилась к Северной Америке. Эти непостоянные связи Южной Америки хорошо проявились в удивительной пестроте животного мира этого континента. Собственная ветвь эволюции - низшие плацентарные «неполнозубые» млекопитающие (броненосец, муравьед, ленивец) смешались здесь с сумчатыми (сумчатая крыса опоссум) и северными, негондванскими млекопитающими, например с родственницей верблюда ламой, древним слоном мастодонтом (карфагеняне или римляне, доплыви они случайно до Южной Америки, еще могли бы на него поохотиться).

И вот сейчас конвективные ячейки образуют современный рисунок карты мира. Пятьдесят тысяч километров - такова протяженность системы рифтовых долин земного шара. На дне океана эти долины связаны со «срединными» океаническими хребтами. (Правда, только в Атлантике и в Красном море этот хребет действительно расположен посредине.) Здесь, в этих долинах, из недр земных идет повышенный поток тепла: все говорит о том, что сюда направлен снизу восходящий ток конвективной ячейки. Втискиваясь в трещины рифтовых долин, подкоровой материал застывает в виде черных базальтовых хребтов, расталкивает края трещин. А повернувший отсюда по горизонтали поток движется под дном океана, ныряет под материк, отодвигает от трещины гигантскую плиту - материк плывет вместе с прилегающим участком океанического дна.

Стройная и захватывающая дух картина. Но есть в ней и изъяны. Первый: геологи никак не могли согласиться с тем, что Пангея - пусть она даже и существовала в пермокарбоне - была «от века». Современную Евразию, например, они всегда делили и делят на ряд древних платформ, аналогичных индостанской или австралийской. Евразия - это мозаика древних небольших континентов: Русской платформы, ЗападноСибирской, Восточно-Сибирской, Китайской, Казахстанской, северо-восточного участка суши (который, кстати, ограничен отнюдь не Беринговым проливом - его геологическая граница с Америкой скорее пересекает перешеек полуострова Аляска). , Палеомагнитные данные подтверждают: эти платформы были независимы в прошлом.

Выходит, пермотриасовая Пангея - это случайность, миг в огромной истории Земли. И не единственный - многое говорит за то, что таких пангей было несколько, только составляющие осколки комбинировались по-иному. Континенты всегда двигались, перегруппировывались, перекраивая географию планеты. А как же быть с медленным разогревом планеты,-с перестройкой конвективных ячеек? Да, это серьезный аргумент против самой основы рассуждений Ранкорна. Ядро почти с самого начала, возможно, было большим, значит, Земля в самом начале была все-таки горячей... Луна, верный спутник Земли с начала времен, как установлено американскими учеными еще в эпоху полетов Аполло, была разогрета около четырех миллиардов лет назад (возраст Земли и Луны - около 4,5 млрд лет) настолько, что у нее было жидкое ядро, подобное земному, и соответственно сильное магнитное поле. С тех пор Луна только остывала (и через полмиллиарда лет потеряла магнитное поле). Земля тоже остывала, но с какого-то момента остывание уравновесилось выделением тепла от распада радиоактивных элементов и действия приливных сил.

И еще изъян. От океанических хребтов кора растекается. От срединного Атлантического и от юго-восточной, например, части Тихоокеанского - тоже. Оба хребта - по обе стороны, на равном расстоянии от Южной Америки. Выходит, они давят на нее одинаково с двух сторон? Причем от Тихоокеанского хребта дно течет даже быстрее, чем от Атлантического. Мы же говорим о дрейфе Южной Америки от Африки, о расширении Атлантики. Что же происходит с Тихим океаном? Дно его расширяется, а сам он сужается! Как это может быть? И вот на горизонте появляется новая мобилистская теория - теория пластин, или литосферных плит. За границей ее разрабатывали и пропагандировали видные ученые француз X. Ле Пишон, американец У. Морган, англичанин сэр Эдвард Буллард. У нас ее поддерживали тектонисты члены-корреспонденты Академии наук СССР П. Кропоткин и В. Хайн. Они и представляли новую тектонику общему собранию отделения геологии, геофизики и геохимии Академии наук СССР 29 февраля 1972 года.

Не лоскуты, а ломти!

Главное отличие нового мобилизма от старого: движется не земная кора (очень уж она тонка и хрупка для того, чтобы без поломок ползти по твердой верхней мантии лоскутами многотысячекилометровой длины и ширины). Движутся литосферные плиты, то есть кора с верхним слоем мантии,- ломти примерно стокилометровой толщины. Движутся не по поверхности Мохоровичича, разделяющей всего лишь две фазы твердого вещества - кору и верхние горизонты мантии, а по вязкому пластичному слою, открытому в мантии в середине XX века, - астеносфере. В астеносфере литосферная плита поистине плавает, и ничто не мешает ей двигаться, подобно льдине, по воле астеносферных течений.

Плиты раздвигаются. У каждой пары плит - свои полюса расширения, не обязательно совпадающие с земными полюсами вращения

Второе отличие: плиты астеносферы движутся не как попало, а в строгом соответствии с шарообразностью Земли. Легче всего это пояснить на примере расширяющегося Атлантического океана. Структура этого океана тянется чуть ли не от полюса до полюса. И в соответствии с этим расположением раздвигаются его края: быстрее всего расширение идет вблизи экватора, медленнее - у полюсов. Получается, что у пары раздвигающихся пластин есть как бы свой экватор расширения и соответственно полюса расширения - там, где сходятся восстановленные от экватора меридианы-перпендикуляры.

Немного избитая, но необходимая аналогия: представьте себе апельсин, кожура которого нарезана лепестками, по «меридианам», от полюса до полюса. Для простоты нужно убрать пока все лепестки, кроме двух соседних. Они-то и будут изображать собой пластины литосферы. Лепестки можно раздвигать так, чтобы концы продолжали оставаться на полюсах. Между ними образуется «океан» в виде сектора, отдаленно напоминающий Атлантический. Конечно, реальные пластины вовсе не похожи по форме на эти идеальные лепестки: их края изломаны, а концы - там, где должны быть полюса,- «обломаны». Полюса оказываются вне плит. Тем не менее движение плит происходит так, как будто полюса не обломаны, дольки раздвигаются, «опираясь» на эти мнимые полюса.

Только у атлантической пары пластин эти полюса расширения близки географическим (но не вполне совпадают с ними!) У остальных полюса расположены в самых неожиданных местах. Но это всегда полюса, то есть их можно мысленно соединить осью - прямой, проходящей через центр планеты!

Интересно то, что происходит на границах пластин. Ведь каждая пара бесконечно раздвигающихся ломтей существует не в пустом пространстве - их теснят другие плиты, покрывающие поверхность планеты без малейших зазоров. Даже для пластин, отодвигающихся друг от друга, этот процесс происходит не безболезненно. Неровная линия срединного Атлантического хребта, от которого эскалатором в обе стороны растекается дно океана, иссечена поперечными трещинами-уступами, похожими на зубцы. Вдоль этих трещин уступы должны проскользнуть, а это трудно: отвердевшие уже края литосферной плиты сопротивляются, не скользят. Накапливается напряжение - потом толчок: вдоль всей системы «срединных» океанических хребтов непрерывно идут землетрясения...

Плиты сталкиваются. Может столкнуться более тонкая плотная океаническая плита с материковой. Именно это и происходит на юго-восточном берегу Тихого океана. Американская

Плитотектоника: а) пермотриас, двести пятьдесят миллионов лет назад. Ни Атлантики, ни Индийского океана пока нет и в помине, Пангея! Несколько необычные очертания ее будущих

осколков-континентов получились из-за того, что их современные границы взяты не на уровне моря, а по линии глубин в тысячу морских саженей (1820метров); б) двести миллионов лет назад.

Конец триасового периода, Пангея раскололась на Лавразию и Гондвану, а последняя успела распасться на три части. Стрелки показывают движения, которые начинались в триасе и установились в юре; в) конец юрского периода, сто тридцать пять миллионов лет назад. Индия как бы по рельсам движется к

Лавразии; г) конец мела, начало кайнозоя, шестьдесят пять миллионов лет назад. Индия все еще плывет. Гренландия только начала отделяться от Европы. Южная Америка временно воссоединилась с Антарктидой и Австралией плита движется вперед, в Тихий океан, медленно, но мощным фронтом материковой литосферы. Юго-восточная тихоокеанская небольшая плита течет быстрее, но она тоньше, плотнее, тяжелее. А потому именно она уступает дорогу - ныряет под материковую плиту. Правда, на дне океана скопилось несколько сот метров осадков, легких, рыхлых, они не могут втиснуться под край континента и «утонуть» в мантии. Край материковой плиты частично соскребает осадочный слой, который громоздится узкой полосой вдоль края континента. Так вырастают самые удивительные горы планеты - узкие, высокие и необычайно длинные Кордильеры. Часть же осадков вместе с лентой транспортера океанского дна уходит в мантию, где тонет, расплавляется. Именно в результате такого процесса на дне океана нет слишком древних осадочных слоев.

д) современность. Стрелки показывают современные движения плит; е) прогноз. Австралия почти соединится с Индокитаем. Расширятся Ледовитый и Атлантический океаны. Африканский рифт станет морем. Калифорнийский залив оторвет от Северной Америки Калифорнию. «Усы» подводных вулканов в Южной Атлантике трассируют рассекание дна

Но представим себе, что океаническая плита несет в себе вмороженный обломок материковой литосферы. Вот весь океанический край «подлез» под встречную материковую плиту, взгромоздил хребты осадков. Но это не все: начинается материковая кора. Как будут вести себя равноправные литосферные ломти? Ответ дает нам Индия. Именно она подошла вслед за своим «океаническим авангардом» к Евразии совсем «недавно», в разгар третичного периода. Столкнулись два материка. И Гималаи (уж, вероятно, не маленькие, вроде нынешних Кордильер) вздыбились еще больше, ибо глыбами и складками торосилась уже огромная масса смятых краев материковых литосферных плит.

Новая планетарная тектоническая теория позволяет взглянуть в будущее и увидеть продолжение этих процессов в ближайшие десятки миллионов лет. Африканская плита включает в себя Средиземное море. Она наступает на Европу своим океаническим авангардом (ведь Средиземное море - это остаток почти полностью закрытого наступлением Африки и Индии древнего океана Тетис) и громоздит впереди себя горы - Альпы. Рано или поздно Африка сама подойдет к Европе, и на месте Альп вырастет еще более могучая горная страна типа Тибета. Средиземное море исчезнет.

Можно сделать и другие прогнозы: ведь направление движения большинства плит выяснено. Как некогда Индия, врежется с юго-востока в Азию Австралийская плита - здесь тоже вырастут колоссальные горы. Еще больше станут Атлантика, Индийский океан. Имеют «перспективу роста» Ледовитый оке ан, Красное море (по мнению многих ученых, это тоже океан в зародыше). А вот Тихий океан будет еще долго сокращаться. Его дно тоже растекается от океанических хребтов, но он борется «неравным оружием». В составе его плит нет «пробойных» материковых кусков. Вся литосфера этого океана будет подтекать под край Америки, под островные дуги восточной части океана, исчезая в недрах планеты.

Но так будет лишь до тех пор, пока Южная Америка не «доплывет» до океанического хребта. Небольшая уже сейчас плита юго-востока Великого океана исчезнет. Южная Америка надвинется на хребет, то есть на то место, где текущая из глубин астеносферы восходящая струя материи растекается под литосферой на запад и восток. Долго ли будет выдерживать плита Южной Америки раздирающее усилие внугриземных сил? В какой-то момент материк может расколоться вдоль: тогда западная его часть продолжит свое путешествие в Тихий океан, а восточная тронется «обратно». Возможно, она снова, как во времена Гондваны, воссоединится с Африкой.

Да и сама Африка не останется неизменной. Ее восточная часть уже попала на раздирающий ток из земных недр. Великие Восточно-Африканские разломы отрывают от этого континента большой кусок. Здесь может возникнуть новый морской бассейн. Соединившись с неуклонно растущим уже Красным морем, этот рифт может вырасти в новый океан...

Теория плит удовлетворяет главному требованию, предъявляемому к настоящей теории: она помогает видеть будущее.

Так, вечно кружась вокруг своих полюсов вращения, движутся земные пластины. Так они двигались, рождая и закрывая океаны, с незапамятных (для геологических и палеонтологических методов исследования) времен, так они будут двигаться еще сотни миллионов лет. Даже одна установившаяся система течений в астеносфере обеспечивает нескончаемое многообразие возможных географических обликов планеты, вариантов расположения материковых и океанических структур. Время будет стирать горы - следы прошлых столкновений пластин, но новые столкновения будут громоздить новые горные цепи.

Споры эпохи молодости автора этой книги далеко позади. Теперь спутники постоянно меряют и засекают с помощью лазеров движение литосферных плит. Обычно этот процесс идет со скоростью 6 - 8 см в год.

Теория и практика

...Черные скалы, белые скалы, яркое сентябрьское солнце, темно-зеленые пятна кедрового стланика на ярко-зеленом фоне поросшего бамбуком северного бока вулкана Менделеева. Курилы! На скалах - желтые налеты, и сотни дымов колеблются в воздухе, а в дыму, подобные грешникам в аду, - двести геологов, рассыпавшихся по склонам узкой расщелины. Они колотят молотками по выходам серы и колчедана: для них эти кусочки - и сувениры, и нужные для работы образцы...

Таким, по необходимости экзотичным, было окончание VI Всесоюзного металлогенического совещания, начавшегося во Владивостоке. Был сентябрь 1971 года. Только что закончилась ассамблея Международного геодезического и геофизического союза, где тектонике плит было уделено особое внимание. Впереди было февральское общее собрание отделения геологии, геофизики и геохимии Академии наук, которое сочло разработку проблем глобальной тектоники срочной и необходимейшей задачей советских геологов. И приближение такого общего собрания уже чувствовалось. Но только не на заседаниях металлогенистов, геологов-практиков, на деле планирующих и осуществляющих поиск металлов - основы основ экономики и промышленности.

Ни одна прогнозная карта из демонстрировавшихся на совещании, ни один доклад не были основаны на теоретическом фундаменте мобилизма. А упоминание о нем, о главном предмете спора, если и было, то либо безразличное, либо почти враждебное. Дескать, это спор оторванных от практики, от жизни кабинетных ученых...

Тихий океан. Не случайно на его берегах было организовано VI металлогеническое совещание - главной темой его как раз и был тихоокеанский рудный пояс. И не случайно в возражениях противников Тихий океан упоминался особенно часто. Металлогенический прогноз, и весьма успешный, по берегам этой огромной чаши геологи часто строят на основе поразительного сходства основного набора геологических структур и полезных ископаемых на Чукотке и в Мексике, в Приморье и Боливии. Тихий океан с его огненным кольцом, с его рудными дугами - это единая система! Так говорят металлогенисты, и их слова подтверждаются все новыми и новыми открытиями, совершенными «по аналогиям». Скопления олова, золота, вольфрама и других бесценных даров Земли как бы зеркально отражаются и обнаруживаются на противоположных сторонах океана.

Вот почему тихоокеанские геологи-практики так восставали против нового мобилизма, который делит океан и его берега на несколько плит, живущих каждая своей жизнью. Мобилисты разбивают единую металлоносную планетарную «тарелку» Тихого океана, жалуются они. Откуда же тогда черпать уверенность в правильности наших прогнозов?

Нужно сказать, что отрыв «высокой», теоретической, геологии от повседневной, практической, поисковой произошел не сегодня. Связи если и были, то достаточно односторонние - от практики к теории. Совокупность каких-то данных по какому-нибудь району как будто позволяла иногда отдать предпочтение какой-нибудь планетарной гипотезе. Но уже соседний район давал другие данные, а иногда коллега иначе видел тот же материал, и начинались многолетние стычки и споры, которые... никак не отражались на практике. Руды-то нужны, их надо было находить. Их и находили, опираясь на интуицию, на местные выясненные, но так и не объясненные закономерности расположения земных слоев, гор, опусканий, на геохимические и географические особенности ландшафтов, геофизическое «просвечивание» недр.，

Ситуация была почти как... в животноводстве или растениеводстве до нынешней генетико-биохимической революции. Ученые-селекционеры чувствовали, в каком направлении надо работать, чтобы получить нужный сорт или породу, но объяснить механизм, который управляет этим процессом, они или не могли вовсе, или объясняли неправильно. И все же подлинная революция в сельском хозяйстве стала возможна только сейчас, когда теоретические основы заложены прочно.

Примерно к такому же рубежу, на взгляд многих ученых, подошли в конце XX века науки о Земле. Все ценные месторождения, лежавшие на поверхности, выработаны или будут выработаны в ближайшие десятилетия. Скрытые от глаз, но поддающиеся нехитрому поиску «по аналогии», по местным, не планетарным закономерностям залежи быстро разведываются, разбуриваются, вступают в оборот, но и им конец тоже виден. А ведь темпы научно-технического прогресса все возрастают. Скоро понадобится не добывать, а черпать богатства земных недр, как выдуманный А. Толстым инженер Гарин черпал для своих личных нужд золото. Для этого надо идти в глубь Земли, и вот тут-то остро нужна единая планетарная теория, которая позволит точно высчитывать, где и сколько нужных человеку элементов лежит в толще нашей планеты. Тектоника плит как будто похожа на такую еще пребывающую во младенчестве будущую единую всеохватную теорию.

Но Тихий океан? Как будут решены эта и многие другие проблемы, остро вставшие на пути новорожденной теории?

Да, берега Тихого океана геологически схожи, Но сходство ли это по единству происхождения? Не проявляется ли в нем некий параллелизм в эволюции неживой материи? О параллелизме и конвергенции, сходстве не от родства, а от общности условий для развития будет много говориться во второй половине этой книги, когда пойдет речь о силах и законах биологической эволюции. И вот, оказывается, та же проблема различения генетического родства от сходства по условиям формирования стоит и перед исследователями твердой Земли. Большинство месторождений руд по периметру океана - молодые, они образовались на грани кайнозоя и мела, когда Тихий океан существовал уже в нынешнем виде. И все его океанические плиты, как и сейчас, подтекали одинаково по всем берегам под континентальную кору окраин. Не может ли самый тип такого движения порождать сходные результаты в разных, не связанных родством происхождения геологических структурах? Полифилия в мире геологических сил...

Самолет летит над тайгой. Летит часами, часто меняя курс, садится, заправляется, снова летит. В его фюзеляже точные приборы, фиксирующие радиоактивность горных пород, над которыми он курсирует. Приборы настолько точны, что определяют характер этой радиоактивности. Особенно интересуют геологов скопления радиоактивного изотопа калия - ⁴⁰К. По ряду геохимических причин с калием связаны месторождения золота. Так могут быть обнаружены новые золотые месторождения...

А 29 февраля в Москве, на высоком совещании, завершившемся большим успехом мобилистов, их противники много говорили о проблеме калия - о ее неразрешимости с точки зрения тектоники плит. Дело в том, что, по некоторым данным, недра Земли довольно бедны калием; эта бедность проявляется и в океанической коре, где много натрия. А вот в составе континентальных пород необычайно много калия. На границах континентального и океанического типов коры, например на Курилах, можно заметить быстрое возрастание содержания калия в изверженных породах от внешних, близких к океану, вулканов к внутренним, более близким к континенту.

Ученые подсчитали: для того чтобы собрать нужное количество калия, мантия должна быть опустошена от этого элемента на глубины до тысячи пятисот километров! А вот океанические пластины почему-то калия из мантии не собирают. Такую разницу можно объяснить, по мнению противников мобилизма, только коренным глубинным различием между мантийными недрами под материками и океанами. То есть корни материков уходят столь глубоко, что ни о каком плавании их не может быть и речи. Пока неясно, как выпутается мобилизм из этого положения, но проблема калия весьма серьезна.

Интересно, что многие вчерашние фиксисты примирились с мобилизмом лишь после того, как мобилисты увеличили толщину плывущих плит. До 1968 года в построениях мобилистов плавала кора, то есть пяти-, шестикилометровый слой в океане и тридцати- шестидесятикилометровый - континентальный. Фиксистам это не нравилось: слишком явно они видели на континентах преобладание вертикальных токов вещества, вертикальных движений. Сейчас же толщину континентальных движущихся плит ученые доводят чуть ли не до двухсот километров. В такой, пусть движущейся, подушке может работать весь прежний привычный для континентального геолога набор вертикальных движений. Можно сказать, что в новом мобилизме сошлись крайности. Для планеты в целом - мобилизм, внутри плит - чуть ли не фиксизм. Исключение - так называемые горячие точки и плюмы, выходы на поверхность глубинных восходящих, вертикальных фонтанов мантийного вещества. Они действительно преобладают. Где-то они задают движение колес циркуляции, как задают конвекцию в комнате батареи отопления. Где-то прожигают движущиеся над ними плиты цепочкой вулканов.

Есть некое объединяющее начало и в самой идее плит. По классическим воззрениям Э. Зюсса, земная кора состоит из больших, спокойных в тектоническом отношении платформ, охватывающих как континенты, так и океаны. Лишь между этими платформами, на границах - узкие активные области. Мобилизм прежний, вегенеровский, как будто противоречил этим воззрениям (кора континентов и океанов различна!). Новый возвращается к ним на новом уровне. Литосферные плиты - это как раз те самые платформы. Плиты примиряют вчерашних противников и в другом: кора под океанами и на континентах устроена действительно по-разному, но геологические единицы, плиты-платформы,- это не кора, а литосфера, которая, хотя и различается несколько под океаном и континентами, все же представляет собой нечто более единообразное, близкое к старым, зюссовским воззрениям на кору планеты. Как долго продлится торжество идей новой глобальной тектоники? Как она будет видоизменяться в ближайшие годы, десятилетия?

Закончить рассказ о новейшей революции в геолого-географических науках мне бы хотелось высказыванием выдающегося геолога Дж. Геттона:

Колеса земного механизма. По малому кругу

Двести лет геологи спорили, какие движения в Земле главные - горизонтальные или вертикальные. У написавшего эту книгу были крупные неприятности, когда он, молодой и не обученный правилам советского академизма, осмелился робко написать в научно-популярном журнале, что и горизонтальные движения в истории Земли могли играть и сейчас играют какую-то роль. Из весьма важного учреждения при Президиуме Академии наук пришлось срочно увольняться. Через пятнадцать лет после этого одного моего знакомого, уже и не столь уж молодого, по этой же причине уволили из МГУ. Справедливости ради: и там и там был один и тот же начальник, член-корреспондент этой самой Академии, а остальные вроде даже и сочувствовали втихомолку.

а) Марс - обнаженная, мало измененная эрозией и временем модель геологической истории нашей Земли, мечта геолог а-тектониста. Это - снятые европейским орбитальным зондом Mars Express 26 мая 2004 г. каньоны Tithonium Chasma (Бездна Тифона) и Ius Chasma, часть системы Долин Маринера, нечто совершенно необычное для глаза землянина. Глубина «бездны» местами до 10 километров, ширина - десятки километров. На снимке видно, что дно каньонов покрыто какой-то темной породой. Возможно, это магма, океаническая кора, начавшая «раздвигать континенты». В нижней части снимка: два каньона сходятся в одну впадину шириной около 120 километров;

б) Еще одна «бездна» неподалеку. Примерно так выглядел бы на Земле, скажем, Атлантический океан, вскоре после раскола Гондваны, не действуй на Земле интенсивнейшая эрозия и если бы не было воды...

Чтобы читатель почувствовал всю нелепость этого «спора», попробуем представить себе этот же спор, но между, например, метеорологами. Один, допустим, утверждает, что главное в атмосфере - это ветер. Он дует всегда по горизонтали, вдоль поверхности Земли, и все это знают. А другой возражает: нет, главное - это восходящий поток теплого воздуха. Он всегда дует вверх, а ветер - это так, малозначащий побочный эффект. На самом деле нет даже предмета спора. Речь идет о цикле, о круге обращения, о конвекции. Восходящий поток не может уходить беспредельно в космос, он переходит в горизонтальный ток воздуха на большой высоте. Где-то есть и нисходящий ток, который у поверхности Земли поворачивает на горизонталь и дует в виде ветра оттуда, где «столб атмосферы» (то есть атмосферное давление) больше, гуда, где он ниже. Круг замыкается и повторяется бесчисленное число раз (хотя и всякий раз несколько по-другому), о чем мудро сказал и царь Соломон в знаменитом Екклезиасте. Гак же, по кругам большим и малым, все течет и в гидросфере, в океане.

Здесь показано расположение структур предыдущих рисунков в системе Долин Маринера на поверхности Марса. Многие оспаривают «плитотектонические спекуляции» геологов по поводу этих зияющих шрамов на красной планете, видя в них следствие удара крупного космического тела. Этот спор очень похож на споры по поводу многих событий истории Земли.

На самом деле скорее всего могло быть, как и на Земле, и то и другое: космические удары подстегивают и инициируют внутренние геологические процессы на планетах. Геология как проявление жизни космоса

Природа состоит из больших и малых круговоротов вещества. Каждая частица воды проходит полный круг обращения между сушей, рекой, океаном, облаком и дождем в среднем за 10- 100 дней. Но это - в среднем. Летом быстрей, зимой дольше. Попав в океанские глубины, та же частица воды оказывается в условиях гораздо более медленных перемен. Ее круговорот может оказаться длительностью и в годы - в системе океанических течений типа Гольфстрима, и три тысячи лет, где-нибудь на многокилометровой глубине. Частица воды, фонтанирующая из гейзера на склоне настоящего вулкана или из кратера грязевого вулкана, замкнула круг обращения, возможно, длившийся и сотни тысяч, и миллионы лет. .

Вода - лишь один из великого множества минералов нашей планеты. Глядя на клубы пара, окутывающие вершину настоящего, большого вулкана во время настоящего опасного извержения, с потоками лавы и тучами пепла, следует задать себе вопрос, что мы видим. Все эти вулканические бомбы, эта лава из вулканического очага на многокилометровой глубине, этот пепел, эта вода, наконец, они - что, сейчас на наших глазах только впервые родились на белый свет? Есть такое даже словечко у вулканологов - ювенильная (вода, горная порода), то есть как бы впервые родившаяся из таинственных подкоровых глубин. Давно не слышно этого слова... А может быть, эти атомы (или молекулы)- просто участники еще одного ритма нашего мира, еще одного, и далеко не первого, круга циркуляции, большая часть которого, правда, пока скрыта от наших глаз и приборов, но ведь и царь Соломон не видел, где поворачивает ветер на круги своя, но нисколько не сомневался, что где-то это происходит, не может не происходить.

Впервые о том, что из вулканов изливаются отнюдь не только «первичные вещества», а и такие, что в той или иной степени уже были частью земной коры, земной поверхности, например океанского дна, геологи робко и неуверенно заговорили лет тридцать назад, когда рождалась плитотектоника, представление о конвейере океанской литосферы, заталкиваемой в мантию в районе вулканических островных дуг по окраинам океанов, под торосами Кордильер, вздыбившимися на восточном, американском берегу Тихого океана. Находили косвенные геохимические подтверждения этим теоретическим догадкам.

Но время шло. Сейчас по всему миру замерены содержания в продуктах вулканических извержений бериллия-10, радиоактивного изотопа с очень подходящим периодом полураспада, около 1,6 миллиона лет, изотопа, которого просто не может быть в «эндогенных», исконных, никогда не побывавших на дневной поверхности веществах. Почему не может быть? Да потому что этот изотоп образуется в атмосфере только при ее обстреле космическими лучами, то есть заряженными частицами довольно больших энергий, которым в глубине Земли просто неоткуда взяться. Космические лучи в значительной своей части задерживаются радиационными поясами, а точнее геомагнитным полем Земли. Ими поэтому усиленно занимаются палеогеомагнитологи. В отложениях некоторых озер, например, они находят слои, где содержание этого изотопа гораздо больше, чем сейчас. Это означает, что найдена эпоха с сильно ослабленным или даже практически отсутствующим геомагнитным полем.

Подробнее об истории геомагнитного поля рассказано в другой главе этой книги. Здесь же важно подчеркнуть, что бериллий-10- абсолютно беспристрастный и очень точный свидетель: эта изверженная из вулкана порода на столько-то процентов состоит из осадков древнего океанского дна (сколько на океанском дне в глубоководном желобе, то есть в месте заталкивания, в среднем собирается бериллия-10, известно). Процент невелик, но и не равен нулю, но ведь и в составе, в толще литосферной плиты, затолкнутой когда-то в мантию, осадков было относительно немного. Результат: как правило, в лавах и выбросах вулканов есть определенный процент веществ, побывавших уже на поверхности земли раньше, бывших когда-то и донным илом и живыми организмами. Впрочем, почему «когда-то»? Можно и посчитать, когда. Плита заталкивается в мантию со средней скоростью около 5 сантиметров в год. На глубину 100 километров (а в среднем с этой глубины черпают из тонущей бывшей океанической литосферы материал для своих извержений вулканы островных дуг и Кордильер) осадки океанического желоба проходят путь примерно 150 километров (плита погружается под углом). 150 км : 5 см/год = 3 миллиона лет. Наверх, в вулканическое жерло, на волю, путь не близкий, но гораздо быстрей, он проторен. Итак, три миллиона лет - и завершен малый круговорот вещества через мантию и вулканы. Пропущенное через это горнило бывшее дно океана участвует в строительстве вулканических островов, горных цепей, наращивает континентальные окраины, образует месторождения полезных ископаемых.

Уже давно геологи заметили, что месторождения руд металлов по берегам Великого океана расположены узкими полосами параллельно берегам, причем эти полосы расположены как бы рядами, «кольцами», и в каждом следующем кольце встречаются другие руды металлов. В целом для обрамления Тихого океана от берега в глубь континента характерна такая последовательность руд: ближе всего к океану - железо, ртуть, медь (иногда с золотом и молибденом), дальше - свинец, цинк, серебро и, наконец, олово, опять-таки с молибденом.

Представим себе транспортер, движущийся издалека и долго, на ленте которого насыпана тонким слоем металлическая пыль. Там, где транспортеру надо заворачивать вниз, в недра механизма, приводящего его в движение, стоит щетка, счищающая пыль (чтобы она не попала в движущиеся шестерни). Ясно, что, чем дольше движется транспортер, тем богаче «месторождение» металлической пыли, скопившейся у щетки, даже если на самом транспортере этой пыли будет совсем мало.

Что же есть там, на дне океана, на ленте нашего транспортера? Не так уж и мало. Миллионы тонн железомарганцевых конкреций, их неустанно выделяют из морской воды колонии морских бактерий, еще кое-что. В колоссальных толщах осадков масса органического вещества, потенциального сырья для производства углеводородов, то есть нефти, да и просто морской воды, в которой, как известно, растворено все, что нужно человеку, вплоть до золота. Просто еще не научились так обрабатывать морскую воду, чтобы выгодно было это из нее извлекать.

Примерно так действуют зоны пододвигания транспортеров океанических плит под окраины Тихого океана. Как бы мало ни несло на себе океаническое дно конкреций с высоким содержанием металла, после того как оно завернуло в глубину и стало медленно наклонно погружаться под материк, на определенной глубине те или иные вещества будут или расплавлены, или растворены окружающей мантией. Ну а поскольку над зонами погружения плит всегда есть восходящие струи газов и потоки расплавов, частично выносящие по трещинам погрузившиеся вещества к очагам вулканов, то в некоторые из этих потоков вовлекаются и руды, соскребаемые с ленты океанического дна, выжимаемые из морской воды. Конечно, тут надо иметь в виду и материал самой «транспортерной ленты», пододвигающейся плиты, родившейся за десятки миллионов лет до этого в районе срединно-океанического хребта, в результате тамошней и тогдашней вулканической деятельности. Эта бывшая вулканическая порода снова перерабатывается в зоне субдукции, под сдвигания, в ней уже есть прослойки и сгустки тех или иных веществ, которые снова проходят стадии плавки, обогащения, разных химических реакций, растворения в горячих водах, гидротермах вулканических недр. И таких веществ много, их больше, чем тонкого слоя осадков морского дна.

Американский геолог Р. Силлитое заметил, что в Северной и Южной Америке последовательность месторождений руд металлов от берега в глубь континента связана очень простой зависимостью с тем, на какой глубине в данном поясе проходит пододвинутая под континент плита. Каждая следующая группа металлов (и золото в их числе), «снимается» с более глубокого участка конвейера, вот и все. Впрочем, не все, и там есть свои сложности. Геолог заметил: в некоторые эпохи с «конвейера» поступало много руд, в другие - меньше, и это, очевидно, связано с тем, сколько полезных веществ выпало (с помощью бактерий или самостоятельно) на движущееся дно океана (вариант: зародилось в толще океанической плиты в предыдущую вулканическую фазу).

Так или иначе, но геологи уже пробуют направлять поиск новых месторождений, руководствуясь новым прогностическим признаком. Силлитое проследил очень похожие последовательности месторождений везде, где происходит или происходила субдукция - пододвигание океанического дна. Медно-порфировые руды очень схожего генезиса есть в Румынии, Ираке, Пакистане (там проходили островные дуги древнего океана Тетис, от которого сегодня нам осталось одно воспоминание в виде Средиземного, Черного и Каспийского морей), в Кордильерах, на Тайване и на Новой Гвинее. Силлитое предсказал открытие таких же комплексов руд в Турции, на островах Фиджи и на Окинаве (прогноз подтвердился почти сразу). Дальше в прогнозе перечисляется еще целый ряд стран, где пока больших запасов не обнаружено, но они должны быть, - это острова Индонезии и Филиппин, Алеутские, Камчатка, Новые Гебриды, Бирма, Таиланд, Греция, Афганистан, Марокко, Алжир.

Это все ныне действующие или недавно действовавшие зоны пододвигания.

Ученые давно заметили, что вулканы островных дуг, расположенные ближе к линии поворота литосферного транспортера вниз, а значит, и собирающие свою дань с меньшей глубины наклонно падающей под континент плиты, обычно более, «взрывные», чем их собратья посреди океана. Это означает, что в них гораздо больше «легких составляющих», газов, а среди газов на первом месте, конечно, перегретый водяной пар. Тысячи, миллионы тонн воды, около 4 весовых процентов всех извергаемых этими вулканами веществ. В основном это, видимо, захваченная тонущей плитой морская вода.

На Марсе нет океанов. Но ученые уже обнаружили в одном месте близ экватора структуру, в точности напоминающую земную океаническую окраину, с типичным «океаническим» желобом, холмистой абиссальной равниной, с одной стороны, полоской «окраинных морей» и волнами вулканических «островных дуг» - с другой. И если когда-то на Марсе действительно были океаны, то изучая продукты извержений марсианских вулканов, можно будет, в какой-то степени, получить представление о его составе и даже о том, была ли в этом океане жизнь. Остатки всего этого, вовлеченные в систему внутренних конвективных потоков в теле Марса, никуда не делись.

На пограничной заставе острова Кунашир нас, группу участников геологической конференции, пустили купаться в горячий бассейн, непрерывно пополняемый из недр вулкана Менделеева вулканическими водами. На вкус вода напоминала чай с лимоном - это из-за обилия (впрочем, в данном случае - в безопасных для купальщиков концентрациях) соляной кислоты в этих водах. Соляная кислота состоит из атома водорода и атома хлора. Хлора и в чистом виде много в продуктах извержений наших камчатских и курильских вулканов. Сегодня уже мало кто сомневается: этот хлор в значительной степени - из растворенной в морской воде поваренной соли, натриевой соли этой самой соляной кислоты.

А органическое вещество, остатки самых разных организмов, раковин, кораллов, известняков? Это же миллионы тонн простых и сложных соединений, главный элемент в которых - углерод. Все вулканы извергают огромное количество углекислого газа, главного переносчика углерода в великом круговороте этого элемента.

Геологической сенсацией начала 90-х годов стал небольшой камень, найденный в каменоломне Дункельштайн («темный камень») в 60 километрах западнее Вены и тщательно исследованный немецкими геологами Бекером и Альтхерром. На вид и отчасти по содержанию это был мрамор, но необычный. Он был пропитан всякими минеральными добавками, в том числе кварцем, и включениями, например гранатом. Гранат, некоторые другие добавки, особенности структуры показывали, что образец испытал воздействие колоссальной температуры, больше тысячи градусов. Но не распался, не расплавился, поскольку высокая температура была уравновешена огромным давлением, которое, по расчетам геологов, может быть на глубине не менее 100 километров, в верхней мантии Земли. Обломку мрамора как-то особенно повезло, когда-то (340 миллионов лет назад), в пермском периоде, его вынесло на поверхность, по-видимому, очень быстро, в ходе бурного вулканического извержения, возможно взрыва, и при этом он тоже ухитрился сохраниться. Мрамор - это метаморфизованный известняк, карбонат, он образуется и из раковинок древних организмов, и из кораллов, и из коллективного скелета сине-зеленых водорослей, в общем, обязательно и только из скелетных остатков жителей океана. В те времена здесь существовала островная вулканическая дуга типа современных Курил (где, правда, выброшенных вулканом мраморов еще не находили). Там тоже задвигалась наклонно в мантию тонущая океаническая плита, и вулканы собирали с ее поверхности то, что там откладывалось в течение десятков миллионов лет за время ее существования в роли морского дна.

Непостоянство магнита земного

В первой главе, служившей по совместительству прологом к этой книге, вы побывали вместе с автором в балке геомагнитолога станции Тикси Юры Ромащенко. Там в темноте через всю комнату двойной путь совершали тонкие иглы световых зайчиков. Три кривые вычерчивали они на фотобумаге, три «составляющие» магнитного поля Земли. И одна из этих кривых при всех ее взлетах и падениях обнаруживает неуклонное стремление к общему понижению. Это кривая, характеризующая напряженность магнитного поля Земли. И так - по всей международной сети геофизических станций. Логический конец этого процесса - «нулевое» магнитное поле. Мы можем потерять, во всяком случае на время, одну из самых главных достопримечательностей нашей планеты. Земля, подобно Марсу, останется без регулярного, дипольного магнитного поля, без надежной «шатровой» крыши из магнитных силовых линий, которые удерживают на безопасном расстоянии мириады заряженных частиц, выброшенных Солнцем.

Даже если В. Ситон и С. Малин, американские геофизики, ошиблись в сроках, то в принципе сомневаться в их предсказании не приходится. Наука о магнетизме Земли твердо доказала: магнитное динамо, спрятанное в ядре планеты, вело себя на протяжении миллионов лет очень прихотливо. Подчиняясь еще не ясным закономерностям, многие показатели геомагнитного поля меняются в широких пределах.

Еще Колумб заметил, что стрелка его компаса где-то посреди Атлантического океана перестала показывать на Полярную звезду, а отклонялась на 12 градусов к западу. Так было открыто склонение, одна из составляющих магнитного поля Земли: оно измеряется углом между направлениями на географический и магнитный полюсы.

Таблицы поправок на склонение (моряки давно уже составляли их, чтобы иметь возможность определять по компасу истинный полюс) все время приходилось уточнять: склонение непрерывно менялось. Это означает, что магнитный полюс движется относительно географического (который тоже движется, но гораздо медленней). .

Через 18 лет после плавания Колумба была открыта еще одна составляющая - наклонение магнитного поля: угол между горизонталью и свободно подвешенной намагниченной стрелкой. Позже заметили, что и эта величина не остается со временем постоянной.

Ослабление третьей составляющей - силы магнитного поля тоже было замечено давно. Если принять магнитный момент Земли в 1937 году за единицу, то в 1830 году он был равен 1,061, а сейчас магнитный момент заметно меньше единицы.

Все эти вещи были известны давно, но они мало что говорили ученым: слишком мал был срок наблюдений. Общая вековая и многовековая закономерность не улавливалась.

То же самое было бы и сейчас, если бы не родились несколько десятилетий назад и не расцвели бурно архео- и палеомагнитный методы исследования. Именно они дали геомагнитным исследованиям историческую перспективу.

О чем думает геофизик, глядя на древние черепки

Он думает о том, как мало в принципе изменилась за тысячелетия технология обжига керамики и как это, в сущности, хорошо. Кирпичи и сейчас, и в Древнем Урарту принимали горячее крещение, стоя на длинном ребре. Значит, известно, в каком они были положении относительно вертикали в тот момент, когда температура остывающей глины проходила «точку Кюри», рубеж в 600 градусов Цельсия. Именно в этой точке кирпич намагничивается (слабо, но приборы это обнаружат) под действием земного магнитного поля. Он как бы сохраняет навеки отпечаток современного ему поля. И если археолог может точно датировать кирпич, то археомагнитолог определит сразу две составляющие древнего поля - его напряженность и наклонение в этом месте. Наклонение (угол по отношению к вертикали)- это как раз благодаря «консерватизму» кирпичного дела.

Если посчастливится найти древнюю печь, в которой обжигались кирпичи, или даже обычную печь, то можно определить и склонение, третью составляющую древнего поля в этой точке Земли. Ведь печь никто не сдвигал с места и она сохранила то положение относительно стран света, которое имела, когда остывала в последний раз.

Поразительная по своей стройности картина открылась перед российским археомагнитологом С. Бурлацкой, работавшей на древних кавказских поселениях. В какой-то момент после кропотливых многолетних измерений у нее набралось достаточно данных, чтобы прочертить кривые, уходящие в минувшие тысячелетия. На графике она увидела почти правильные синусоиды!

Величина наклонения магнитной стрелки сильно колебалась. В III веке нашей эры свободно подвешенная стрелка компаса установилась бы здесь, на Кавказе, почти горизонтально, под углом всего в 20 градусов. Через 500 лет она глядела бы своим северным концом под ноги, установившись под углом в 65 градусов. Полный период этих изменений составляет в среднем тысячу лет. Похожий период (только сдвинутый на фазу)- у векового хода магнитного склонения.

В основе обеих кривых одно явление: прецессия, обращение магнитного полюса Земли вокруг ее географического полюса. Японский геофизик Ватанабе установил, что какое бы положение магнитный полюс ни занимал (обращаясь вокруг географического, он может еще колебаться по долготе, с 2001 года он движется из территориальных ледовитых вод Канады к берегам России с небывалой скоростью 40 километров в год), среднее его положение за достаточно большой срок (скажем, за 10 тысяч лет)- это географический полюс. Причина - магнитное поле Земли обязано своим существованием вращению планеты. Поэтому географический и магнитный полюсы - родственники. Они всегда будут близки, хотя почти никогда не совпадают друг с другом точно.

Напряженность магнитного поля меняется более плавно и совершенно независимо от наклонения или склонения. На фоне четырех или пяти периодов «хода» наклонения за последние 50 веков С. Бурлацкая проследила только один гигантский «горб» подъема и падения силы земного магнита.

В XXXV веке до нашей эры напряженность земного поля была даже меньше современной: 0,4- 0,5 от уровня 1937 года. Она достигла потолка на пороге новой эры (около 1,5). С тех пор она уменьшилась больше чем в 1,5 раза. Чем закончится этот процесс? Новым подъемом или падением до нуля? Археомагнитные данные и не могут сказать об этом. Археологические находки исчезают из слоев земных прежде, чем здесь можно уловить закономерность.

Да и не в том главная ценность археомагнетизма. Он оказался хорошим союзником археологов. Ритмы земного магнетизма помогают им раскрывать тайны человеческой истории.

Образец из Дманиси

Помимо черепков, датировать которые археолог может, он - гораздо чаще - имеет дело с находками, происхождение которых непонятно. Дату их постройки, изготовления еще только предстоит определить. Хорошо, если есть в этих находках угольки, деревянные части - помогает радиоуглеродный анализ. Ну а если нет? Не может ли «застывшее» в кирпиче древнее магнитное поле назвать правильную дату?

Кусочек керамики из Дманиси сохранил в себе современное ему геомагнитное поле. По двум характеристикам этого поля (напряженность и наклонение) можно довольно точно определить дату обжига

Вот перед нами две кривые - одна под другой, в одном временном масштабе. Это все те же синусоиды многовековых изменений наклонения на Кавказе и «горб» падения и подъема силы земного магнита. Кривые, установленные по уже датированным образцам. Где на этих кривых поместить исследуемый образец - кубик с ребром 24 миллиметра, вырезанный из древнего кирпича? Допустим, его остаточная, древняя намагниченность имеет такие данные: наклонение - 52 градуса 57 минут, напряженность 1,33. Тогда горизонталь на графике наклонений пересечет кривую в нескольких местах - VII, XI, XIV века. Выбрать одну из этих дат поможет величина напряженности древнего поля. Отметка 1,33 на нижней кривой расположится как раз под XI веком. Кривые подправляют друг друга, страхуют от ошибок: только по напряженности поля находку датировать можно, но точность падает.

Именно так С. Бурлацкая определила возраст древней разрушенной постройки в местечке Дманиси в Грузии. И многих других кавказских руин.

Конечно, и этот метод преподносит иногда сюрпризы. В одной постройке могут оказаться кирпичи разного возраста. В древние времена ценили строительные материалы, и если здание почему-либо разрушалось, все, что можно, использовали. Так кирпичи кочевали из построек одной эпохи, одного архитектурного стиля в другие.

В некоторых, очень редких, случаях определения археологов и археомагнитологов как будто вопиюще противоречат друг другу. Так было, к примеру, с одной постройкой в Санагири. Заведомо древнее строение вдруг показало при определении возраста археомагнитным методом XIX век. Неудача? Нет, еще одно историческое свидетельство. В XIX веке

строение перемагнитилось, еще раз прошло точку Кюри из-за пожара.

Бывают погрешности из-за того, что древние кирпичных дел мастера не строго вертикально устанавливали свою продукцию. Этим особенно грешили новгородцы. Если бы все древние мастера были столь же безалаберны, ничего не вышло бы у археомагнитологов с датировкой древних строений. К счастью, даже в соседних с Новгородом княжествах и городах мастера придерживались более строгих правил. Иногда ошибки возникали из-за магнитного действия железных предметов, оказавшихся в печи. И все же, если образцов достаточно, все эти ошибки, случайные и разные, как бы устраняют друг друга. В общем, точность метода равняется примерно 25 годам.

Магнитная летопись

3100 лет прошло с тех пор, как человек изобрел компас. Все это время стрелка магнитного компаса устанавливалась примерно по меридиану и всегда показывала современное положение магнитных полюсов. Геофизики назвали его прямым, или нормальным. Это название понадобилось тогда, когда стало ясно: были в геологической истории Земли эпохи и обратной полярности магнитного поля.

В самом начале 30-х годов были найдены первые образцы пород именно с такой, обратной, намагниченностью. Первое и самое простое объяснение: магнитные полюсы Земли меняются местами. Но эта мысль была сразу отвергнута, ибо она противоречила тогдашней теории магнитного поля планеты (считалось, что железное ядро Земли просто представляет собой постоянный магнит). Геофизики буквально не поверили глазам своим. А потом кто-то обнаружил, что намагниченность образцов можно менять в лаборатории на обратную. Тогда уже все найденные в дальнейшем образцы с обратной намагниченностью - а их становилось все больше - воспринимались совершенно безмятежно: самообращение, и все тут.

Только в 1954 году геофизик И. Хосперс, изучая напластования застывших лав на склонах вулканов Исландии, доказал, что механизм самообращения в природе практически «не работает». Самые разные породы, обожженные по пути лавовым потоком, упорно показывали ту же намагниченность, что и у этого потока.

Сейчас уже не приходится сомневаться: эпохи обратной полярности поля Земли были во все времена, и их было отнюдь не меньше, чем периодов с современным положением юга и севера.

В Исландии, Поволжье и Сибири, в горах и на дне океанов обнаружены чередующиеся слои окаменевших осадков, лав с прямой и обратной полярностью. И везде последовательность этих слоев одинакова. С помощью уже исследованных палеомагнитологами «эталонных» геологических разрезов можно уточнять возраст еще плохо изученных пород, прослеживать «выпавшие» почему-либо из разреза слои. Этот новый метод - палеомагнитная стратиграфия - уже пришел на помощь геологам.

Вдоль всех срединно-океанических хребтов, где на поверхность Земли постоянно поступают порции магм, раздвигая дно океанов, чередующиеся полосы прямой и обратной полярности намагниченности застывших лав (каждая полоса, точнее, пара полос по обе стороны от осевой линии, привязывалась к строго определенной эпохе из прошлого - чем дальше от оси раздвижения дна, тем старше) послужили одним из главных аргументов в пользу гипотез новейшей глобальной тектоники плит.

И придет юг на север и север на юг

Как же намагничиваются слои земные? Если это ласа - тут все как в печи древнего обжигателя кирпича. Лава остывает и запечатлевает в себе поле, которое на нее воздействовало в этот момент. С осадками иначе. Мелкие составные части осадка, слегка намагниченные, укладывались на дно древних бассейнов, ориентируясь подобно маленьким магнитным стрелкам по направлению магнитного поля Земли. В целом сумма намагниченностей этих частиц и составила остаточную намагниченность осадочной породы.

Первые инверсии магнитного поля Земли ученые прослеживают еще в кембрийских, ордовикских и силурийских отложениях (550- 440 миллионов лет тому назад). Интересно: тогда преобладала обратная полярность магнитного поля Земли, обратная полярность в принципе ничем по своему режиму не отличалась от прямой, а промежутки времени между инверсиями полярности достигали десятков миллионов лет.

Но уже в расцвет растительной жизни на суше (каменноугольный период, 360 миллионов лет назад) инверсии происходят гораздо чаще: раз в несколько миллионов лет. Потом в конце карбона и в пермском периоде - суперхрон, 55 миллионов лет стабильного, без инверсий геомагнитного поля обратной полярности.

Чем ближе к нашим дням, тем инверсии все чаще. Триас, юра, часть мела (250- 100 миллионов лет назад)- здесь преобладает прямая полярность. Потом около 40 миллионов лет - меловой суперхрон стабильной прямой полярности без инверсий. От палеогена (60 миллионов лет назад) и до неогена (3,5 миллиона лет назад) инверсии происходят все чаще, под конец чуть ли не каждые полмиллиона лет. Сейчac, то есть в конце неогена и четвертичном периоде, полюсы чуть реже меняются местами - примерно раз в миллион лет. Зато внутри этих длинных периодов появляются «рецидивы» - кратковременные, по 100 тысяч лет, «вспышки» противоположной полярности.

Что происходит в сами моменты инверсий? И. Хосперс нашел в тех же исландских лавах образцы с сильно ослабленной, неопределенной намагниченностью, расположенные между слоями противоположного знака. Это переходные зоны. Инверсии длятся около 10 тысяч лет. Поле в это время сильно ослабевает - это ясно, но исчезает ли оно полностью? Некоторые считают - нет. Обнаружено, например, что сейчас, когда магнитный момент главного поля падает, растет так называемое поле мировых аномалий Земли. Может быть, именно это (правда, очень слабое) поле замещает в какой-то мере на время основное? На Марсе, во всяком случае, именно такое поле аномалий без главного диполя существует и даже проявляет себя в виде полярных сияний. Только там сияние, конечно, не полярное, то есть привязанное не к магнитным полюсам, которых нет (а, следовательно, видимо, нет и жидкого ядра), а к полю каждый раз отдельной аномалии. Впрочем есть и такое предположение: как раз сейчас мы наблюдаем на

Марсе момент инверсии. То есть дипольного поля нет временно, пара-другая тысяч лет - миг на геологических часах - и оно «раскрутится». Тогда получается: может, и есть внутри Марса жидкое расплавленное ядро.

Эпохи без геомагнитного поля - небезобидны. Я уже писал в предыдущей главе, что в такие эпохи до поверхности земли добираются заряженные частицы космических лучей, обычно задерживаемые магнитным полем. Это определили по резкому возрастанию в слоях этих эпох бериллия-10, изотопа, который, в отличие от обычного бериллия-9, образуется только под действием прямого обстрела космическими лучами - и больше никак.

Конечно, ритм прямой и обратной полярности - это только самые крупные волны, на их склонах есть волны поменьше. Например, волна роста и падения напряженности поля длительностью в 8 тысяч лет. На каждом из склонов этой волны помещается, в свою очередь, по пяти 1600-летних периодов. Внутри этих есть пятисотлетний ритм и т.д. Волны сложно сочетаются, интерферируют, по-разному проявляются в разных океанах, на разных континентах. Спад поля перед очередной инверсией идет по более пологой кривой, неохотней, чем быстрое восстановление поля (другой полярности) после инверсии. Все эти качания напряженности земного магнита рассказывают о каких-то, пока нам неведомых электрических процессах и течениях в двойном динамо, в ядре Земли, тоже как раз двойном, состоящем из твердого внутреннего, видимо целиком железного, ядрышка, и внешнего ядра, единственного целиком расплавленного слоя нашей планеты.

780 тысяч лет прошло со времени последней инверсии. До нее период обратной полярности длился недолго, примерно двести тысяч лет. Значит, миллион лет назад была еще одна инверсия. Наши далекие предки, еще не очень разумные, вряд ли замечали возросший из-за исчезновения магнитосферы уровень космической радиации. И судя по тому, что они его перенесли, он не был фатальным, губительным. Зато они, жившие тогда в теплых экваториальных странах, возможно, застывали в удивлении по ночам, наблюдая всполохи «полярных» сияний. Ведь полярные они в наше время только потому, что магнитное поле отклоняет к полюсам заряженные частицы, летящие от Солнца.

Палеонтологи, биологи до хрипоты спорят по поводу темных мест эволюции. Чем объяснить причудливые скачки в ее ходе, скачки, одновременно и одинаково действовавшие в самых разных концах Земли на различные династии животных и растений? Массовое вымирание динозавров. А еще раньше - одновременная мутация у морских организмов, положившая начало эре скелетных животных. А совсем уже «недавно» - стремительное развитие млекопитающих. И последнее - почти взрывоподобный приход гомо сапиенс.

В чем корни этих основных и других, менее значительных эволюционных ритмов? Не в неуклонном ли ходе магнитных часов планеты, регулярно выключающих ее радиационную защиту? Тогда на Землю пропускается некоторая доза повышенной радиации, приводящая к появлению новых побегов в эволюционном древе.

Новая инверсия магнитного поля Земли неминуема. И если она действительно наступит, как некоторые предсказыва-⁴ ют, еще на глазах нынешней цивилизации, человечество, возможно, уже будет в силах, если это понадобится, навести эрзац, заменитель геомагнитного поля, обмотав, например, «талию» Земли кабелем из сверхпроводника. Энергии на работу искусственного электромагнита Земли понадобилось бы, вероятно, не так уж много.

О виртуальных полюсах, о том, как они путешествуют порознь и как встречаются, чтобы больше никогда не разлучаться

Я не упомянул, что направление остаточной намагниченности древних пород - прямой или обратной - не всегда совпадало с современным. Отклонения были замечены давно. Так появилась теория путешествующих полюсов Земли, Геомагнитный полюс северного полушария (а вместе с ним и географический) путешествовал, согласно этой теории, по Тихому океану, по Сибири, пока не занял современное положение.

Так блуждали виртуальные полюсы Земли, по сибирским (I) и американским (2) данным

Теперь такие путешествующие полюсы Земли геофизики осторожно называют виртуальными (вероятными). И это не случайно.

Могла ли ось вращения Земли путешествовать с такой лихостью? Чтобы сдвинуть эту ось на один градус за миллион лет, нужно все это время постоянно «давить» на полюс по касательной с силой в 50 миллионов тонн.

В общем, такая сила есть. И она давит. Это погружающиеся в мантию плиты литосферы. Время от времени они так меняют распределение масс внутри планеты и даже фигуру Земли (геоид), что полюс может скакнуть вполне реально, что, в свою очередь, обратно влияет на горообразовательные процессы и, возможно, на большие перемены в климате типа тропиков от полюса до полюса или почти общепланетного похолодания. Но ученые уже умеют различать истинные и виртуальные передвижения полюсов в прошлом. И уже их не путают.

В случае виртуальных полюсов самое загадочное и самое, как оказалось, интересное было то, что полюсы двигались и по американским, и по европейским, и по австралийским палеомагнитным реконструкциям, причем по похожим кривым. Удивительно было то, что у каждого из этих континентов был как будто свой полюс. Все три полюса путешествовали совершенно по разным местам, сближались, удалялись друг от друга, но в конце концов сходились в одной точке - в точке современного географического полюса, которая является (как уже говорилось) средним за достаточно долгий срок положением геомагнитного полюса.

Вот тогда-то геофизикам - хочешь не хочешь - и пришлось, наконец, вспомнить совсем было отвергнутую гипотезу дрейфа континентов А. Вегенера. Заслуга немецкого геофизика не в том, что он заметил сходство в очертаниях противоположных берегов Атлантики - это замечали многие и прежде. В 1912 году А. Вегенер разработал стройную теорию разделения единого материка Земли, его постепенного расползания в ходе геологической истории. А. Вегенер погиб во время своей гренландской экспедиции - он пытался непосредственными наблюдениями обнаружить дрейф этого острова.

Удивительна проницательность этого ученого: построения А. Вегенера, основанные на весьма косвенных и приблизительных данных, были блестяще подтверждены не стираемыми отпечатками древнего магнитного поля в недрах путешествующих материков.

Интересно проследить этап за этапом путешествие «американских» и «евроазиатских» («сибирских») виртуальных полюсов. В кембрии их разделяет по широте около 25 градусов, причем «американский» полюс «плавает» в Тихом океане, а «сибирский» расположен восточнее, на территории Америки. Совмещаем эти полюсы, «передвинув» материки. Получается, что Америка дальше от Азии и ближе к Европе, чем теперь, именно на эти 25 градусов. 100 миллионов лет после этого «сибирский» полюс почти не меняет своего положения, он только немного смещается на юг по долготе (Сибирь поворачивается?). Зато «американский» удаляется от «сибирского» на запад (Америка «плывет» от Азии). В течение еще примерно 100 миллионов лет полюсы разделены 30 градусами широты.

Уже в пермском периоде (285 миллионов лет назад) между виртуальными полюсами - 40- 45 градусов. Именно в это время Тихий океан намного больше теперешнего: он занимает целое полушарие и имеет еще одно имя: Панталасса. Именно с этой точки, по-видимому, и начался «вегенеровский» дрейф Америки от Африки и Европы к Азии. Этот дрейф закончился появлением Атлантического океана, отхватившего у Тихого эти самые 40- 45 градусов. Проследим за этим дрейфом по виртуальным полюсам. В триасе (240 миллионов лет назад) между ними 20- 25 градусов по широте; через 50 миллионов лет, в мелу,- 10 градусов. Это темпы сближения Азии и Америки.

По палеоклиматическим и палеоботаническим данным, Индия была частью древнего расколовшегося материка - Гондваны. Палеомагнитологи доказывают: другая большая континентальная платформа Азии - Китайская - тоже не являлась частью Азии. Как самостоятельный материк Китайская платформа существовала где-то посреди огромного пермского Тихого океана. Потом она соединилась с Сибирской платформой, вздыбив на кромке «торосы» - горы Монголо-Охотского складчатого пояса. А позже к ним подошел Индостан, взгромоздив до небес Гималаи, Памир, Тянь-Шань.　

Колеса земного механизма. По большому кругу

Движение континентов, блуждание магнитных полюсов вокруг географических, колебания напряженности магнитного поля, его инверсии... Обо всем этом говорят нам архео- и палеомагнитные методы исследований. Но между всеми этими вещами есть и более глубокая связь.

Еще не создана единая теория всего устройства внутренности нашей планеты, но контуры этой теории уже проступают. И проступают в прослеженных учеными ритмах, управляющих внутриземными процессами.

На этой дольке земного арбуза обозначены современные представления о внутреннем строении Земли. Внешнее ядро

Земли - жидкое, в нем существуют течения, в нем генерируется переменное магнитное поле Земли. В верхней мантии идут процессы погружения плит океанических окраин и обратные процессы подъема вещества мантии к срединным океаническим хребтам. Споры пока идут о нижней мантии - захвачена ли и она великим круговоротом, конвекцией каменных недр планеты. Множество найденных в верхней и нижней мантиях слоев как будто противоречат идее постоянного перемешивания...

Ясно уже, что представления о Земле как о твердом сплошном шаре устарели. Литосфера Земли может двигаться относительно подстилающей ее мантии, хотя, казалось бы, и то и другое - твердые образования. Афоризм одного геолога: «Земля одновременно тверже стали и мягче глины» оправдывается здесь в полной мере.

По современным представлениям, текучая земная твердь медленно циркулирует между корой и ядром по нескольким замкнутым путям. В районе срединных хребтов на дне Атлантического и Индийского океанов, например, найдены молодые породы, недавно, буквально в последние столетия и тысячелетия, поступившие на поверхность из недр мантии. Дальше от центральной оси хребтов, к расползающимся материкам, породы все старше. Они расположены полосами, которые легко датируются прямой и обратной намагниченностью горных пород в них. Под тонкой литосферой океанического дна и далее под материками идет горизонтальный ток вещества. Он-то и раздвигает океанские берега, или, во всяком случае, держит их, не дает сомкнуться, борясь с другим, конкурирующим течением, действующим навстречу. Потом этот поток поворачивает вниз и идет к ядру Земли, неся на себе затонувшую в месте поворота океаническую литосферную плиту. Но, по некоторым современным представлениям, до ядра обычно не доходит.

На глубине 660 километров плотность верхней каменной мантии под чудовищным давлением скачком сразу на 10 процентов повышается - начинается мантия нижняя. Упершись в эту границу, каменный поток поворачивает и идет по окружности вдоль нее. На дне верхней мантии уже нащупали методами «сейсмической томографии» (сочетание множества измерений сейсмических волн от сильных землетрясений с современными методами обработки этих данных на компьютерах) лежащие и даже вдавившие километров на тридцать поверхность мантии нижней утонувшие, постепенно там распадающиеся остатки этих плит. Потом круговое внутриземное течение снова в какой-то точке поворачивает наверх, чтобы подойти к коре Земли в районе срединного океанического хребта. Круг замкнулся. Ритм этого замкнутого круговорота земного вещества очень замедленный. Хотя где как и как посмотреть.

Океанское дно расходится от срединных хребтов, а на океанической окраине, от глубоководного желоба, поворачивает вниз, под окраину континента. Вопросительный знак на этом рисунке поставлен у нижнего конца затонувшей плиты. Она тяжело ложится на фазовый раздел между верхней и нижней мантиями на глубине 670 километров, продавливая его. Но до какой степени продавливая ?

В Тихом океане - это уже установлено точно, скорость «спрединга», раздвижения океанского дна - до девяти сантиметров в год. Во всяком случае, зафиксировано продвижение одного участка дна от Гавайских островов на запад, вплоть до зоны субдукции, поворота плиты в глубь Земли на 6000 километров за 70 миллионов лет. Но Гавайи - это пол пути, всего океаническая кора Тихого океана движется с этой скоростью около 10 тысяч километров 90 миллионов лет. Можно представить себе некий противоток в мантии, допустим, на глубине 500- 660 километров обратно на восток. Вряд ли этот противоток длится дольше или быстрее - скорее всего, это те же 90 миллионов лет. Кладем по 6 миллионов лет на опускание и подъем вещества в нисходящей и восходящей ветви конвекции. Круг замыкается, и длительность цикла оказывается не ' столь уж большой по геологическим меркам. 90 млн + 90 млн + 6 млн + 6 млн = 192 миллиона лет. Вряд ли другие круги конвекции в верхней мантии чем-то принципиально отличаются. Где-то скорость пониже, но и круг покороче. Хотя в прошлом - это установлено по скорости передвижения виртуальных полюсов - были эпохи, когда скорость движения плит возрастала и вдвое и втрое против нормы.

В общем, за всю свою историю верхняя мантия Земли вместе с литосферой и корой пережили двадцать-тридцать таких циклов. Это означает, что дно океана, со всем, что на нем находится, островами и коралловыми рифами, известняковыми отмелями и конкрециями металлов - продуктом жизнедеятельности бесчисленных микроорганизмов, с захоронениями остатков жизни в самые разные эпохи неоднократно, по многу раз прокручивалось не только по малому кругу, из зоны субдукции в жерла вулканов островных дуг и Кордильер, как об этом говорилось в предыдущей главе, но и по большому кругу в глубинах верхней мантии, до самой границы с мантией нижней.

Круг верхней мантии поворачивает вверх и подходит к земной поверхности в зонах срединных океанических хребтов. Как и огненное кольцо Тихого океана, срединные океанические хребты опоясывают весь земной шар и тоже выносят на поверхность - с восходящей ветви своего, большого круга вулканическое вещество, значительно более «новое», «свежее», чем лава и пепел островных дуг и Кордильер, но все же тоже не вполне новое, в значительной мере уже участвовавшее в прошлом в круговороте земного вещества.

Полоса срединных хребтов, вдоль которых литосферные плиты раздвигаются, принимая поступающее с глубины вещество, тянется на 50 тысяч километров. Дальше мы уже знаем - дно океана движется до зон субдукции, чтобы там снова свернуть в глубины планеты.

Есть на планете еще один пояс, где сегодня субдукции уже нет. Но она была еще недавно, по геологическим меркам. Там сошлись льдины-континенты и дыбят на стыке торосы-горы. Это линия Альпийско-Гималайской складчатости, тянущаяся от Атлантики до Индийского океана, и Монголо-Охотский пояс, подобно ветви, отходящий от первой линии.

Вдоль этих поясов соединились когда-то древние континенты Гондваны, Ангариды и вклинившейся между ними Китайской платформы, закрыв «полынью» - древний океан Тетис. (Его сохранившиеся остатки, как бы океанические проруби в сплошном материковом покрове, - это нынешние Каспийское, Черное, Средиземное моря.) Как торосы на кромках сомкнувшихся льдин, выросли здесь горы. Кое-где (например, под Гиндукушем, под Карпатами) затонувшие, вовлеченные когда-то в нисходящий поток литосферные плиты исчезнувшего океана обнаруживаются в мантии, дают о себе знать глубокофокусными подкоровыми землетрясениями.

Сегодня все складчатые пояса и глубочайшие впадины, многие области землетрясений и вулканических извержений (не все!) - рассматриваются как места, где поворачивают круговые течения земного вещества - снизу на горизонталь и с горизонтали вниз. А многие древние горы - это места, где такие повороты происходили в прежние времена А чередование горообразовательных периодов - это переход Земли от одной системы течений к другой.

Колеса земного механизма. По самому большому кругу

То, что и тектоника плит описывает не все, стало ясно почти сразу, еще в 60-70-х годах, когда эта теория почти мгновенно изменила наше представления о планете Земля. Без объяснений оставались огромные лавовые излияния прошлых геологических эпох посреди континентов, например в Восточной Сибири, - никакие спрединги и субдукции не могли, даже просто энергетически, взять на себя ответственность за эти вторжения явно с большой глубины излившихся жидких масс. Не получался энергетически и первый импульс, разрыв континента до того, как все перешло в спокойный процесс растекания океанического дна и дрейфа разорванных краев. Сила, действующая в этот момент снизу на толстую континентальную литосферу, должна была быть такой, что даже фигура Земли, геоида, должна была меняться. Не вязались с плитотектоникой алмазоносные трубки, кимберлитовые жерла, идущие с огромной глубины, ведь углерод в структуре алмаза как бы вмят сам в себя - такое по плечу отнюдь не скромному литосферному вулканизму континентальных окраин. Такие давления - привилегия глубоких, мантийных слоев Земли.

Почти сразу после своего рождения в начале семидесятых годов плитотектоника стала использоваться во вспомогательных целях, чтобы маркировать и доказывать раздвижение морского дна, феномен «горячих точек». Горячая точка - это такое место, где литосферная плита непрерывно в одном месте проплавляется насквозь снизу, а поскольку плита движется, то положение горячей точки отмечается на морском дне пунктиром подводных гор и островов, тем более старых, чем дальше от нынешней горячей точки, действующего вулкана, эти отметины отошли. От той части Срединного Атлантического хребта, где расположен остров Тристан-да- Кунья, отходят «усы» таких пунктиров как к берегам Африки, так и Южной Америки (см. рис. на стр. 128- 129), строго симметрично, показывая, в какую сторону идет растекание дна и отмечая все этапы этого раздвижения, что позволяет определять скорость растеканий с большой точностью.

Подобный пунктир тянется от другой горячей точки, севернее острова Кергелен в Южной части Индийского океана.

Спор идет между двумя механизмами конвекции в мантии - идет ли она только до глубины 670 километров (слева) или на всю глубину, до ядра, с восходящими оттуда же фонтанами горячего мантийного вещества, плюмами (справа). На самом деле, видимо, работают оба механизма, но в разной степени в разных местах и во времени

Когда-то в этом месте раскололась Гондвана. Отсюда в качестве самостоятельного субконтинента Индия двигалась на север примерно по 90 градусу восточной долготы (и продолжает двигаться). Пунктир (на отечественных картах он назван Восточно-Индоокеанским хребтом) дотягивается по дну океана до сегодняшнего Хаджмахала в северной части Бенгальского залива недалеко от Калькутты. Возраст меловых вулканических пород в этой части Индии 112 миллионов лет. Эта цифра и есть начало, дата рождения Индийского океана. На юг, по мере приближения к срединно-океаническому хребту, возраст пород, собранных драгой с подводных вершин, неумолимо и абсолютно закономерно падает: 82,78,62,56,46,43,38 миллионов лет. На простой карте с помощью линейки устанавливается скорость растекания дна Индийского океана: 8,5 сантиметра в год (это в среднем, по некоторым данным, в выделенные жирным шрифтом даты, то есть вблизи таинственной границы мезозоя и кайнозоя, скорость доходила до 19 см в год). По пунктиру подводных гор, идущих от Гавайев, еще одной горячей точки, на запад, установили скорость раздвижения дна и там: больше 9 сантиметров в год.

Для этих трех точек старое название уже как бы и устарело. Это не просто точки. Это места, где когда-то (для Гавайев даже и не совсем ясно, когда) начался процесс рождения океана. Именно здесь, по нынешним воззрениям, к литосфере снизу, из мантии подходят мощные и очень горячие - таких температур, скажем, под вулканами Курил и Камчатки просто нет - фонтаны вещества, по всем данным, уже и не из верхней, а из нижней мантии! Эти «фонтаны» уже имеют собственное название, которого еще нет в словарях. Мантийные плюмы! Тектоника мантийных плюмов, по общему, весьма редкому в истории наук о Земле согласию, стала господствующей теорией и вместила в себя как тектонику плит, так и «сводовую тектонику» из старой геологии, предпочитавшей рассуждать исключительно о вертикальных движениях в недрах Земли.

Плюм (это слово в родстве со словом «плюмаж», то есть султан - перьев, дыма и т.д.) начинает «работать», когда над каким-нибудь полушарием Земли собирается вся наличная суша в виде гигантского суперконтинента. В истории Земли это случалось не менее трех раз. В пермотриасе, 250 миллионов лет назад, существовал праконтинент Пангея. Возможно, просто перекрывая свободный выход внутриземного тепла к поверхности, суперконтинент провоцирует накопление энергии, тепла в глубокой мантии точно под своей серединой в виде этакого фурункула. Плюм устремляется вверх и упирается в прочную крышку. Но чем она прочнее, тем грандиозней и неотвратимей результат. Крышка приподнимается в виде гигантского свода, меняя фигуру планеты, возможно, на сотни метров (и сегодня поверхность геоида имеет выпуклость в районе Гавайев на 50 метров). Свод вспарывается трещинами, откуда безудержно изливается на огромных пространствах тяжелая мантийная магма. Суперконтинент лопается. На тысячи километров протягиваются трещины, определяющие очертания будущих континентов³.

Дальше с этими трещинами происходит следующее. Само их появление вызывает местное падение давления и расплавление мантии под литосферой. Трещины сами становятся рифтовыми долинами, в которые устремляется магма уже низкотемпературная, из ближней, верхней мантии. Установившийся ток вещества вверх становится автоматическим. Ведь поднимаясь, вещество вскипает газами, разуплотняется, как шампанское в горлышке бутылки. Режим подъема вещества в верхней мантии теперь постоянный. Туда подтекает снизу новое вещество, от рифтов вещество верхней мантии, то, что не попало в саму полынью, начинает двигаться вдоль земной поверхности, устанавливается круг конвекции верхней мантии.

Сами плюмы, горячие точки, ведут себя по-разному. Иногда они остаются в строю, в центральном океаническом хребте и помогают расталкивать континенты. Пара таких плюмов в Атлантике, один на юге, вблизи Тристан-да-Кунья, второй на севере, вблизи Исландии, и сегодня работают в прежнем режиме, указывая, что здесь горячие точки и Срединный хребет не очень сдвинулись друг относительно друга. Интересно: прямо под Исландией на сотни километров уже отслежен столб более горячей и пластичной, чем вокруг, мантии. Группа исследователей из Гавайского университета, интенсивно исследующая свой, Гавайский, и другие плюмы планеты, «докопались» до глубинного корня Исландии на границе мантии и земного ядра. Но такой, стоячий плюм - скорее исключение (довольно долго дававшее последнее оружие ярым противникам тектоники плит и вообще любых горизонтальных движений). Плюм Гавайев прожигает цепочкой дырок-вулканов проходящую океаническую литосферную плиту, которая движется издалека, от Америки, где подводный рифтовый хребет не такой уж и срединный, а скорее окраинный.

Раз начавшись, плюм тоже долго не может успокоиться. По расчетам, он может фонтанировать, самоподдерживаясь разуплотняющимся мантийным веществом с нижней границы мантии, не менее миллиарда лет. Способный зародиться лишь под суперконтинентом, он может жить и под маленьким современным континентом (например, под западом Северной Америки и под Востоком Африки, под Айфелем - загадочной областью погасшего, но сравнительно недавно, около 10 тысяч лет назад, мощного вулканизма на границе Германии и Люксембурга), и под океаном, приводя в смущение поколения геологов. Плюм под Исландией, по данным Гаррета Ито из Калифорнийского университета Девиса, еще и пульсирует, то усиливая, то ослабляя свою деятельность, в собственном ритме примерно в восемь миллионов лет...

Но поскольку плюм идет с такой глубины, сразу же встает вопрос об обратном токе вещества, о конвекции. По-видимому, правы те ученые, которые интерпретируют математические расчеты и смутноватые пока «снимки» подземного космоса средствами сейсмической томографии так: в ряде случаев субдукция опускающихся плит только частично приостанавливается у фазового перехода между верхней и нижней мантиями на глубине 670 километров. Она давит на верхнюю поверхность нижней мантии, продавливает ее километров на 30 (это хорошо заметно) и в каких-то случаях прорывает блокаду. Часть ее вещества растекается обычным путем, по верхней мантии, к срединным хребтам, а часть заталкивается - медленно и с трудностями - в прочную и вязкую нижнюю мантию, опускаясь к внешнему, жидкому ядру до глубины 2900 километров. Такой большой круг, если еще учесть и огромную вязкость нижней мантии, которая замедляет там все процессы, может длиться и триста, и пятьсот миллионов лет.

Выше я говорил об открытии немецких ученых. Они нашли кусок бывших океанических донных осадков, известняка, мрамора, побывавший в мантии на глубине ста километров и выброшенный в каменноугольную эпоху из жерла вулкана на островной дуге, помещавшейся тогда на месте нынешней Австрии. Карбонат - это один из способов, придуманных природой, чтобы связывать, консервировать и прятать в недра планеты огромные массы углерода, углекислого газа. Американский ученый Уайт, взволнованно обсуждая открытие немцев, писал, что перед учеными открывается огромное поле работы: «СО₂непрерывно циклически проходит через ряд резервуаров. Атмосфера среди них - один из самых незначительных, карбонатные породы намного больше. Сколько СО₂в атмосфере, зависит в большой мере от потоков между этими резервуарами. Вулканизм прибавляет СО₂в атмосфере, а субдукция перемещает карбонаты в мантию. СО₂, добавленный обширным вулканизмом мелового периода, возможно, вызвал климатическое нагревание того времен/.

К резервуарам, о которых говорит Уайт, можно добавить еще и месторождения угля, нефти и газа, тоже остатки былой жизни планеты. Человечество, сжигая их, выпуская из подземного плена, переводит углерод в атмосферу. Углекислый газ и метан придают атмосфере свойства стеклянной рамы парника. Энергия Солнца беспрепятственно достигает земной поверхности, но уже с затруднениями переизлучается обратно в космос. К общему потеплению на Земле, которое и без того происходит как в ходе 1850-летнего шнитниковского цикла, так и в рамках межледниковья в последние 16 тысяч лет, в XX веке добавился быстрый разогрев от техногенного парникового эффекта. Средняя температура на Земле за столетие поднялась почти на градус Цельсия. Уже в XXI веке, видимо, неизбежны реальные и весьма неприятные для нас последствия высвобождения припрятанного природой углерода - наступление океана на берега Европы из-за таяния льдов Гренландии и Антарктиды и из-за теплового расширения воды в океане, исчезновение многих горных ледников, а значит, и питаемых ими рек, наступление пустынь.

Но с точки зрения вечности ничего особенного не происходит. Все уже было, и ученые сейчас усиленно изучают климат 100-миллионнолетней давности, эпоху мелового периода, когда углекислого газа в атмосфере было в несколько раз больше, чем сейчас, и Земля была самой настоящей оранжереей, вообще без вечных льдов. Собственно и меловым это время назвали из-за писчего мела, изобилия карбонатов, оставленных этой эпохой. Мел - это крошечные раковинки фораминифер. Они и сейчас живут в мировом океане, но это уже не их эпоха. Рай для фораминифер (и для зеленых растений) - это именно изобилие углекислого газа.

Отчего углекислого газа было больше? В том ли дело, что в мелу было много вулканов, как думает Уайт? Или в том, что в извержениях вулканов углекислого газа было гораздо больше, чем теперь? Могло такое быть? Могло! Но, конечно, малый круг, из океанического желоба в наклонно падающую плиту в мантию и оттуда со стокилометровой глубины в вулкан, круг в несколько миллионов лет - ничего не объясняет.

Следующий по рангу круг от срединных хребтов до зон субдукции и обратно в тонком сравнительно слое верхней мантии тоже, наверное, мало что меняет. Слой верхней мантии был перемешан уже несколько десятков раз. Там вряд ли остались большие собственные не растаявшие «кусочки сахару». Но самые большие круги, с участием нижней мантии - дело другое.

Когда-то на Земле была сплошь углекислая атмосфера. И был расцвет сине-зеленых водорослей, образующих известняковые рифы, коллективный скелет, которые превратили углекислую парную первобытную атмосферу в кислородную современную. И весь этот углерод поступил в мантию в ходе большого цикла. И через какое-то время эта повышенная доза углерода, углеродный «ком» в мантии должен был рано или поздно вернуться в атмосферу, когда цикл прошел полный круг. Однажды это случилось в кембрии, 600 миллионов лет назад. Тогда на Земле произошла «великая раздача скелетов». Сразу сотни и тысячи палеонтологических невидимок, мягкотелых морских животных, появляются на страницах геологической летописи (подробнее об этом во второй половине этой книги). Второй большой выброс углекислого газа пришелся на меловой период.

Возможно, косвенно на размер «большого» периода указывает время между кембрийским и меловым максимумами в содержании углекислого газа в атмосфере Земли - полмиллиарда лет, одна восьмая от всего времени жизни планеты в се более или менее привычном виде, с горами и океанами, озерами и реками. Ведь, возможно, упрятанная в карбонаты, а затем и мантию первичная, венерианского типа атмосфера планеты до сих пор еще не растворилась равномерно по всей ее толще и очередной сгусток СО₂ начнет поступать из плюмных, а потом и рифтовых и окраинно-океанических вулканов через четыреста миллионов лет

Все более уверенно ученые говорят теперь о том, что самые большие ритмы Земли - и климатические, связанные с большими выбросами углекислого газа, и круги обращения вещества между поверхностью и самой нижней мантией, влияющие, в свою очередь, на истинные странствия земных полюсов, - несомненно, увязаны с большими циклами геомагнитного поля, с его инверсиями, и эта связь говорит об участии во всех этих процессах земного ядра, где и работает генератор магнитного поля планеты.

Суперхрон. Электрическое динамо в центре Земли

Ядро, вернее, наружная его часть, смежная с мантией,- жидкое. Материал, из которого сложена планета, приобретает здесь под огромным давлением и при колоссальных температурах необычные свойства. Возможно, здесь происходят и какие-то ядерные реакции. Атомы здесь сдавлены, частично ионизованы, то есть их электронные оболочки частично с них содраны. Вещество становится своего рода плотной жидкой плазмой, хорошо проводящей электрический ток. К ядру Земли, существующему, вероятно, уже не менее 4 миллиардов лет, следует отнестись с почтением. Ничего подобного нет в недрах нашей ближайшей соседки Венеры. И там обыкновенный магнитный компас бесполезен. Там, как и на Луне, в настоящее время нет своего регулярного магнитного планетного поля.

Ученые мечтают преобразовывать тепловую энергию непосредственно в электрическую с помощью магнитогидродинамических генераторов. Я поучаствовал когда-то в подготовке эксперимента с МГД-генератором на перевале Газор-Чашма-боло на Памире. (Эксперимент проводился в целях разработки методов прогноза землетрясений. Мое участие можно счесть неудачным, мне сразу же опустили катушку с кабелем на ногу. Ступня болела месяц.) Струя плазмы, вещества, состоящего из электрически заряженных частиц, продувается между полюсами магнита. Плазма делится на положительно и отрицательно заряженные ионы, то есть возникает разность потенциалов. А значит, и электрическое напряжение.

Что-то подобное и происходит в наружном, жидком ядре Земли. Колеса циркуляции, вихри, имеют здесь уже не чисто механическое, как в мантии, а и электрическое, так сказать, содержание, как, к примеру, на Солнце.

Используя слабую остаточную намагниченность, сохраняющуюся в толще Земли, «геоплазма» в своем течении превращается в электрический ток. Этот ток в свою очередь вырабатывает магнитное поле посильнее. В нем электроток становится еще больше - и так далее, цикл и здесь замыкается. Динамомашина с самовозбуждением - вот, в сущности, модель земного магнита.

Но это упрощенная модель. Ее усложняет многое - и то, что Земля - не «сырое яйцо» и не «сварено вкрутую», а подобно «сваренному в мешочек» (что можно обнаружить, не разбивая яйцо, именно раскрутив его на плоскости). Жидкое ядро отстает в своем вращении от твердой оболочки, проскальзывает внутри нее. От этого возникает «западный дрейф» многих элементов магнитного поля Земли. И скорость этого

вращения ядра в Земле - совсем не мала, один полный оборот - еще один ритм! - в 20 тысяч лет. Ось жидкого ядра немного не совпадает с земной осью. Поэтому географический и магнитный полюсы Земли - это разные точки, и второй блуждает относительно первого.

В истории Земли эпохи частых переполюсовок земного магнита (в середине справа, в юрском периоде и слева, в нашем кайнозое) порой сменялись эпохами многолетней устойчивости.

Устойчивой, без переполюсовок, была эпоха в меловом периоде.

Неизвестно, по какой причине в этом периоде океанические окраины намного энергичнее подвигались под континенты, унося к центру Земли вдвое-втрое больше вещества, чем, например, в наше время. Эти огромные массы относительно холодного материала спускались к внешнему ядру, где вырабатывается земное магнитное поле, и как-то влияли на процесс. Соответственно в несколько раз интенсивней работали вулканы и гораздо грандиозней были восходящие горячие фонтаны от ядра, мантийные плюмы. С этими процессами связан еще один - процесс истинного (в отличие от виртуального) движения земных полюсов вращения. В юре полюсы почти не двигались. В мелу и в нашу кайнозойскую эпоху они были способны передвигаться со скоростью до 4 сантиметров в год

Собственно, конвекция в жидком ядре и вращение внутреннего твердого шара в другом, жидком, и определяют преимущественное направление электронных вихрей в ядре, в результате которого получается привычный нам рисунок магнитного поля Земли.

Медленные колебания силы земного магнита можно объяснить, если, например, допустить, что меняется скорость вращения Земли вокруг оси. Все становится ясно: динамомашина сбавила обороты и магнитное поле убыло. Земля вращается то несколько быстрее, то медленнее, - это факт. Но вот переменность в направлении, в полярности магнитного диполя Земли. Как ее объяснить?

Сравнительно недавно ученые сумели разобраться с аналогичным явлением на Солнце. Там магнитное поле очень сложное, но в основе тоже есть некий магнит, диполь, создающий основную часть межпланетного магнитного поля, в котором движутся все планеты, включая и нашу, и он тоже направлен то «нормально», то есть направление на северный магнитный полюс примерно параллельно нынешнему земному, то противоположно. Но это происходит значительно чаще, чем с земным диполем. За то время, что автор этой книги сознательно фиксирует события в солнечно-земной науке, солнечный магнит прошел два цикла. Дважды он был ориентирован «нормально» и дважды - противоположно. Это выглядит так, как будто некий магнит, спрятанный в недрах нашей звезды, вращается «вертикально», в меридиональной плоскости. «Северный» магнитный полюс Солнца постепенно становится южным в течение примерно одиннадцати лет и возвращается к первоначальному положению еще через одиннадцать. Так образуется зафиксированный и космическими наблюдениями, и в разных процессах на Земле 22-летний цикл солнечной активности.

Но как бы ни объяснили в конце концов 22-летний солнечный цикл, он слишком не похож на процесс переполю-совки земного магнита. И прежде всего несходство в том, что солнечный диполь не ослабевает и не выключается совсем, а земной и ослабевает и выключается. Почему же происходят инверсии магнитного поля Земли, куда оно девается в «нуль-моменты»?

Может быть, динамомашина с самовозбуждением - неправильная модель?

Нет, правильная, заявил японский ученый Рикитаке. Но несколько упрощенная. Земные недра - это «двойное динамо».

Я не рискну уходить здесь в дебри довольно высокой электротехники, но грубо механизм ритма обращения магнитного поля Земли в моделях геомагнитологов уже несколько десятилетий выглядит так.

Ротор динамомашины Земли, ее жидкое ядро (напомню: в него, в свою очередь вложено малое, центральное твердое, видимо железное, ядро Земли) можно представить себе в виде двух роторов, вращающихся в одну сторону (вложены они один в другой или вращаются рядом в виде двух полушарий, северного и южного, в принципе не имеет значения).

Важно то, что ток от первого ротора направлен на усиление магнитного поля для другого. Ток же от второго ротора также направлен к первому, но создает там не усиливающее поле, а ослабляющее: это дополнительное поле противоположно основному.

Система этих токов и полей колеблется с определенным ритмом около некоего равновесного состояния. Чем сильнее ток, идущий от первого ротора, тем сильнее поле у второго ротора и ток от него. Но этот ток ослабляет поле первого ротора и его ток. Значит, слабее работает вторая половина динамомашины, снимаются препятствия в работе первого ротора, он снова усиливает свою деятельность и т.д.

Круг опять замкнулся. Общее суммарное магнитное поле всей системы меняет свой знак, проходя каждый раз через нуль. Перед нами - колебательная система, машина для выработки переменного магнитного поля. Правда, эта переменность очень медленная: сотни тысяч лет, даже миллионы - ее период. Есть и суперпериоды (суперхроны), сопоставимые (а возможно, и соотносимые) как с эрами горообразования, так и с геологическими эпохами, ритмами эволюции биосферы. Геофизики уже построили модель, связывающую процессы конвекции во внешнем жидком ядре Земли (а они и есть источник геомагнитного поля) с началом действия «суперплюмов», самых глубоких и грандиозных восходящих течений от самой нижней мантии. Исток суперплюма самим своим соседством с жидким внешним ядром радикально меняет установившееся направление и порядок конвекции в нем. Ослабление суперплюма ослабляет и течение в ядре, делает его менее стабильным и устойчивым. И вот кончается один суперхрон - геологическая эпоха с устойчивым полем одной полярности, и после периода колебаний и перестроек, с началом действия нового суперплюма, устанавливается новый суперхрон, новая устойчивая конфигурация магнитного поля, например, на весь меловой период, относительно ровное и стабильное геомагнитное поле нормальной (по отношению к нашей эпохе) полярности. В пользу этой модели говорит то, что именно в меловом периоде скорость раздвижения дна океанов, вулканизм были в несколько раз более энергичны, чем в нашем геологическом периоде, кайнозое, когда инверсии очень часты. И это не было каким-то особым свойством только мела. Похоже, эпохи быстрого движения пластин (вдвое быстрей нынешнего) довольно правильно чередовались с эпохами относительного тектонического спокойствия (как сейчас). Об истинном ритме говорить пока трудно, но характерное время «быстрой тектоники» и, соответственно, с гораздо более внушительной сейсмичностью и вулканической деятельностью, чем привычная нам, по мнению некоторых американских и австралийских ученых, составляет опять-таки что-то около 50 миллионов лет... Что же касается мелового суперхрона, то тогда и полюса Земли двигались со средней скоростью до 5 сантиметров в год, и это было истинное движение оси, а не виртуальное

Крон, великий отец Зевса-Юпитера, был свергнут своим сыном с небесного престола за то, что пожирал своих детей. Но Крон, он же Хронос, он же Сатурн, бог неумолимого времени, и не мог поступать иначе. Он и олицетворял собой само неумолимое время, которое рано или поздно пожирает все, им же и созданное. Он и остался непобежденным.

Но в жизни Вселенной и наш земной суперхрон - лишь один из циклов, хотя и из самых грандиозных.

Не все повторяется...

Мир геологических идей. Он полон столкновений и затяжной борьбы сразу, так сказать, на нескольких фронтах.

Фронт уже не проходит между мобилистами и фиксистами. Кажется, они примирились в тектонике плюмов. Но есть еще более важный, основной спор, можно сказать, общефилософского характера: между идеями однонаправленного необратимого развития Земли и ее оболочек, с одной стороны, и идеями всеобщей цикличности - с другой.

Земля не вечна. Она родилась вместе со всей планетной семьей, отживет «положенное» и умрет так или иначе - не скоро, но неотвратимо. Эволюция жизни на Земле - тоже однонаправленный, необратимый процесс. Однонаправленность есть, так же, как есть цикличность во многих процессах этого направленного развития. Это бесспорно. Спор - о границах между направленностью и цикличностью.

Атмосфера. Здесь уже немало говорилось о циклах, повторениях в системах атмосферных циркуляций, об их зависимости от космических лучей, от космоса, от приливных явлений и от активности Солнца. Но есть вещи, которые не повторяются. Например, появление человека и созданной им техносферы, которой никогда не было и которая неуклонно меняет даже и химический состав атмосферы, меняет так, как и не могло быть в истории Земли.

Большая группа российских и киргизстанских ученых под вела итог большой серии спектрометрических исследований земной атмосферы за последние двадцать лет второго тысячелетия от Рождества Христова. Двадцать лет спектрометры регистрировали спектр солнечного света, прошедшего через атмосферу в районе жемчужины Центральной Азии, высокогорного озера-моря Иссык-куль. Вокруг там, на тысячи километров, сейчас никакой промышленности, ничего такого, что придавало бы результатам чисто местное значение. Это поистине рассказ об атмосфере Земли в целом. Атмосфера поглощает из сплошного спектра Солнца узкие полосы в определенных его участках. Каждый газ, составляющий атмосферу, - только свои, ему присущие, полосы. По ширине полос можно весьма точно определять, сколько именно того или иного газа сегодня в атмосфере, во всей ее толще. Больше всего ученых интересовали газы, которых в атмосфере мало, но которые имеют решающее значение для нашего будущего. Это озон (кислород с трехатомной ионизированной молекулой) и двуокись углерода, то есть углекислый газ, испускаемый, как мы знаем, вулканами, нашими легкими, а также образующийся при работе двигателей внутреннего сгорания, тепловых электростанций, пожарах, то есть при горении, расходовании любого горючего и кислорода земной атмосферы.

Там тоже выявились интересные ритмы, и сезонные и многомесячные, но главное, наглядно и очень точно определились темпы современных стремительных и пока необратимых изменений в атмосфере. Озон образуется из кислорода воздуха под ежедневным воздействием ультрафиолетового излучения Солнца и играет весьма важную роль - не пускает к поверхности Земли самую опасную для всего живого на Земле жест- 1 кую часть этих самых ультрафиолетовых лучей. Каждый потерянный процент озона усиливает вредное биологическое действия Солнца на два процента! За двадцать лет его количество уменьшилось на 7 процентов, значит, на 14 процентов возросла опасность рака кожи и многих других известных и неизвестных заболеваний, повреждений в живых организмах Земли.

Уже заключены международные соглашения о добровольной перестройке всеми странами многих технологических процессов, повинных в повреждении озоносферы планеты. Например, Киотский протокол, ратифицированный недавно Россией (и не ратифицированный США). Синтетический, газ фреон, антагонист озона, главный агрессор в озоносфере, заменяют в спреях и холодильниках в широких масштабах другими, не столь вредными для озона газами. Пытаются обуздать добытчиков природного газа - его тоже нельзя упускать в атмосферу. Но на графиках ученых пока не заметно результата этих усилий - спасительного перегиба опасной кривой. Довольно круто она забирает вверх, и, что самое неприятное, все чаще там и сям по земному шару вдруг возникают местные аномалии, «озонные дыры», где неделями, а то и месяцами в силу каких-то еще не исследованных причин озона и вовсе подолгу почти нет, где опасно находиться всему живому.

Проблема углекислого газа - это не просто проблема выжигания человеком газа жизни, кислорода и замещения его негодным для дыхания газом. Это - тоже проблема, но не самого близкого будущего. Страшней другое. Углекислый газ порождает парниковый эффект, что усиливает тенденции глобального потепления климата, делает это потепление слишком быстрым, настолько, что его начинают ощущать как непосредственную угрозу даже малочувствительные к таким вещам чиновники, то бишь правительства разных стран и международные организации. Тают ледники, расширяется от разогрева вода в океане, море начинает наступать на густо заселенные берега островов и континентов. За двести последних лет количество углекислого газа в атмосфере возросло на треть. А за двадцать последних лет - на 13 %! Процесс идет по экспоненте, с ускорением. Это - катастрофа, на борьбу с которой человечество скоро начнет тратить больше, чем на военно-промышленный комплекс в разгар холодной войны

Литосфера. Многие геологи считали, что она «выпадает» из циклических процессов. Она наверху, потому что, дескать, легче подстилающей ее мантии; раз выделившись из мантии, литосфера уже не может утонуть снова. Но вот пришла тектоника плит, нашли, нащупали затонувшие, подобные. бревнам-топлякам, куски литосферы (правда, только океанической) в мантии. Сегодня необратимо выделившейся, непотопляемой считают только континентальную литосферу. Но где гарантия, что другие ученые в другое время не оспорят и это представление, о непотопляемости континентальной литосферы, о ее предназначении стать свидетелем конца света?

Земля-сердце

Была теория контракции, сжатия планеты. Согласно ей горы на Земле - как морщины на коже высохшей компотной груши. Эта теория господствовала, когда считали, что Земля возникла при остывании огненного шара. Жар Земли улетучивался с поверхности, образуя корку, и прятался в сокровенных недрах, а застывшая корка коробилась, дыбя горные системы.

Но потом открыли радиоактивный разогрев недр планеты и еще - явные следы растяжений в коре Земли, никак не объяснимых с точки зрения теории контракции. И появилась противоположная точка зрения - теория расширяющейся Земли, столкнувшаяся тоже с немалыми трудностями.

И вот группа геологов - американец У. Бэчер, российские геологи В.А. Обручев и М.А. Усов - объединяет две эти враждующие однонаправленные теории в одну сверхциклическую теорию. Земля - это большое бьющееся «живое» сердце! Ее биение - это смена процессов сжатия, преобладающих в земной коре в эпохи роста гор, складчатых систем, процессами растягивания, когда на огромном протяжении лопается земная кора, изливаются лавы, растягиваются и прогибаются, затопляясь мелкими морями, равнины континентов.

Рамки «кардиологической» теории гибки. Они позволяют вместить очень многие «экзотические» гипотезы, примиряя непримиримое.

Мобилизм. Континенты могут двигаться на пульсирующем шаре. И даже обязательно будут двигаться! Как говорил В.А. Обручев, во время пульсации «каждый раз происходит действительное перемещение континентальных масс на поверхности».

Дело в том, что, когда идет стадия расширения, земная кора лопается не где попало, а чаще в самом слабом месте, чаще там, где она уже лопалась «в прошлый раз». И берега такой трещины, раздвинувшиеся в прошлые фазы расширения, раздвинутся еще больше. При последующем сжатии эти берега не сомкнутся: они уже заполнены молодой, прочной на сжатие, застывшей корой, образованной излившейся магмой.

Сжатие проявит себя на других, податливых именно к сжатию участках коры. И на планете вырастут могучие цепи очередного горообразовательного периода.

Возьмем лист бумаги. Мы можем сделать из него горную складку двумя способами. Если поднимем пальцем или карандашом его центральную часть - и если сдвинем навстречу его противоположные стороны.

Среди тектонистов было две школы. Одна утверждала, что все горы возникли первым путем. Это были «вертикалисты». Вторая школа - «горизонталисты» - считала, что горы возникают путем бокового, горизонтального сжатия. Пишущий эти строки всегда был «горизонталистом». А его мать, заслуженный ученый, доктор наук, так и осталась «вертикалисткой».

«Пульсирующая» теория легко объединяла противников. «Просто» процесс горообразования разбивается на два этапа - горизонтальный и вертикальный.

Сначала горы дыбятся под боковым напором сжимаемых глыб. При этом кора изгибается, ломается как вверх, к небу, так и «внутрь», к центру планеты.

Но вот сжатие ослабевает, даже начинается фаза расширения Земли, а горообразование продолжается!

Теперь в силу вступил принцип изостазии. Кора «плавает» на мантии. И если она слишком глубоко «окунулась» в текучую ее твердь, она начнет всплывать. И вот на смену горизонтальным тектоническим силам приходят вертикальные. Восстанавливая после напряженной эпохи сжатия утраченное изостатическое равновесие, кора медленно всплывает в одних местах и опускается в других (там, где она слишком сильно изогнулась вверх).

Сейчас геологи видят чаще вертикальные движения. Следы горизонтальных встречаются в основном в смятых пластах уже воздвигнутых горных цепей. Значит, очередная эпоха сжатия близится к концу; через сотни тысяч, миллионы лет изостатическое равновесие восстановится. Горы начнут разрушаться. Равнины - прогибаться и опускаться под уровень моря. На лице Земли появится огромное число новых вулканов. Это, кстати, тоже одно из достижений теории пульсации. Все другие теории не могли объяснить, почему вспышки вулканической активности земной коры не совпадали во времени с максимальным ростом гор. А здесь все ясно. Вулканизм есть выражение временной победы расширения, говорил М. Усов, один из создателей теории.

Встроится ли она, теория пульсации, в грядущую непротиворечивую и все объясняющую геологическую теорию, которая пока явно строится на фундаменте новейшего мобилизма?

У теории пульсирующей Земли есть слабые места. Одно из них - загадочность механизма пульсации.

Земля расширяется от радиоактивного разогрева, говорили создатели теории, но в определенный момент в ее недрах происходит перестройка вещества на атомном и молекулярном уровне. Эта перестройка не только приостанавливает «распухание» Земли, но и сокращает снова ее радиус до прежней величины. Объяснение действительно очень общее, и основано оно больше на предположениях, чем на фактах. Но не в этом ли пока главная болезнь всех геологических теорий? Ведь если мы можем «увидеть» внутренность Земли при помощи геофизических методов (правда, очень грубо, как сквозь мутное стекло), то увидеть прошлое этих сокровенных недр планеты мы пока не в силах. Мы видим миг из долгой и сложной жизни. И вопрос, собственно, в том, чтобы построить стройный, логичный сценарий истории Земли, конечные кадры которого совпали бы с нашей действительностью.

Теория плюмов на сегодня сделала то, к чему стремилась и чего не добилась теория пульсаций. Значит ли это, что пульсаций не было? Сама история мобилизма, осмеянного и опозоренного, вытащенного из тайных забытых закоулков библиотек на глазах у автора этой книги и ставшего системой, говорит о том, что все в истории науки еще может пригодиться. Как говорил великий физиолог Гарвей, «ни хвалить ни порицать: все трудились хорошо!».

Критические параллели

Полярные исследователи, возвращаясь из своих странствий, рассказывали странные вещи. На скованных холодом мрачных скалах Земли Франца-Иосифа, Новой Земли, Гренландии они часто встречали следы недавнего действия моря. Прибойные пляжи на террасах, поднятых высоко над уровнем моря - на десятки и сотни метров. На скалах находят скелеты тюленей, стволы принесенных морем деревьев.

И вот что интересно. Чем севернее местность, тем на большей высоте находятся эти свидетельства недавнего присутствия моря.

Уменьшается приплюснутость Земли - и вещество мантии перетекает от экватора к полюсам. Литосфера планеты испытывает при этом сложные деформации, особенно сильные на критических параллелях

Ученые давно уже нашли объяснение всеобщему поднятию суши в Северном Ледовитом океане. Великий четвертичный ледник, многокилометровой своей толщей вдавивший земную кору в мантию, занимал огромные пространства. Местами он лежал прямо на морском дне. И вот каких-нибудь 15- 20 тысяч лет назад ледниковый щит, подобный современному антарктическому, в очередной раз начал таять. Наступило голоценовое межледниковье. И земная кора, освобожденная от груза, стала распрямляться.

Но в наши дни ни одна теория, даже столь давно и прочно утвердившаяся в умах и учебниках как ледниковая, не застрахована от критики.

В последние годы противники «гляциализма» нашли в построениях сторонников четвертичного оледенения немало противоречий и неточностей. Биологи упрямо твердили, что мелкие моря типа Белого и Балтийского вовсе не были выдавлены льдом до дна, иначе в них не сохранились бы многие древние виды моллюсков и рыб, которые водятся только в этих морях и нигде больше. Ледниковые валуны, морены, могут образоваться и не ледниковым путем. В Белом море и сейчас можно видеть, как на мелководьях нарастают «морены» из камней, оторванных от скал и перенесенных на далекое расстояние морскими льдами.

Нашлось другое объяснение и для явления всеобщего подъема суши по берегам и на островах северных морей,

В 1933 году геолог А.Д. Архангельский подчеркивал, что «процесс выравнивания Скандинавского и Канадского щитов возник задолго до ледникового периода, и поэтому нет никаких оснований относить поднятия за счет разгрузки от оледенения».

А Ли Сы-гуан, известный китайский геолог, доказывал, что вне всякой связи с оледенениями процесс отступления моря в высоких широтах Земли всегда сопровождался наступлением океана в районе экватора, и наоборот. Очень многие признаки указывали на то, что эта пульсация моря связана с неравномерностью вращения Земли вокруг собственной оси.

Дж. Дарвин, как мы уже знаем, установил закон, по которому под действием приливных сил замедляется вращение планеты. И вот это замедление (в наши дни сутки удлиняются примерно на 0,0016 секунды за каждые 100 лет) приводит к тому, что сплюснутость Земли уменьшается.

Поэтому, доказывал российский ученый профессор М.В. Стовас, и поднимается из вод морских полярная суша. А в районах экватора суша, наоборот, большей частью опускается. И заболочивание амазонской сельвы, джунглей Конго и Индии, размыв берегов Малайского архипелага - все это имеет отношение к большой перестройке фигуры Земли.

Но если экваториальные области опускаются, а полярные - поднимаются, то где-то между ними должна проходить критическая параллель, разграничивающая их. Эту параллель нашли математики. Она проходит по широте 35 градусов 15 минут 22 секунды в обоих полушариях.

Французский ученый Ш. Морен пробовал в 1927 году подсчитать, сколько землетрясений приходится на каждую широту Земли. У него получилось, что максимумы землетрясений приходятся на тропический пояс и пояс между 30 и 40 градусами широты. При замедлении своего вращения планета как бы худеет в талии. Тропический пояс - первая критическая параллель - испытывает сжатие. Именно поэтому здесь много землетрясений, а горы, разломы коры, которые есть на экваторе, имеют в основном меридиональное направление, поперечное силам сжатия.

М.В. Стовас провел такой расчет. Начиная с силурийского периода (больше 400 миллионов лет назад) площадь экваториального пояса Земли уменьшилась вследствие похудения Земли в талии на 184 214 квадратных километра. Экваториальный диаметр Земли уменьшился при этом на 6 километров.

Все эти квадратные километры коры не могли исчезнуть бесследно. Они были «съедены» складками коры, поперечными горными цепями, поперечными же трещинами.

Одновременно увеличивался полярный диаметр планеты - почти на 12 километров за эти сотни миллионов лет. А обе полярные области планеты увеличились на 183 474 квадратных километра.

Это почти равно тому, что Земля потеряла у экватора, но не совсем: 740 квадратных километров исчезло. Этого следовало ожидать: ведь планета приблизилась по форме к шару, а поверхность шара - наименьшая при данном объеме. Так что в целом Земля теряет земную кору по мере замедления своего вращения.

Вблизи полярного круга, по широте 62 градуса, проходит еще одна критическая параллель Земли. Именно эта параллель более других приполярных широт удлиняется при уменьшении сплюснутости Земли. Здесь, отмечал М.В. Стовас, тоже происходит много землетрясений (примеры - Исландия, Аляска). Здесь земная кора трескается от растягивающих ее усилий. И трещины эти, разломы, стремятся расположиться вдоль меридианов перпендикулярно критической широте.

А вот критическая параллель, разграничивающая область сжатия и область растяжений, совпадает (довольно-таки приблизительно) с крупнейшей горной системой Земли - Гималаями, Памиром, Гиндукушем.

Она проходит в северном полушарии примерно через Сан-Франциско, Лиссабон, Сицилию, Калабрию, Ирак, Токио. Одно только это перечисление даже для неспециалиста прозвучит как напоминание о крупнейших сейсмических катастрофах в истории Земли. На эту же параллель ложится крупнейший подводный разлом коры Тихого океана - Муррей.

В южном полушарии эта исключительность 35-й параллели выражена менее ясно, но и там о мощных тектонических процессах напоминают нам названия Консепсьона (Чили), Австралийских Альп, а в океане на этой широте расположены выходы главных «горячих точек», откуда растекается во все стороны океаническая литосфера трех главных океанов Земли, это точки островов Тристан-да-Кунья в Атлантике, Хуан-Фернандес и Новой Зеландии в Тихом океане, южноиндоокеанская горячая точка севернее острова Кергелен.

Вряд ли, конечно, можно согласиться с М.В. Стовасом, который чуть ли не всю тектоническую деятельность Земли рассматривал через сеть критических параллелей (и меридианов - их он тоже выделяет). С нынешней господствующей, наиболее обоснованной тектонической глобальной теорией плит теория оказалась не увязанной. Значит ли это, что построения Стоваса можно просто выбросить и забыть? Нет, в истории науки много раз бывало уже, что выброшенная, полностью забракованная теория вдруг обретала новые силы и на новом уровне возвращалась. Так было и с теорий дрейфа континентов, которая одно время считалась «лженаукой», была почти под запретом. На важность общепланетарных напряжений в теле Земли для тектоники указывали многие видные ученые - академики В.А. Обручев, Н.С. Шатский и другие. О них не нужно забывать и сейчас.

Прав, вероятно, выдающийся российский геофизик Ф.Н. Красовский, который в свое время сказал об этом осторожно, но определенно: «Земная кора в поясах между широтами 20 и 50 градусов должна обладать большей приспособленностью к изменениям фигуры Земли, обусловленным изменениями скорости вращения Земли, чем в остальных частях земного шара».

Как же могут проявить себя ротационные изменения фигуры Земли в ритмах нашего мира?

Ритмы мелкого порядка как бы заложены в самом режиме вращения Земли. Сутки не только равномерно удлиняются с течением столетий. Иногда скачком, по непонятной причине, скорость вращения Земли возрастает. Так было в 1910- 1913 годах. За четыре года сутки сократились на 0,0044 секунды.

Скорость вращения неравномерна даже в течение суток - из-за воздействия Луны и Солнца. И в течение года тоже. В марте скорость вращения Земли минимальна, а в августе - максимальна. .

Да и вековое замедление вращения Земли под тормозящим действием Луны и Солнца идет неравномерно (как мы уже знаем, приливные силы не отличаются постоянством). С 1681 по 1954 год сутки удлинялись в среднем на 0,0004442 секунды в год. А с 1887 по 1954 год - на 0,001645 секунды. То есть скорость торможения Земли возросла чуть ли не в 4 раза!

Это мелкая рябь ритмов. А крупные циклы могут проявлять себя, даже если удлинение суток шло с постоянной скоростью.

Выше я уже писал об истинном движении земных полюсов при распределении в мантии больших масс погрузившихся туда океанических литосферных плит. При этом реально и очень сильно меняется - в обе стороны - и скорость вращения Земли.

Вот как представлял себе это наш соотечественник ученый Л.С. Лейбензон. В 1910 году он высчитал, что земная кора деформируется не все время по мере перестройки фигуры планеты, а рывками, когда напряжение, растягивающее или сжимающее, превысит предел прочности коры. По подсчетам Л.С. Лейбензона, земная кора континентов должна трескаться на больших протяжениях тогда, когда сутки изменятся не менее чем на 11 минут. И если современное замедление вращения Земли (сутки увеличиваются за 100 тысяч лет на 1,6 - 2,4 секунды) было в прошлом таким же, то земная кора лопается, подстраиваясь под изменения фигуры Земли, каждые 30- 40 миллионов лет.

Цифра интересная - и очень знакомая геологам. Именно такими по продолжительности были горообразовательные циклы, входившие в «большие» горообразовательные эпохи. По мнению академика Д.В. Наливкина, таких подчиненных ритмов горообразования было в альпийскую горообразовательную эпоху шесть, в герцинскую - пять, в каледонскую - тоже пять. Масштабы изменений на поверхности Земли всякий раз - огромны, много больше, чем может обеспечить механизм очередной перестройки земной фигуры, но затравкой, сигналом, спусковым механизмом для иных, внутренних сил планеты они могли быть.

Все небесные тела вращаются, все они - круглые. Значит, у всех можно искать критические параллели.

М.В. Стовас напоминает, что пятна на Солнце зарождаются именно у 35-й солнечной параллели. Известно, что наше дневное светило и некоторые крупные планеты вращаются с неодинаковой скоростью разными своими широтами. Самое быстрое вращение на экваторе. Ближе к полюсу скорость вращения широты падает, но падение это не постепенное. Скачком скорость меняется все на той же 35-й параллели.

Земля твердая. Но у нее есть атмосфера, которая проявляет склонность вращаться так же, как фотосфера Солнца, гигантские атмосферы Сатурна и Юпитера: быстрее у экватора, медленнее у полюсов.

И тут линией раздела служит 35-я параллель. Ревущие сороковые широты. Не потому ли многие поколения моряков и метеорологов выделяют их в обоих полушариях, что здесь самая высокая циклоническая активность земной атмосферы?

И эти же ревущие сороковые медленно, но неотвратимо действуют в твердой коре Земли. Многие ученые - В. Шар-детский, Р. Ревель, Б. Мунк - находят и в земной коре признаки неравной скорости вращения на разных широтах. Эта «циклоническая» составляющая может вмешиваться в новейшую тектонику плюмов-плит, заставляя медленно поворачиваться гигантские блоки земной поверхности, целые плиты, расположенные вблизи все той же 35-й параллели. Индия, по некоторым данным, сейчас медленно вращается против часовой стрелки. А Австралия - по часовой!

Так пульсирует, или, если осторожнее, может пульсировать, Земля, вся в целом или отдельными своими частями, закономерно и ритмично, вздымая цепи гор, раздвигая материки.

Галактический год

Путь солнечной системы вокруг центра Галактики от апогалактия (пройден в конце мелового периода 76 миллионов лет назад) до перигалактия (наступит через 12 миллионов лет). Скорость Солнца на ее орбите возрастает с 207 до 247 км в секунду

Чем более крупные ритмы рассматривали ученые, тем чаше приходили они к мысли о внутреннем единстве самых разных циклических процессов на планете и в космосе.

По напластованиям земных слоев - летописи минувших эпох - геологи, географы, палеонтологи видели, что ритмам горообразовательным соответствовали, как правило, ритмы климатические - великие похолодания и потепления. А с теми и другими тесно связаны зигзаги биологической эволюции.

До поры до времени все объясняли.«просто»: росли горы, на них зарождались ледники, которые спускались в долины и портили климат планеты. Но потом возникло подозрение, что в прошлом на Земле не было более высоких гор, чем нынче. А оледенения были - не чета нынешнему.

Продолжительность самых крупных циклов Земли - горообразовательных этапов и привязанных к ним гигантских климатических ритмов сейчас исчисляется примерно в 180- 200 (за рубежом в 200- 250) миллионов лет. Эти цифры оставались сухими и бесстрастными, пока кто-то из геологов не обратил внимания, что очень близкими промежутками времени оперируют астрономы. Около 200 миллионов лет длится галактический год Солнечной системы, период обращения нашей звезды вокруг центра звездной системы, к которой она принадлежит, - Галактики.

Вычислить в точности орбиту, по которой Солнце обращается вокруг центра Галактики, очень трудно. За все время существования астрономии мы прошли по этой орбите около десяти секунд дуги. А за время, когда в астрономии существует понятие о Галактике, - во много раз меньше. И все же астрономам удалось - приблизительно, конечно,- вычислить основные элементы этой орбиты.

По данным известного нашего астронома П.П. Пареного, галактический год длится 212 миллионов лет. Но геологов скорее должен интересовать другой период - 176 миллионов лет.

Дело в том, что орбита Солнца (эллиптическая, с перигалактием - моментом наибольшего сближения с центром Галактики и апогалактием - моментом максимального удаления) оказалась весьма не простой. Сама плоскость этой орбиты как бы вращается навстречу движению Солнца. Из-за этого, покинув перигалактий, Солнце придет в него снова не через полный галактический год, а раньше - через 176 миллионов лет.

Итак, раз в 176 миллионов лет Солнце вместе со всей своей планетной семьей приближается к центру Галактики, проходит через пространство, более насыщенное звездами, межзвездной материей, магнитными полями, космическими лучами. Не может ли это быть причиной горообразовательных, климатических и эволюционных ритмов Земли?

С эволюцией - «проще всего». Число генетических мутаций, без сомнения, увеличивается с ростом космического излучения, а естественный отбор усиливает свое действие в периоды быстрых изменений климата. Гораздо сложнее связать сам климат с «сезонами космического года». Стоп! Может быть, где-то здесь и отгадка? Сезоны космического года...

Нашими временами года мы обязаны вполне космической причине - наклону земной оси. Не может ли эллиптичность солнечной орбиты тоже вызывать своего рода смену галактических сезонов?

Мы очень мало знаем о том, как звезды влияют друг на друга и на планетные системы друг друга. И потому гипотезы, связывающие сезоны галактического года с климатом и горообразованием, обильны и обладают множеством уязвимых мест, требуя иной раз таких допущений - физических, астрономических, геологических, - что некоторые представители этих наук порой теряют терпение и обрушиваются на, «астрогеологию» с резкими нападками. Но при этом часто сами впадают в противоположную крайность, выплескивая с водой ребенка - отвергая самую мысль о единстве всех естественных процессов, о том, что Земля не изолированное от космоса, а рядовое, если не второстепенное, космическое тело, живущее в сообществе других космических тел.

Попробуем все же проследить за осторожными и робкими пока набросками теории «галактических сезонов».

Многие геологические данные говорят о том, что большие похолодания совпадали, с одной стороны, с подъемом горообразования, а с другой - с перигалактиями солнечной орбиты. Г.Ф. Лунгерсгаузен, известный российский исследователь, называл перигалактии космическими зимами.

В самом начале такой зимы живем мы с вами. Очередное максимальное (хотя и не такое уж близкое) сближение нашего провинциального Солнца с центром Галактики наступит «всего» через 12 миллионов лет. Это может означать, что пережитые Землей недавно похолодания - цветочки по сравнению с тем, что ждет наших отдаленных потомков.

А сила современного горообразования, и так не маленькая, еще долго будет нарастать.

А что, если, приближаясь к центру Галактики, Солнечная система попадает в довольно плотные слои космической пыли? Межпланетное пространство мутнеет, солнечный свет и тепло достигают Земли уже «не в полном объеме».

Попадая в атмосферу Земли, частицы космической пыли служат ядрами конденсации для паров воды. Небо в «космические зимы» больше покрыто тучами, отражающими солнечный свет обратно в космос. Климат планеты делается более влажным. А это, как считают многие географы, даже больше влияет на образование не тающих горных и полярных льдов, чем похолодания.

Мы видели, какую огромную роль могут играть в космосе приливные силы. Даже планеты оказывают своим слабым притяжением такое влияние на наше светило, что могут быть регулятором его активности, а это, в свою очередь, влияет на климаты Земли.

Солнце, погружаясь в моменты перигалактиев в самую гущу нашей звездной системы, попадает в гораздо более мощное поле тяготения, чем то, которое воздействовало па него в дальних частях орбиты. Всю толщу Солнца пронизывают могучие приливные усилия. Они могут повлиять на активность образования солнечных пятен, мощь и частоту солнечных выбросов массы, силу солнечного ветра.

А усиление солнечной активности - об этом шла речь в главе «В небе Солнца» - «портит климат», делает его более влажным.

Центр Галактики может вызывать приливы непосредственно на планетах. Известно, что небо южного полушария гораздо более звездное, чем северное. Это потому, что сейчас Земля обращена к центру Галактики южным своим полушарием. Через четверть галактического года центр Галактики будет над экватором Земли. Его приливная сила будет то складываться с приливными силами Луны или Солнца, то вычитаться из них. Пройдет еще один галактический сезон - и центр Галактики окажется над северным полушарием Земли (а Полярная звезда над южным).

Фигура Земли вынуждена подстраиваться к изменяющимся условиям каждую четверть галактического года, то есть каждые 40- 50 миллионов лет. В предыдущей главе мы уже знакомились с этими периодами, отдельными фазами большого горообразовательного периода. Только там к этим цифрам привел расчет прочности земной коры, а здесь - «времена галактического года».

Г.Ф. Лунгерсгаузен по-иному представлял себе деление большого геологического цикла на фазы. Дело в том, что плоскость орбиты Солнца не совпадает с плоскостью Галактики. Значит, только дважды в галактический год Солнце попадает точно на эту плоскость. Это очень важно, ибо Галактика - очень плоское образование, вроде блина, и, чуть-чуть удаляясь от этой плоскости, Солнце довольно резко меняет среду обитания: звездная плотность колеблется.

Но о самом важном следствии такого колебания Солнечной системы относительно галактической плоскости заговорили на рубеже тысячелетий, после распространения «нового катастрофизма». Теперь говорят уже не только об отдельных крупных астероидах и кометах, время от времени, «квази-периодично», падающих на Землю и вызывающих великие вымирания, но и о том, что периодичность ожесточенных обстрелов Земли (и всех других планет нашей Солнечной системы) так же неумолима, как приход зимы, да и по действию заслуживает названия галактической зимы.

Земля как минимум раз в полгода (галактического) оказывается на пути потоков вещества, например, галактических комет. По некоторым расчетам (А.А. Баренбаума из Института нефти и газа РАН), в такие эпохи (их продолжительность 1- 5 млн лет) на Землю выпадает раз в несколько лет комета, которая (в среднем) выделяет при соударении около 10^21-22 джоулей энергии, что эквивалентно землетрясению с невозможной в обычном землетрясении магнитудой 11 (балльность по шкале Рихтера). Это встряхивает планету так, что резко ускоряются все плитотектонические процессы, а главное, вызывает планетарное оледенение (из-за запыленности, пониженной прозрачности атмосферы в галактические зимы). При этом Земля оказывается повернутой в сторону потока комет (от центра Галактики) то южным своим полушарием (как сейчас), то северным. Из-за этого галактическая зима сильнее проявляет себя больше в соответствующем полушарии (нынешнее оледенение, как и пермокарбоновое, намного дольше и сильней проявляет себя в южном полушарии).

Впрочем, галактические кометы еще никто не наблюдал, и возможно, механизм галактических зим работает не так, но, похоже, все же работает. Сейчас к этому приходят многие.

Дефект земной массы

Вместе с терпеливым читателем мы ушли довольно далеко от Земли в поисках ответа на сугубо земные проблемы. Так далеко, что даже забравшиеся в эти космические дебри «астрогеологи» разбавляют свои статьи многочисленными оговорками: «можно предположить», «вероятно», «не исключено».

Но, учитывая это, мы должны все же пройти до конца, чтобы представить себе весь комплекс явлений - земных и космических, которые могут быть связаны между собой с точки зрения современной науки.

Физики обычно мало интересуются геологией, а геологи плохо знают физику. Это положение начало меняться только в последнее время.

На одном из совещаний «астрогеологов» был прочитан доклад, который вызвал споры. Автор доклада А.А. Лавров попытался объяснить смену галактических сезонов, опираясь на некоторые положения теории относительности. По этой теории масса любого тела, в том числе и космического,- величина не такая уж абсолютная. Она зависит от скорости.

В микромире это очень существенно. Там твердо различают массу покоя и массу движущейся (с околосветовой скоростью) частицы. В макромире этим эффектом обычно пренебрегают. Считают: раз до околосветовых скоростей далеко, то и говорить не о чем. Лавров решил все же попробовать. Попробуем вслед за ним и мы.

Тут не обойтись без формулы, связывающей массы покоящегося и движущегося тела:

Здесь v - это скорость тела, ас - скорость света. Ясно, что, чем больше v, тем дробь ближе к единице, знаменатель дроби - к нулю, а все выражение в целом - к бесконечности.

Но в нашем случае до бесконечности далеко. Орбита Солнца (а следовательно, и всей его планетной семьи) эллиптическая. Значит, скорость Солнечной системы не постоянна. Если в апогалактии она равна 207 километрам в секунду, то в перигалактии она возрастет до 250 километров в секунду! Разница не такая уж маленькая. Подставим эти цифры в формулу, и у нас получится, что в перигалактии Земля весит примерно на 0,00000022 своей массы больше, чем в удаленной точке своей орбиты.

Весь «дефект массы», прибавка «из ничего» составляет примерно 1320 триллионов тонн. Все последствия такого ритмичного утяжеления трудно исчислить. Во-первых, Земля действительно оказывается пульсирующей с биением, равным одному галактическому году! Ведь, прибавляя в массе, в перигалактии она сжимается - тут выше вздымаются горы, сильнее дыбятся складки. А в апогалактии, когда планета несколько «расслабляется», на Земле побеждают процессы расширения. Изливается лава на огромных пространствах из лопнувшей и разошедшейся коры, растягиваются и прогибаются равнины?

Более тяжелая и компактная в перигалактии планета вертится быстрее. Значит, вступают в действие новые циркуляционные процессы в атмосфере, ее сплюснутость увеличивается, оживают критические параллели. Вероятно, это ускорение вращения не проходит бесследно и для земного магнитного поля (ведь само существование этого поля зависит от режима вращения электрического динамо планеты), а значит, и для полярных сияний, космических лучей и всей свиты «аэрономических» явлений.

Становится несколько тяжелее не только Земля, но и все планеты Солнечной системы и само Солнце. Значит, они несколько теснее сближаются в космосе, и последствия этого, возможно, тонкие и трудноисчислимые, тоже проявляют себя в космических связях.

Физики возражают против такого истолкования теории относительности Эйнштейна. «Дефект массы» у ускоряющейся Земли будет, и он будет таким, как А.А. Лавров посчитал, но только относительно «покоящегося» центра Галактики (на самом деле и он куда-то мчится). Относительно друг друга атомы Земли не ускоряются, а значит, и гравитационное взаимодействие между ними меняться не должно.

Возможно, поэтому довольно тщательно разработанная гипотеза Лаврова так и не станет теорией. Но слишком многое указывает на длительные природные циклы с такой продолжительностью. Механизма взаимодействия между галактическим годом и горообразованием на Земле не подобрали - но ясно, что попытки сделать это будут продолжены.

Один Большой Бац, второй Большой Бац...

Древние говорили: «Pedes ad terram, ad sidera visum» (ноги на Земле - в звездах взор). В таком состоянии сейчас находятся многие науки о Земле. В космосе ищут они ответа на земные вопросы. А космос еще и еще раз напоминает нам о ритмах, о гигантских и малых волнах во времени и в пространстве.

Все острые, новые, волнующие проблемы астрофизики связаны с ритмическими процессами.

Не так давно были открыты квазары - квазизвездные объекты. Их долго принимали за галактики, то есть скопления звезд, пока не обнаружили, что они меняют блеск по сложной, многоритмичной кривой. Но их не осмеливаются назвать и звездами. Видимо, это гигантские капли ядерного вещества, родственные тем телам, из которых образовались и звезды нашего мира.

Вся наша Вселенная, если не лгут спектрографы астрономов, разлетается из единого центра. Спектр всех достаточно удаленных звезд сдвинут в сторону красного конца. И как кажется нам более басовитым гудок удаляющейся от нас электрички, так и длина световой волны как бы удлиняется, когда источник ее удаляется от наблюдателя или фотопластинки. Совсем недавно американский космический телескоп «Хаббл» обнаружил

7 А-851 невероятно удаленную Галактику, которая удирает от нас с такой скоростью, что получается, что ее возраст всего 5 % от возраста Вселенной, где-то совсем «на краю». Она излучает в пространство невероятно ярко, но в основном в невидимом ультрафиолетовом диапазоне; из-за красного смещения ее свечение съезжает к длинноволновому концу спектра и становится видимым. Дальше - все темней, приближается «горизонт» видимой Вселенной, он - в 12 миллиардах световых лет от нас, там - самые быстрые объекты, летящие прочь со световой скоростью, и свет от них до нас просто не мог дойти. Этим, кстати, объясняется то, что над нами - утешительная чернота Вселенной, если бы не этот «горизонт», свет бесконечного количества звезд превратил бы небо в сплошное сияние, при котором вряд ли могла появиться и развиться какая бы то ни было жизнь.

Вся окружающая нас Вселенная «разбегается» после Большого Баца. Примерно так (а не Большой Взрыв)- эмоциональней, но и точнее - переводится английское выражение «Big Bang». И всегда будет разбегаться? Споры об этом очень' похожи на споры о расширяющейся Земле.

Ответ зависит от того, какова истинная плотность материи в космосе. В Галактиках (в нашей тоже) количество материи на вид процентов 15 от той ее массы, которая устанавливается по скоростям бегущих вокруг таинственных малопроницаемых , для инструментальных наблюдений галактических центров звезд. Если подобное соотношение видимого и невидимого вещества действительно для всей Вселенной, то плотность вещества в ней как раз такова, что разбегание должно остановиться рано или поздно, то есть по сей день не исключена модель пульсирующей Вселенной. В какой-то момент сила взаимного притяжения всего бесчисленного множества разлетающихся галактик, звезд, квазаров победит и начнется сбегание галактик к единому центру. И тогда повторится то, что было и будет много раз. Собравшись воедино, вся масса материи, сжатая чудовищным давлением гравитационного притяжения, набравшая огромную кинетическую энергию своего падения, будет крайне неустойчива. В ее недрах начнутся ядерные процессы, которые трудно себе представить даже на современном уровне науки, но, тем не менее, бесстрашно моделируются учеными в их теориях хода Большого Баца.

Всеобщий взрыв - и снова летят во все стороны обрывки материи, формирующиеся в квазары, галактики, звезды, вокруг которых начинают обращаться планеты. На мириадах миров проходят самостоятельные пути развития разнообразнейшие биологические эволюции, рождаются и гибнут цивилизации - и так до следующей пульсации. Один из американских ученых даже назвал длину этого самого долгого, основного ритма Вселенной - 50 миллиардов лет. Длинней этого теоретического, но вполне уже просчитанного ритма автор этой книги уже не в силах пока предложить читателю ничего...

Некоторые ученые считают пульсирующей не всю Вселенную, а отдельные участки бесконечной Вселенной - метагалактики. Все метагалактики, подобно нашей, пульсируют. Но в то время как одни расширяются, другие, наоборот, уже начинают «схлопываться», несметное число бьющихся вразнобой метагалактик наполняют «всю» Вселенную.

Но даже и эта огромная по масштабам картина может оказаться бедной рядом с истинным, бесконечным разнообразием Вселенной, с бесчисленным набором ее ритмов. Некоторые ученые на рубеже тысячелетий считают (и это не просто фантазия, а выстраданный и вычисленный выход из многочисленных противоречий) нашу ускоренно разлетающуюся Вселенную не более чем Браной, то есть как бы куском 4-мерной поверхности многомерного сверхмира, который может вовсе и не разлетаться и быть, как думали физики еще в начале XX века, и бесконечным и вечным, если к истинной многомерности можно отнести наши самые изощренные представления о протяженности и течении времени.

В сущности, в основе представлений ученых о ритмах всех рангов лежат старые натурфилософские идеи о симметрии и гармонии мира. Само устройство мира являет собой ритмичную картину. Были открыты ядерные истицы - - и предсказаны античастицы. Предсказание оправдалось.

Мы знаем наш мир, нашу метагалактику. Брану. И где-то рядом некоторые ученые мысленно поселили уже антимиры. Мы знаем гравитацию, а физики и техники мечтают об антигравитации.

Объем многомерной Вселенной, возможно, заполнен сопряженными разными хитрыми способами бранами, мирами и антимирами, в каждом из которых могут быть свои собственные физические законы и даже свое собственное течение времени. Все это - встроенное в единые и самые общие правила. Даже и в нашей видимой Вселенной ученые подозревают некоторые недавно открытые структуры в скоплениях галактик в нарушениях, с точки зрения нашего обыденного здравого смысла, обычного причинно-следственного хода вещей. Даже шуточный мысленный эксперимент приводится, но вовсе не в шутку: в одном из тех космических волокон мы сначала бы выпили свой утренний кофе и лишь потом увидели бы, как нам его готовят, и ощутили бы его запах.

В нашем мире владычествует второй закон термодинамики. Более нагретое тело обязательно передаст свое тепло менее нагретому, а оно в свою очередь - еще менее нагретому, если такое найдется. Это называется энтропией. В результате энтропийных процессов тепло должно распределиться равномерно между всеми телами Вселенной. Если такое случится, наступит «тепловая смерть Вселенной». Энергия в такой Вселенной есть, она никуда не девалась, но она может проявить себя, только если ей есть куда переливаться. Так, в горном озере есть потенциальная энергия, но «работать» она начинает, только если вода найдет себе путь вниз, в долину. А тепловая смерть - это всеобщее равенство энергетических уровней, а такое равенство означает полное отсутствие любых энергетических возможностей и процессов. Неподвижность.

Идея тепловой смерти не нравится философам не потому, что она неприятна. А потому, что она выпадает из «ритмичной» философской картины мира. Раз есть энтропия, где-то в мире должна действовать антиэнтропия, негэнтропия.

И вот картина Вселенной, состоящей из пульсирующих миров, обогащается новыми понятиями. Вселенная (или Метагалактики) пульсируют не чисто механически. Не просто расширение сменяется сжатием, а меняется знак энтропии! Эстонский академик Г. Наан доказывал мне в советском еще Таллине, что в тех из сопряженных миров, где энтропия заменена антиэнтропией, меняет свое направление само время, четвертое измерение Вселенной! В этом случае второй закон термодинамики действителен и для «антимира», но поскольку там время течет вспять, то в целом Вселенная, совокупность пульсирующих миров, уравновешена. По отношению ко всей Вселенной собирание и разбазаривание энергии - процессы равноправные. В этом случае тепловая смерть Вселенной не грозит.

Так даже Время, великий Хронос, на котором основано само понятие ритма, попадает в подчинение к самому себе, вовлекается во всеобщую систему пульсаций и ритмов.

Полезная ошибка

История изучения вариаций началась перед войной. В те времена космические лучи носили свое гордое имя как бы «подпольно». Никто еще не доказал, что они космические. Встречались скептики, утверждавшие, что таинственное излучение приходит не с неба, а снизу, из земных глубин.

Тогда-то и была открыта первая вариация. Однажды ленинградские ученые Мысовский и Тувим, тщательно сопоставив данные наблюдений со сводками Ленинградского метеоцентра, ясно увидели закономерность: поток космических лучей уменьшался на треть процента всякий раз, когда повышалось на миллиметр ртутного столба атмосферное давление. Стало окончательно ясно, что таинственная радиация приходит из космоса, преодолевая толщу земной атмосферы.

Так первая же открытая вариация космических лучей сослужила добрую службу космофизике, обосновала предположения о внеземной природе таинственного вездесущего излучения, обнаруженного за 10 лет до этого.

Но нельзя сказать, что с этого момента началось триумфальное шествие науки о вариациях. Воодушевленные успехом, Мысовский и Тувим сразу же попытались выяснить, из чего состоят первичные космические лучи, те, что не доходили до их приборов, а только присылали своих потомков второго, третьего поколений.

Вычисления показали, что воздух задерживает космические лучи почти так же, как уже известные в то время гамма-лучи, коротковолновое электромагнитное излучение, родственное рентгеновским лучам. Вывод был такой: космические лучи - это гамма-кванты. Как потом оказалось, ученые ошиблись. Но в истории науки и ошибки бывают полезными, если они побуждают продолжать исследования.

Ученые рассуждали так. Раз космические лучи - это разновидность электромагнитных волн, такая же, как свет или радиоволны, значит, и распространяться они должны подобно свету, по прямой. Выходит, можно в принципе установить: откуда космические лучи пришли и что за источник их излучает. Начались эксперименты.

Сказка о W-Ориона

Еще немного астрономии. Земля вращается вокруг своей оси и в том же направлении вокруг Солнца. В небе Земли это выглядит так, будто Солнце движется среди созвездий Зодиака. И за год совершает полный оборот по небесной сфере. Выходит, если отсчитывать один земной оборот, сутки, то от какой-нибудь звезды, то от Солнца, сутки получатся разными. Ученые так и называют их - солнечные сутки (те, что подлиннее) и звездные. Есть еще лунные сутки - они самые длинные. Их отсчитывают от Луны, которая делает вокруг Земли один оборот в месяц.

Так вот, допустим, рассуждали космики, что источник космических лучей - Солнце. Тогда в потоке лучей была бы вариация, всплеск с регулярностью один раз в солнечные сутки. Если же источник - звезда, период вариации был бы короче, он был бы равен звездным суткам.

И вот в 1954 году счетчиковые телескопы японских ученых Секидо, Иосида и Камия отметили явный всплеск интенсивности космических лучей примерно в 5 часов 30 минут по звездному времени.

Есть звездный источник космических лучей! Тщательные наблюдения даже показали направление, с которого как будто приходит поток гамма-квантов. Это было созвездие Ориона.

Источник космического излучения с первого дня проявил себя непостоянным и капризным. Его интенсивность быстро падала весь 1954 год. Потом она колебалась, постепенно снижаясь два года, пока не сошла на нет. Это случилось в конце 1956 года.

Но ученые не теряли надежды. Они ждали. Они искали среди звезд Ориона ту, которая могла посылать мощный поток гамма-квантов. И удача как будто улыбнулась им. Космофизик Мураяма на Международной конференции по космическим лучам сообщил, что подозреваемая - звезда W-Ориона. Звезда оказалась слабопеременной. Японцы изучили по старым фотоснимкам колебания яркости этой звезды, составили их график за несколько лет и «положили» рядом кривую изменений таинственного потока. Кривые почти совпали! То же падение интенсивности в 1954 году, колебания до 1956 года. Даже в 1957- 1958 годах слабые, близкие к ошибке измерений всплески космического излучения в точности повторяли все колебания блеска W-Ориона. Но наступил 1959 год. Яркость звезды стала расти, а поток космических лучей с периодом в одни звездные сутки так и не появился.

Что это было?

Оказывается, подобных несостоявшихся открытий источников космических лучей было немало, особенно в 30-х годах. Самое интересное, что эти открытия часто вопиюще противоречили друг другу и не подтверждались при проверочных наблюдениях.

Помните, мы говорили об айсберг-эффекте, опасности, поджидающей ученых в тот момент, когда они переходят от сбора фактов к обобщениям? Может быть, и тут ошибка состояла в том, что за достоверную вариацию принималось случайное отклонение числа частиц от «среднего».

Тут вступают в действие законы статистики. Это знакомо социологам: чтобы вернее судить, скажем, о том, сколько семей предпочитает готовить обеды из Полуфабрикатов, а сколько вообще получают готовые обеды, нужно опрашивать возможно большее число хозяек. Чем меньше группа опрошенных, тем случайнее результаты опроса, тем меньше оснований выводить из них какую-то закономерность.

Именно так и получилось с многократно открытыми суточными вариациями космических лучей в 30-е годы. Площади приборов были малы, и они могли «опросить» только небольшое число небесных гостей. А вот с опытами японцев дело обстоит сложнее. Может быть, действительно, один точечный источник гамма-квантов, настолько мощный, что он вызывал суточную вариацию в тогдашних слабых наземных приборах, ненадолго появился в 50-х годах в созвездии Ориона. Ведь почти через сорок лет с помощью новейшей техники ученые все же нашли в молекулярных облаках этого созвездия слабый, но постоянно действующий источник гамма-квантов. Причем сумели определить, при каких именно ядерных реакциях они произведены. Похоже - при столкновениях ядер кислородных и углеродных атомов с атомами водорода. Еще одним результатом этой реакции является один из изотопов алюминия. А присутствие именно этого изотопа в метеоритах, свидетелях и участниках процесса рождения нашей Солнечной системы, давно уже было загадкой для астрономов. Облака в созвездии Ориона сегодня считаются наилучшей моделью нашего прошлого и ближайшей к нам фабрикой звезд.

Гамма-квантовая теория космических лучей в целом все же не подтвердилась. Это был важный научный результат. Но тогда, полвека назад, из него были сделаны ошибочные выводы. Было решено, что солнечно- и звездно-суточных ритмов в потоке космических лучей вообще нет. Получалось, что этот поток равномерно, как говорят ученые - изотропно, обдувает планету со всех сторон. Как мы теперь знаем, во-первых, в каких-то очень важных случаях и гамма-кванты делают все-таки свой вклад. А во-вторых, и остальные ритмы со временем обнаружились, и из этого проистекло целое направление в науке.

Так кто же они?

Что-то тщательно перемешивает, рассеивает первичные космические лучи во Вселенной. Что же? Тут долгих гаданий не было. Довольно скоро восторжествовала точка зрения, что это «что-то» - магнитные поля космоса, Солнца, а сами первичные космические лучи - это заряженные частицы.

Но в науке даже очевидные выводы нуждаются в проверке. Как это сделать? До дна атмосферного океана первичные лучи не доходят, а вторичные вроде бы ни о чем не говорят: ведь они одинаково выбиваются из атомов атмосферы и частицами; и гамма-квантами. А межпланетных станций, спутников тогда еще не было.

И тут снова на помощь пришла вариация космических лучей, на этот раз пространственная. Космические лучи не одинаково интенсивно бомбардируют разные широты Земли.

Еще в начале XX века норвежец Штермер предсказал так называемый широтный эффект.

Земля - большой двухполюсный магнит. Его магнитное поле отклоняет заряженные частицы. Ближе к экватору частицам с трудом удается пробиться к поверхности Земли: здесь им трудно преодолеть сопротивление мощного пучка силовых линий земного магнита, барьером вставших на их пути. Ближе к полюсам магнитные силовые линии как бы «втыкаются» в Землю. И по ним, как по рельсам, частицы довольно легко приближаются к планете. Отсюда и закономерность, предсказанная Штермером: в район экватора могут пробиться «потомки» только редких, энергичных частицы. Уже в районе Москвы отбор в 7 раз менее строг. А около Мурманска частица с энергией в 150 раз меньшей, чем у экваториальной» частицы, может долететь до атмосферы и вызвать в ней ливень вторичных космических лучей.

Научные суда, десятки станций северного и южного полушарий, приборы на самолетах «ловили» этот эффект. И обнаружили его. Значит, действительно частицы. Но какие? Оказывается, и это можно было определить во времена, предшествовавшие космической эре. Заряженные частицы заворачиваются магнитным полем, причем так: положительные должны влетать в атмосферу в основном с запада, а отрицательные с востока.

Снова тщательные измерения на десятках станций. Результат: «ветер» космических лучей с запада явно, как говаривал великий кормчий, довлеет над «ветром» с востока (только, кажется, там было наоборот). Итак, первичные космические лучи имеют положительный заряд. Это ядра разных атомов; водорода (протоны), гелия, лития, кальция и т.д.

Уже в эру спутников выяснилось, что есть в космических лучах и отрицательные электроны, и (все-таки!) гамма-кванты. Но немного: один-два процента того и другого.

Каждые сутки, в 18 часов

Итак, еще в 30-е годы стало ясно, что в пространстве, окружающем земной глобус, движение частиц космических лучей скорее похоже на хаотичное броуновское движение молекул воздуха в запертой комнате, чем на мощный сквозняк из открытой балконной двери.

И все же слабые «сквозняки» - не более процента от общего фона космического излучения - ученые надеялись зарегистрировать. Чувствительность приборов довольно медленно, но упорно подбиралась к этой величине. Вот-вот счетчики должны были поймать, наконец, долгожданные суточные вариации - бесспорные и многое говорящие о структуре окружающего Землю пространства.

Почему же ученые, невзирая на поражение гамма-квантовой теории космических лучей, ждали все-таки этих вариаций?

Снова представим себе Землю-глобус в наглухо запертой, без сквозняков, комнате. Порассуждаем.

Наш глобус не стоит на месте. Он мчится по кругу, по гаревой дорожке своей орбиты вокруг Солнца. И, как спортсмен, рассекающий воздух, он должен получать «ветер в лицо». Ветер космических лучей. Можно ли ощутить этот ветер?

У Земли нет лица. Она вертится вокруг собственной оси, и «лицом» ее служат все новые и новые меридианы. Каждая точка земной поверхности оказывается «впереди» в момент, когда она выныривает из ночи на линию восхода. Это 6 часов по местному времени.

Итак, остается искать эту шестичасовую вариацию космических лучей. Ее искали. И не нашли. Наоборот, оказалось, Земля получает не встречный «ветер» космических лучей, а

Так создается подхлестывающий поток космических лучей, догоняющих на орбите Землю. Частицы дрейфуют в электрическом поле (Е). Космические лучи во время ослабления солнечной активности движутся по спиралям разорванных силовых линий магнитного поля Солнца. При этом поток космических лучей раскладывается на две составляющие. Первая, направленная по радиусу к Солнцу, полностью гасится встречным солнечным ветром, вторая, перпендикулярная к первой, тоже добавляет свою толику в вечерний всплеск космического излучения. Кроме того, вся магнитная сверхкорона Солнца (Н) обгоняет Землю в ее орбитальном беге и тоже как бы подстегивает ее сзади. Когда-то в момент создания солнечной Системы это «подстегивание» сзади раскручивало планеты

Итак, остается искать эту шестичасовую вариацию космических лучей. Ее искали. И не нашли. Наоборот, оказалось, Земля получает не встречный «ветер» космических лучей, а нагоняющий ее по орбите, подхлестывающий. И проявляет он себя в любой обсерватории Земли в момент, когда она, обсерватория, попадает на линию захода примерно в 18 часов по местному времени.

Чем объяснить столь странное поведение сквозняка в нашей комнате - околосолнечном пространстве?

Все дело опять-таки в том, что частицы космических лучей не нейтральны, как молекулы, а электрически заряжены.

Причем положительно заряжены. И когда потоки солнечной плазмы с огромной скоростью летят прочь от светила, вдоль магнитных силовых линий Солнца, в межпланетном пространстве возникает электрическое поле, перпендикулярное магнитному полю. Положительные частицы космических лучей, летящие с запада, с вечерней стороны, в этом поле ускоряются, а те, что летят с востока, с шестичасового направления, замедляются.

Возможен еще один механизм восемнадцатичасовой вариации. Представим себе все ту же комнату без сквозняков, где летит по кругу вокруг Солнца глобус-Земля. Солнцем пусть служит шар, укрепленный на вращающемся диске старого проигрывателя. Ведь Солнце тоже вертится вокруг своей оси.

Пусть к вертящемуся шару - Солнцу прикреплены длинные нити. Это - силовые линии магнитного поля Солнца. Они вращаются вслед за вращением светила и на орбите Земли движутся быстрее, чем наша планета. Ведь Солнце делает оборот за месяц, а Земля обегает свою «гаревую дорожку» за год.

Нити догоняют, подхлестывают земной шарик, обгоняют его. А ведь в космосе к силовым линиям «привязаны» заряженные частицы космических лучей.

По спиралям

Это еще не все о восемнадцатичасовой вариации космических лучей. Но позволим себе небольшой перерыв. Вспомним, что помимо суточных ритмов жизнью околосолнечного космоса управляет главный ритм, одиннадцатилетний цикл солнечной активности. Как к нему относятся космические лучи? А это, смотря какие.

Главная часть космических лучей приходит к нам из нашего звездного острова, Галактики. Некоторые редкие частицы, самые энергичные, возможно, и внегалактического происхождения.

А иногда, в максимумы своего одиннадцатилетнего цикла, Солнце после мощных коронарных выбросов и хромосферных вспышек наводняет всю планетную систему своими собственными, малоэнергичными, но изобильными космическими лучами. Околосолнечный космос становится опасно радиоактивным для космонавтов. Солнечная «непогода» - это серьезная угроза межпланетному сообщению.

Но все ли бури на Солнце одинаково опасны? Если бы это было так, то в годы максимума одиннадцатилетнего ритма солнечной деятельности космос был бы просто закрыт для всяких полетов.

Годы тщательных наблюдений на десятках космостанций планеты. Таблицы, длинные колонки цифр. И уверенный вывод: особо опасные потоки солнечных космических лучей приходят в окрестности нашей планеты только в одном случае: если выбросы и вспышки произошли в западной части солнечного диска.

Наш вращающийся шар с привязанными нитями лишь очень приблизительно напоминает Солнце с силовыми линиями его магнитного поля. Эти линии действительно уходят далеко в пространство, они следуют за вращением светила. Но при этом они изгибаются в спираль, слегка отставая все же на концах от этого вращения. Примерно так изогнется струя воды, если - представьте себе такой случай,- поливая из шланга газон, вы начнете быстро вертеться вокруг своей оси.

Частицы несутся по изогнутым в спираль силовым линиям. А силовая линия Солнце - Земля всегда начинается на западном краю светила и подходит к планете, изогнувшись в пространстве плавной дугой. И сейчас, зная все это, ученые могут предсказать, насколько опасно то или иное событие на Солнце для космонавта.

А вот теперь можно снова вернуться к восемнадцатичасовой вариации космических лучей.

Сравнения имеют обыкновение хромать. И шар с нитями, и шланг с водой - все это похоже на Солнце весьма относительно. И стройная картина магнитной солнечной короны со спиралями силовых линий соответствует реальному околосолнечному пространству лишь приблизительно.

Солнечный ветер - поток заряженных частиц от Солнца вместе с «пузырьками» - дефектами, нарушениями регулярного, однородного магнитного поля - дует то ровно, то порывами от Солнца, стремясь при этом двигаться «незаконно», не по спирали, а напрямик, по радиусу.

Солнечный ветер - он сам в большой мере состоит из «солнечных космических лучей», например, альфа-частиц, ядер гелия - выдувает галактические космические лучи, оттесняя их на задворки планетной системы - тем дальше, чем он сильнее.

Но вот его напор ослабевает, и упругая граница между ослабевшим солнечным ветром и напирающим галактическим фоном космического излучения начинает возвращаться к Солнцу. Возникает сравнительно медленный поток космических лучей. Он-то, медлительный и неуверенный, уже обязательно течет по магнитным рельсам силовых линий солнечного магнита. А поскольку рельсы спиральные, галактические космические лучи идут к Солнцу уже не прямо, а под углом. Можно разложить этот поток на две составляющие (помните параллелограмм сил из школьного учебника?). Одну составляющую, направленную к Солнцу, почти полностью уравновешивает ослабевший, но все же дующий навстречу солнечный ветер. А вторая составляющая, направленная по окружности с запада на восток, вслед за вращением Земли, ничем не гасится. И тоже образует суточный ритм космических лучей - вариацию с максимумом в 18 часов по местному времени.

В ритме Луны

В 1957- 1959 годах, в максимум активности нашего Солнца, ученые всех стран проводили Международный геофизический год. Очень важно было знать, как ведут себя все детали земного механизма «в жестком режиме», когда Солнце непрерывно обстреливает Землю мощными сгустками заряженных частиц, переплетенных обрывками своего магнитного поля.

Тогда-то космики уточнили многие свои представления о солнечносуточных вариациях космических лучей. И однажды среди солнечносуточных всплесков немецкие ученые обнаружили вариацию с лунносуточным периодом, более длинным, чем солнечные сутки. Движение Луны по небу оказывало влияние на поток космических лучей - слабое, но несомненное.

Открытие лунносуточной вариации удивляло. Очень уж трудно было подобрать механизм, который бы объяснял ее. Первая мысль была: Луна заслоняет какой-то, пусть небольшой, участок неба/ Ну а поскольку в среднем источник космических лучей - все небо, то от Луны должна падать на Землю «тень».

Но простой подсчет показал, что теневой эффект от Луны, хотя он и может существовать, не должен превышать примерно одной сотой от реальной лунносуточной вариации.

А что, если у Луны есть магнитное поле? И оно, как магнитная линза на нашем небе, рассеивает космические лучи, идущие к Земле? И опять подсчеты показали, что поля Луны было бы недостаточно, чтобы объяснить даже малую часть лунносуточной вариации. А вскоре мимо Луны пролетел очередной спутник (советский) и доложил: нет у Луны магнитного поля!

И тогда вспомнили о приливах. Грузинский космофизик Л.Х. Шаташвили, тоже ученик Л.И. Дормана, предположил, что приливная сила Луны не только приподнимает воду в океанах, не только вызывает в твердой толще Земли волну, незаметно прокатывающуюся каждый день под нашими ногами, не только волнует воздушный океан нашей планеты, но и поднимает на значительную высоту электрическое небо нашей планеты - ионосферу. Размах приливной волны, прокатывающейся по слою ионосферы (его высота над Землей - 280 километров), достигает, например, над Индией 15 километров!

И если магнитные силовые линии поля Земли проходят через нижние слои воздушного океана, безразличные к окружающей среде, то в ионосфере - другое дело. Между заряженными частицами и силовыми линиями - тесная взаимосвязь. Частицы «привязаны» к магнитным силовым линиям, а линии в свою очередь - к частицам ионосферы. И когда проходит приливная волна по ионосфере, она проходит тем самым и по силовым линиям, пронизывающим ионосферу. Они приподнимаются, меняется фигура магнитного поля планеты. Космические же лучи «чувствуют» это, реагируют изменением своей интенсивности.

Центр Галактики- Солнце - далее везде

Ну а звездносуточная вариация космических лучей? Она так и не найдена?

Ученые считают, что энергичные космические лучи образуются при вспышках сверхновых звезд и некоторых других космических катаклизмах. Это значит, что они рождаются там, где есть звезды, и текут, рассеиваясь, меняя направление из-за магнитных ловушек космоса, но неуклонно туда, где космических лучей меньше, в «пустые» пространства между звездными скоплениями.

Наша Галактика - колоссальная звездная система, и в ней должен существовать поток, диффузия космических лучей, направленный из густо заселенного звездами центра к краям и далее в открытый космос.

И на этом пути поток галактических космических лучей неизбежно должен пройти через Солнечную систему, расположенную ближе к краю Галактики. Этот-то поток и предстояло нащупать космикам.

Задача не из легких. Мы уже знаем, что в окрестностях нашей планеты хозяйничают Солнце, его магнитные поля, его «ветер». Для прямого потока частиц из Галактики все это серьезные преграды.

Но в одиннадцатилетнем ритме солнечной активности бывают и спады, когда солнечный ветер ослабевает и частицы не рассеиваются в пространстве на магнитных клубочках, волокнах, сгустках частиц, выброшенных Солнцем во время вспышек. Начало одного из таких спокойных периодов пришлось на весну 1954 года. И приборы космиков отметили-таки слабую вариацию, всплеск с максимумом в 6 часов утра. Судя по всему, частицы, давшие этот всплеск, были энергичными, на производство таких Солнце не способно.

Пришло лето, и утренний всплеск стал полночным и продолжал смещаться, пока осенью не стал восемнадцатичасовым, сильно ослабнув. А зимой его следы затерялись в хаосе ливней от обычного фона космического излучения.

Это был звездный источник космических лучей, ибо звездное время его появления оставалось неизменным. Он был наиболее четок летом, значит, именно летом Земля была к нему «ближе» всего. Зимой же, наоборот, между звездным источником и нашей планетой оказалось Солнце и все бурное околосолнечное пространство.

И если W-Ориона «замолчал» как будто навсегда, 1964 год, следующий год спокойного Солнца, подтвердил существование нового источника космических лучей. Что же это за источник?

Каждый меридиан Земли летом в полночь, весной утром, осенью вечером пересекает прямую Земля - центр Галактики. Так было найдено предсказанное заранее космическое излучение Галактики во внешнее пространство.

Идут годы. Настало третье тысячелетие. В Якутске, на одной из крупнейших в мире установок по регистрации атмосферных ливней частиц (это 49 станций на круге с радиусом в два километра) нашли не один источник частиц с высокой и сверхвысокой энергией. Это и 9 пульсаров из ближайшего рукава нашей Галактики, и галактический диск, и несколько внегалактических источников. Оказалось, что наш звездный остров и его соседи, другие галактики, в свою очередь, образуют сверхгалактику, тоже плоскую, тоже вращающуюся вокруг общего центра с неким супергалактическим периодом, циклом обращения, супергалактическим супергодом продолжительностью в многие сотни миллионов лет. Суперплоскость этой супергалактики испускает особо энергичные частицы космических лучей. Группы из нескольких ливней таких частиц тоже нащупаны в самые последние годы XX века российскими космофизиками. Наука о вариациях космических лучей жива в нашей стране и идет вперед, несмотря ни на какие кризисы и разочарования.

Кобольды, эльфы, спрайты

И - раз уж мы снова вышли в современность - затрону открытие самого конца XX века. Выше я уже упоминал об этом мимоходом. В 1989 году совершенно неожиданно для академической науки могущественная космическая организация США НАСА объявила об открытии совершенно нового геофизического явления - гигантских сполохов призрачного огня над особенно мощными земными грозами до высоты в 100 километров. Явление сначала заметил на фотопленке новых особо чувствительных фотокамер, которые проходили тестовые испытания, при съемках ночного неба над прерией штата Миннесота человек по имени Роберт Франц, а затем (в том же 1989 году) и увидели на снимках из космоса с космического корабля «Атлантис».

Как часто бывает, явление оказалось не такой уж и новостью. Его видели десятки пилотов высотных самолетов еще в 50-60-е годы прошлого века, но пилоты почти и не пытались официально доложить о своих наблюдениях, ограничиваясь толками в узком кругу своих. Примерно тогда же немалое число пилотов пострадали, доложив по инстанциям о встречах с НЛО,- их мгновенно начинали подозревать в лучшем случае в проблемах с психикой. Фонтаны призрачного огня, блуждающие огоньки... нет, лучше помалкивать, от греха подальше.

Вскоре появились уже десятки, сотни снимков, в том числе и цветных. Явление (его иногда называют «спрайты» - у Шекспира в пьесе «Буря» есть такие призрачные персонажи) научились классифицировать. Спрайта оказались разными. Самые высокие (100 километров), напоминающие гигантские красные кольца, назвали эльфами. Пониже (высота порядка 70 км) вспыхивали тоже красноватые вертикальные столбы - их нередко сравнивают с устремленными в космос красными каракатицами щупальцами вниз - получившие наименование «кобольды». «Блю джеты», синие «выстрелы» в мезосферу, пронизывают стратосферу с 20 до 50 километров. Красный преимущественно свет однозначно связывают со свечением атомов атмосферного азота под ударами электронов снизу, из грозового облака. Но на этом вся определенность и кончается. Все остальное пока - в области гипотез. Очень уж новое явление, его только-только учатся регистрировать и исследовать.

С борта космической станции тропический ураган выглядит как море мерцающего бледного огня - это свечение тысяч молний. И изредка вверх - красочные салюты эльфов, кобольдов, блю джетов. Одна молния на тысячу обычных молний дает не только обычную искру между облаком и земной поверхностью, но и выплеск в ионосферу. По подсчетам, такая молния должна быть почти на порядок сильней обычной молнии в обычную «европейскую» грозу. И - больше того.

Эта молния должна быть не обычной еще и тем, что в ней разряд идет не между положительно заряженной верхней частью облака и отрицательно заряженной нижней его частью и не между этой нижней отрицательно заряженной частью и «плюсом» земной поверхности (как это в норме бывает и должно быть), а - самый редкий случай в мире молний - из верхней «плюсовой» части облака - в «минусовую» на сей раз почву. Такие молнии - они самые сильные и длинные - хоть и редко, но бывают. Предполагается, что ток, т.е. поток электронов в этой «положительной» супермолнии, разогнавшись от отрицательно заряженной почвы до вершины облака, проскакивает еще выше и порождает «спрайты» в заоблачных высотах. Примерно так, по классической, школьной теории возникновения молний, объясняет новое явление Стивен Каммер из Даргемского унивеситета (США).

Но с ним многие несогласны. Дело в том, что молния, при том что ее давным-давно исследовали и, казалось бы, объяснили такие классики науки, как Франклин в Америке, Ломоносов и Рихман в России и многие другие, до сих пор ставит в тупик, скажем, специалистов-электротехников. Вроде бы чего там такого, в грозовой туче мелкие кристаллики льда и крупные градины (или водяные капли), снуя вверх и вниз, трутся, электризуются, приобретают заряды. Воздушные потоки сортируют эти частицы по весу. Легкие кристаллики (обычно заряжающиеся положительно) уносит в верхнюю часть тучи, тяжелые градины или капли - в нижнюю. Так возникает разность потенциалов. Нижняя часть тучи, обычно заряженная отрицательно, оттолкнув такие же заряды на земной поверхности, электризует ее положительно. Между зарядами копится напряжение, которое по достижении некоего порогового, предельного значения неотвратимо разряжается искрой, молнией между разными тучами, между слоями одной тучи, между тучей и земной поверхностью.

Все просто? Но вот за дело берется специалист. Он измеряет реальный заряд в туче и на земле, высчитывает реальную напряженность поля и говорит: никакой молнии быть не должно. То самое пороговое значение для самопроизвольного разряда практически никогда не достигается, а молния все же происходит по совершенно необъяснимой, в сущности, причине!

Франклин запускал змея в облако. Заряд охотно пользовался предоставленной дорогой. На своем конце бечевки Франклин проводил свои опыты с атмосферным электричеством и, в общем, чудом избежал гибели. Те же опыты проводили и Ломоносов с Рихманом в Петербурге - у них прямо в лабораторию был проложен кабель от металлического штыря, ловившего грозовой заряд на крыше дома. Рихман получил выдающийся результат, который с тех пор никем не был повторен: в его установке возникла шаровая молния, которая не лучшим образом отблагодарила своего создателя, убив его наповал.

Во всех этих опытах, как и в случае срабатывания громоотвода, человек помогает возникновению молнии, снижая пороговое значение разряда тем, что искусственно замыкает «пластины» атмосферного «конденсатора». Современные опыты с молнией проводятся так: в облако запускают ракету с привязанной к ней тонкой медной проволокой. Ракета летит, катушка стремительно разматывается, искусственная, вернее спровоцированная, естественная молния со страшным шумом бьет по прямой в катушку, испаряя проволоку в долю секунды, исследователь в бункере смотрит на приборы, замеряет, записывает. И... приходит к выводу, что без его «провокации», без ракеты и проволоки, молнии и близко быть не могло, до порогового значения заряда и напряженности, которого хватило бы для естественной ионизации воздуха, достаточной для самопроизвольного возникновения проводящего канала, еще ой как далеко, но его глаза видят иное: справа и слева из не очень-то и могучей тучки в тех же условиях без его помощи исправно бьют молнии, большие и маленькие. И у него возникает странное подозрение. Кто-то еще занимается рядом с ним точно такими же провокациями и развлекается получением молний в условиях... отсутствия условий для возникновения естественной молнии!

Так вот, нашлись исследователи, заявившие, что любое объяснение спрайтов, если оно заодно не объясняет главной вековой загадки молнии насчет порогового значения заряда и напряженности, ничего на самом деле не объясняет.

Одна такая группа исследователей под водительством академика Александра Викторовича Гуревича из московского Физического института им. П.Н. Лебедева предложила и свое объяснение как спрайтам, так и молниям вообще. С этой точки зрения, молниями Земли управляют ливни вторичных частиц, выбитых посланцами галактик, энергичными частицами космических лучей из атомов воздуха. Эти ливни и прокладывают ионизованные токопроводящие каналы в атмосфере, действующие в точности, как бечевка франклинова змея или медная проволока современного заклинателя молний. Эти ливни не дают накопиться неизмеримо более грандиозным электрическим напряжениям в земной атмосфере, которые сделали бы нашу жизнь на планете гораздо более опасной, а то и невозможной.

Возможно, красные кобольды, эти каракатицы щупальцами вниз на высотах до семидесяти километров, и есть высветившаяся картина такого ливня. В голове «каракатицы» происходит гибель космической частицы, вниз летят каскады вторичных-третичных частиц («щупальца каракатицы»), ливень доходит до Грозы, прокладывая канал для обычной молнии, бьющей в землю, но часть электронов устремляется по каналу и ввысь, высвечивая всю картину произошедшего. Перед нами естественный регистратор, монитор, изображающий конец странствий космического путешественника.

С Гуревичем и его сторонниками спорят. Пока не ясно, почему, если все молнии - от космических лучей, спрайты выдает только одна из сотен молний. Объяснений на ум приходит сразу с десяток. Но... и на самом переднем крае науки не всегда следует поддаваться искушениям забегать вперед.

Но хочется, чтобы поскорей. Впереди - удивительная вероятность того, что земная атмосфера с ее грозами начнет работать как гигантский прибор для изучения отдаленных закоулков Вселенной, откуда приходят к нам «гении микромира». А ритмика земных гроз вообще и появления «кобольдов и эльфов» станет еще одним свидетельством об устройстве космических окрестностей нашей планеты.

Открыв спрайты, эти молнии стратосферы, наука обнаружила, что они, как и обычная грозовая молния, еще и громыхают там, наверху, и вовсе не тихо. Но мы их не слышим, поскольку этот гром - в инфразвуковом, низкочастотном диапазоне, для нашего уха неразличимом, как и ультразвуковой высокочастотный разговор дельфинов, кашалотов, бегемотов. Гром кобольдов уже регистрируют и хорошо распознают. С его помощью спрайты засекают и днем.

Путь на «Космос»

А тогда, в 1966 году, мы с Женей Коломейцем, заведующим лабораторией космических лучей Казахского государственного университета, ехали в горы Заилийского Алатау. Впереди была высокогорная космостанция, где физики-ядерщики круглые сутки сторожили приход странников Вселенной. Вокруг высились горы, прекрасные в лучах белого светила, затаившие в себе грозную опасность. В своем молчаливом заговоре горы были как бы союзниками Солнца - начинался новый подъем солнечной активности. Алма-Ата жила в те дни' ожиданием селя - грязекаменного потока с подтаявших ледниковых морен. Справа от шоссе мелькали то и дело стандартные желтые щиты: «Горисполком предупреждает население Опасно. Возможен сель». Иногда в колючих зарослях видны были таблички поменьше: «В случае селя выходи на склон».

Была жара. Снежные вершины дразнили прохладной белизной. Но ее, этой белизны, с каждым днем становилось все меньше - и все больше черноты мокрых скал. Вечные снега таяли. Грозно ревели вздувшиеся от большой воды реки, ручьи и ручейки. Арыки в городе наполнились до краев. Дрожали, натягиваясь, струны автоматических приборов, сторожащих в ущельях селевую опасность.

Газеты тогда пестрели сообщениями о стихийных бедствиях в разных концах Земли. Ураганы, торнадо, наводнения...

Не была ли связана эта волна бедствий с резким повышением активности Солнца? Этот вопрос задавали себе ученые самых разных специальностей. А по гипотезе американского физика Нея (о ней вы читали в главе «В небе Солнца»), посредником при воздействии Солнца на погоду и климат являются именно космические лучи.

Алма-Ата ждала Большого Взрыва. Он должен был надолго, если не навеки, закрыть путь селевой опасности.

Космики Алмаатинского университета под шумок хотели по-своему использовать штольни, предназначенные под заряд взрывчатки, засунуть в самое сердце гор свои приборы - скальная толща при этом заработала бы как естественный фильтр, процеживающий и сортирующий космические лучи по энергиям. Женя Коломеец показал мне тогда зарешеченные отверстия штолен, готовых принять взрывчатку.

Два взрыва прогремели в урочище Медео - один осенью, другой весной следующего года. Угроза была отведена. Прошло сорок лет, селя не было.

Чтобы добраться от Алма-Аты до «Космоса» (так называли «свои» Тяньшаньскую высокогорную станцию космических лучей), нам потребовалось несколько больше времени, чем читателю - чтобы прочесть эту, довольно длинную главу.

3340 метров над уровнем моря. Вокруг - острые пики одного из «молодых», растущих хребтов Земли. По предсказанию ученых, через полмиллиона этак лет этот хребет сравняется по высоте с высочайшими горными системами - Памиром, Гималаями. Рост этот продолжается. Перевал Джусалы-Кечень, на котором стоит космостанция, - это эпицентр знаменитого Верненского землетрясения, практически стершего Алма-Ату с лика Земли в начале XX века. Значит, прямо под моими ногами - разлом земной коры, где зреет, возможно, следующий сдвиг, который будет приведен в действие в надлежащий момент одним из тех многочисленных ритмов, о которых шел здесь рассказ.

На «Космосе» работают физики-ядерщики. Их мало заботит устройство межпланетного пространства, о котором рассказывают вариации космических лучей. Космос для них - вроде дарового природного источника и ускорителя ядерных частиц. А цель их работы - исследование микрокосма, мира элементарных частиц.

Если когда-нибудь будет написана большая книга обо всей системе ритмов мира, она должна будет начаться с элементарных частиц - и ими же закончиться. Ибо, чем дальше в глубь материи, тем ярче выявляется волновая ее сущность. А когда речь заходит о таких мельчайших частицах, как фотон, тут можно говорить о «дуализме» частиц. Фотон - это частица и волна одновременно. Фотоны видимого света, гамма-излучения, инфракрасного, радиодиапазона - это в то же время просто волны разной частоты.

Можно, говорят, с точки зрения физика-ядерщика, описать как дуалистическое образование даже земной шар. Только от волны в нем будет совсем немного.

От великого до ничтожного Большой мир, космос, обязан многими своими ритмами микромиру. Взрывы Сверхновых - это, по мнению профессора Д.А. Франк-Каменецкого, нарушение равновесия в недрах особых звезд, звезд, состоящих из смеси частиц и античастиц. Сосуществование заклятых врагов возможно, но не вечно. Взрыв - и космос наполняется теми самыми сверхтяжелыми и сверхэнергичными частицами космических лучей, за которыми охотятся космики на Тянь-Шане.

Мир звезд только кажется разнообразным. Процессы, породившие их, отличались ритмическим однообразием. В среднем звезды равны по массе Солнцу. Отклонения есть, но небольшие. Самые малые звезды - больше одной десятой Солнца, а самые большие - меньше 75 солнц.

Других звезд нет. Нет, потому что в уравнение, описывающее устойчивость звезды, входит такое число, как масса протона. Только если бы протон был меньше, чем он есть, звезды могли бы достигать большей величины. Круг замыкается.

Жить в горах трудно. Не гостить день-два, а именно жить. И дело не только в высоте - она перехватывает дыхание разреженным воздухом и недостатком кислорода, отбраковывает по здоровью многих нужных здесь людей. В горах, на перевале Джусалы-Кечень, где встали на вечной мерзлоте домики космостанции, не очень уютно летом, а зимой путь на «Космос» бывает опасен.

В феврале лавины одна за другой дымятся на склонах. В один такой день алма-атинские физики ехали из города на газике - сменить ребят, подбросить продовольствие. И между первой и второй ГЭС Большеалмаатинского каскада уперлись в завал высотой с четырехэтажный дом. Могучую опору линии высоковольтной передачи буквально завязало узлом. Хорошо, что -лавина не сорвалась часом позже.

Пришлось возвращаться. Позвонили на станцию. Связь, к счастью, не прервалась. Там ничего - работа идет, не унывают. Но «Космос» - без свежих продуктов, дежурство - без смены. Бульдозеристы не обещают расчистить дорогу раньше чем через несколько дней. Надо идти.

Собрались, снарядились по-альпинистски, доехали снова до завала - и на склон. А он обледенелый, неудобный для лазанья. Но добрались благополучно. К космостанции подошли - все выбежали встречать. Сменщиков качали, чествовали - прямо как героев, будто они спасли терпящих бедствие со льдины в океане.

Утром - очень рано - меня разбудил очередной «выстрел» камеры Вильсона. Морозный рассвет занимался над белыми пиками Заилийского Алатау.

У ног плескалось облачное море. По нему ходили волны, бесшумно разбиваясь о крутые берега, и брызнувшее из-за хребта солнце протянуло по этому морю дорожку. Из белой пучины торчали острова с причудливой и эфемерной береговой линией!- это были отдельные вершины.

Скоро стало заметно, что в этом море исчезают все новые метры дороги, ведущей вниз. Пенная поверхность приблизилась к постройкам станции. Вот уже и солнце в туманном кругу, и.контуры антенн еле видны.

В зале, где стоит камера Вильсона, опять бухнул выстрел. Эта стальная машина таким шумным образом автоматически сбрасывает давление, чтобы следы частиц, летящих через нее, обросли капельками сконденсировавшейся воды и стали видимыми для глаза фотоаппарата.

По вечерам космики на Тянь-Шане спорили до хрипоты о какой-то очередной частице. Или о снежном человеке. Или еще о чем-нибудь. Сверхдержава шла к своему концу, поскольку в ней многое делалось неправильно. Но пока она была, она позволяла тому, кто не хочет все только о хлебе едином, да о росте прироста, жить мечтой (о неизведанном) и диалогом. С единомышленником, с соперником. Со Вселенной. Не знаю, есть ли сегодня физика и вообще наука в Казахстане. Жив ли и чем занят в эпоху большого кризиса на просторах бывшего СССР Марат, физик и поэт. Но он был и работал. И писал стихи о космических лучах.