Все обо всем. Том 2

Почему Луна следует за нами, когда мы едем на машине?

Может показаться, что Луна находится не очень далеко от нас, но среднее расстояние от нее до Земли составляет 239 000 миль. Диаметр Луны — 2160 миль, то есть меньше протяженности Соединенных Штатов от побережья до побережья. Но если наблюдать за Луной с помощью очень сильного телескопа, она выглядит так, словно донее не больше 200 миль. Из-за того, что Луна кажется нам такой близкой и большой, мы иногда забываем, что 239 000 миль — довольно большое расстояние. Именно этим огромным расстоянием и объясняется то, что, когда мы едем на машине и смотрим на Луну, нам кажется, будто она следуетза нами.

Прежде всего надо сказать, что нам это просто кажется — это просто ощущение, психологическая реакция. Когда мы мчимся по дороге, мы замечаем, как все пролетает мимо нас в обратном направлении: деревья, дома, заборы, дорога. И от Луны мы тоже ожидаем, что она пролетит мимо нас или, по крайней мере, будет уходить назад, чем дальше вперед мы уедем. Когда этого не происходит, нам кажется, что она нас «преследует».

Но отчего так получается? От того, что расстояние от Земли до Луны весьма велико. По сравнению с расстоянием, которое проходит наш автомобиль за несколько минут, это расстояние огромно. Поэтому, когда мы едем, угол, под которым мы видим Луну, остается практически неизменным. И действительно, мы можем долго-долго ехать по прямой, а угол, под которым мы видим Луну, так и останется практически неизменным. И в то время как все пролетает мимо нас, ощущение того, что Луна нас «преследует», остается.

Как был открыт световой год?

Хоть мы и не можем полностью объяснить, что такое свет, измерить его мы можем довольно точно. Мы весьма неплохо представляем, насколько быстро перемещается свет. Поскольку световой год — это просто расстояние, которое луч света проходит за год, истинное открытие было связано со скоростью света. Это было сделано датским астрономом по имени Оле Рёмер в 1676 году. Он заметил, что затмения одного из спутников Юпитера наступают все позже и позже по мере того, как Земля перемещается по своей орбите к обратной стороне Солнца, противоположной той, где находится Юпитер.

Затем, когда Земля вернулась в прежнее положение, затмения вновь стали происходить по прежнему расписанию. Разница во времени составила около 17 минут. Это могло означать лишь то, что это время требуется для того, чтобы свет прошел расстояние, равное диаметру земной орбиты. Как известно, это расстояние составляет примерно 186 000 000 миль. Поскольку свету, чтобы пройти это расстояние, требовалось около 1000 секунд (примерно 17 минут), это означало, что скорость света равняется примерно 186 000 миль в секунду.

Уже в наше время профессор Альберт Майкельсон потратил годы, пытаясь точно определить скорость света. Пользуясь другим методом, он получил результат в 186 284 миль в секунду, и сейчас этосчитается совершенно точной цифрой. Если мы умножим эту скорость на количество секунд в году, то получится, что за год свет проходит 5 880 000 000 000 миль — это расстояние и называется световым годом.

Что такое обсерватория?

Тысячи лет тому назад астрономы, наверное, использовали египетские пирамиды, а также башни и храмы Вавилона для изучения Солнца, Луны и звезд. Тогда не было телескопов. Со временем появились астрономические приборы, и по мере того, как увеличивались их размеры и количество, для их размещения стали строить обсерватории. Некоторые обсерватории были построены больше тысячи леттому назад. Место для строительства обсерватории должно быть правильно выбрано. Здесь должны быть благоприятные погодные условия, умеренные температуры; здесь должно быть много солнечных дней и безоблачных ночей, как можно меньше туманов, дождей и снегопадов. Это место должно находиться вдали от городских огней и неоновых реклам, которые слишком сильно освещают небо и этим мешают наблюдениям.

Есть здания, в которых кроме телескопов есть и жилые помещения. Приборы размещаются в конструкциях из стали и бетона. Здания для установки телескопов состоят из двухчастей. Нижняя часть неподвижна, а верхняя, или крыша, имеет форму купола, который может вращаться. В куполе есть «щель», которая открывается для того, чтобы телескоп смотрел в небо. За счет вращения купола щель может быть открыта в направлении любого участка неба. И купол, и телескоп перемещаются с помощью электромоторов. В современной обсерватории астроному нужно нажать лишь несколько кнопок, чтобы передвинуть оборудование.

Конечно, для того, чтобы видеть, астроном всегда должен находиться у окуляра, или там должен быть закреплен фотоаппарат. Поэтому в некоторых обсерваториях пол может подниматься или опускаться, или там есть регулируемая платформа. Для наблюдений за небом астрономы полагаются не только на свои глаза. У них есть много сложных приборов и приспособлений к телескопу, таких, как фотоаппараты, спектроскопы, спектрографы и спектрогелиографы. Все эти приборы обеспечиваютученых важной информацией.

Как спектр позволяет изучать вселенную?

Нам известно, что изучение одного лишь спектра позволяет астроному узнать, из чего состоит находящаяся за много миллиардов миль звезда и какие в ней есть элементы, позволяют измерить температуру звезды, вычислить скорость ее движения и определить, к Земле или от Земли направлено это движение. Спектр состоит из линий, на которые распадается белый свет, когда он преломляется, проходя, например, через призму. Кроме различных цветовых оттенков, по всему спектру располагаются сотни параллельных линий. Они называются «фраунгоферовыми линиями» в честь их открывателя Фраунгофера.

Каждый химический элемент в газообразном или парообразном состоянии имеет свое собственное сочетание линий, занимающих свое место в спектре. Эти линии обозначают цвета, которые элемент, нагретый до свечения, поглощает из света. Это значит, что ученый может определить, из чего состоит любое вещество, независимо от того, на каком расстоянии оно находится. Каждый элемент имеет свою «темную линию», или спектр поглощения, отличающийся от спектра любого другого элемента. С помощью простого сравнения спектра изучаемого материала со спектрами известных элементов физик может определить, что это такое.

Другими словами, каждый элемент оставляет «отпечатки пальцев» в виде светового рисунка. Поскольку температура вызывает изменения в положении спектральных линий элемента, астрономы способны многое сказать о температуре звезд, удаленных на миллиарды миль. Когда звезда движется в нашу сторону, линии спектра смещаются в направлении фиолетовой части спектра. Если же звезда движется от нас, линии смещаются в направлении красной части. По степени перемещения ученые рассчитали, что некоторые звезды мчатся в пространстве со скоростью 150 миль в секунду!

Как изучаются звезды?

Расстояние от Земли до ближайшей звезды составляет четыре с половиной световых года. В световом годе примерно шесть миллионов миллионов миль — или 6 000 000 000 000 миль! Спрашивается, если звезды находятся на таком огромном расстоянии от нас, как мы можем определить их размеры, их состав и так далее? Было время, когда телескоп был единственным прибором астрономов. В настоящее время существует множество приборов, позволяющих астрономам изучать движение, яркость, цвет, температуру и состав звезд. Прежде всего это фотоаппарат, который применяется для того, чтобы постоянно фотографировать наблюдаемые звезды.

Другой прибор — это спектрограф, применяемый для фотографирования спектров звезд или исходящих от них лучей света. С помощью спектрографа астрономы получили большую часть сведений о составе звезд, их температурах и скоростях их перемещений. Спектр одной звезды может напоминать спектр другой. Выяснилось, что звезды каждого спектрального класса имеют один цвет. Цвета могут быть от голубого до красного. Наше Солнце — это желтая звезда, находящаяся в середине этого ряда. Температуру звезды тоже можно определить путем измерения цветов спектра. Голубые звезды — большие, горячие и яркие и имеют температуры от 25 000 градусов и выше. Красные звезды — довольно холодные, с температурой поверхности от 1600 градусов и меньше.

Чтобы выяснить химический состав звезды, астроном сравнивает спектры звезд со спектрами, полученными в лабораторных условиях. Все элементы, обнаруженные в составе звезд, существуют и на Земле, но звезды представляют из себя в основном шары из очень горячего газа, большей частью — водорода и гелия. Астрономы пользуются еще и специальными телескопами, позволяющими фотографировать большие участки неба.

Радиотелескопы — это приборы еще одного типа. Они состоят из очень большой антенны, приемника и регистрирующего датчика. Этот прибор регистрирует мощность радиоизлучений от звезд и планет. Таким образом, вы видите, что мы можем преодолеть большие расстояния и с помощью различных приборов узнать довольно много о звездах.

Сколько на небе созвездий?

Если вы посмотрите на звезды, то иногда вам может показаться, что вы видите там квадраты, буквы и другие знакомые фигуры. Людям прошлого, почти во всех частях света, тоже так казалось. Они наблюдали группы звезд и давали им имена. Но не всегда так просто выделить на небе фигуры, подсказавшие имена. Поэтому не следует ожидать, что созвездия действительно имеют очертания, о которых напоминают их имена. Греческие астрономы перечислили 48 созвездий, а еще 40 были выделены уже после них.

Таким образом, нанебе сейчас 88 созвездий. Не все созвездия, конечно, можно видеть из любой точки на Земле. Некоторые из них находятся в небе Северного полушария, некоторые видны только из мест, находящихся к югу от экватора. По мере вращения Земли вокруг Солнца из-за горизонта появляются новые группы звезд. Околополюсные созвездия, которые кажутся вращающимися вокруг Полярной звезды, остаются в поле зрения в течение всего года. Кроме того, есть созвездия, которые появляются только зимой, весной, летом или осенью.

Сколько спутников у Юпитера?

Сейчас, когда мы все читаем о космических кораблях и путешествиях в открытом космосе, повышается интерес к другим планетам Солнечной системы. За исключением, пожалуй, Марса, самой интересной длянас планетой является, наверное, Юпитер. Прежде всего, Юпитер сам по себе напоминает солнечную систему в миниатюре! В настоящее время открыто не меньше шестнадцати спутников, или лун, вращающихся вокруг Юпитера. Четыре из них близки по размерам к нашей Луне. Два из них имеют лишь около 30 миль в диаметре, а некоторые — ну просто карлики! Их диаметр составляет около 15 миль и меньше! Юпитер — самая большая из всех планет, и его объем в 1300 раз больше объема Земли.

Если посмотреть на него невооруженным взглядом, то это будет яркое и прекрасное зрелище, хотя он не приближается к Земле ближе, чемна 367 000 000 миль! Астрономы, изучающие Юпитер с помощью телескопов, видят постоянно изменяющуюся картину. На его поверхности есть полосы, или пояса, разделенные яркими пространствами, которые называются зонами. Пояса не имеют четких очертаний, но постоянно распадаются на участки неправильной формы всевозможного вида. Зоны тоже время от времени меняются, и в них вдруг появляются темные пятна и яркие белые участки.

Астрономы полагают, что то, что мы видим в виде поясов или зон, на самом деле — скопления облаков или испарений, которые часто находятся внеспокойном состоянии. Одна из странностей Юпитера состоит в том, что на его поверхности часто появляются поразительные цвета. Два пояса изменяются в цвете от очень красного до коричневого, серого или даже голубоватого. Считается, что это каким-то образом связано с обращением Юпитера вокруг Солнца. Один оборот занимает 12 лет, а изменения в цвете, как кажется, происходят с периодичностью именно в 12 лет.

Возможно, что самым интересным и примечательным из всего, что относится к Юпитеру, является его огромное красное пятно. Оно имеет около 30 000 миль в длину и примерно 8 000 миль в ширину. Оно подвержено сильным изменениям цвета, формы, яркости и подвижности. В какие-то годы оно может быть кирпично-красным, в другое время — серым, а иногда кажется, что оно совсем исчезает. Кроме того, кажется, что это таинственное красное пятно движется, как бы дрейфует по поверхности Юпитера.

Что такое астероид?

Открытия в мире небесных тел часто напоминают открытие тайны. Именно так и были открыты астероиды. Ученые Тициус и Боде в разное время пришли к выводу, что между Марсом и Юпитером должна находиться какая-то планета: в расстоянии между ними был какой-то пробел. Поэтому несколько астрономов принялись за поиски этой планеты. В 1801 году на этом месте была действительно обнаружена планета, получившая название Церера. Но это была очень маленькая планета с диаметром всего 600 миль. Ученые решили, что она может быть лишь одной из группы малых планет, и поиски продолжались.

Через некоторое время были открыты еще три планеты, самая большая из которых была в два раза меньше Цереры. Астрономы решили, что эти планеты — четыре осколка, оставшихся после взрыва какой-то большой планеты. Но после пятнадцатилетних поисков один астроном нашел еще одну малуюпланету, и охотапродолжилась. К 1890 году было обнаружено 300 малых планет, а между 1890 и 1927–2000 планет! Эти малые планеты, в основном вращающиеся в пространстве между Марсом и Юпитером вокруг Солнца, получили название астероидов. По оценкам их около 100 000, хотя многие из них имеют слишком маленькие размеры, чтобы их можно было легко обнаружить. Некоторые имеют в поперечнике лишь несколько сот метров, а их общая масса составляет лишь небольшую часть от массы Земли. Относительно появления астероидов существует гипотеза, согласно которой они представляют собой осколки взорвавшегося спутника Юпитера.

Как была открыта планета Плутон?

Если вы считаете, что трудно найти иголку в стоге сена, то вам стоит подумать о том, как можно «найти» планету Плутон. Это самая дальняя планета Солнечной системы, которая примерно в сорок раз дальше от Солнца, чем Земля. Чтобы увидеть Плутон, нужен очень большой телескоп. И все же планета была каким-то образом открыта. Как же этоудалось? Существует два свода законов, которые позволяют получать сведения о размерах планет и расстояниях до них. Законы Кеплера, относящиеся к движениям планет, доказывают, что орбиты планет вокруг Солнца не имеют формы правильного круга.

Ньютоновский закон гравитации позволил астрономам определять вес, размеры и массы планет. Закон гласит, что два тела притягивают друг друга с силой, которая зависит от количества материала в каждом теле (его массы) и от расстояния между ними. Чем больше их масса, тем сильнее притяжение; чем ближе они друг к другу, темсильнее притяжение. Вооружившись этими законами, два человека в 1846 году заметили что-то необычное в поведении планеты Уран, считавшейся в то время самой отдаленной планетой Солнечной системы. Уран двигался по своей орбите не так, как можно было предположить, сделав поправки на все известные планеты.

По тому, как Уран двигался, можно было сделать вывод, что на его траекторию оказывает влияние другая планета, и определить местонахождение этой планеты. Один из этих людей попросил Берлинскую обсерваторию поискать новую планету в определенном участке неба, и она была там обнаружена. Новая планета была названа Нептуном. Американский астроном Персиваль Лоуэлл считал, что на движение Урана оказывает влияние еще одна планета, находившаяся за Нептуном. Это было в 1915 году. Другие астрономы почувствовали, что и на сам Нептун оказывает влияние какая-то планета за ним.

Таким образом, начались систематические поиски еще одной планеты с помощью телескопа и изучения фотографий. 18 февраля 1930 года астроном Томбо, изучавший фотографии в поисках новой планеты, обнаружил ее — рядом с местом, предсказанным Лоуэллом! Это и был Плутон.

Могут ли столкнуться планеты?

Если поднять голову и посмотреть на заполняющие небо планеты и звезды, то может возникнуть вопрос: а не может ли в один прекрасный день произойти столкновение между ними? Но, к счастью, это маловероятно. Глядя в небо, мы не можем определить, насколько одни звезды и планеты дальше от Земли, чем другие. Чтобы лучше это понять, давайте рассмотрим всю нашу Солнечную систему. Планеты никогда не выходят из зоны притяжения Солнца. Они постоянно движутся по своим орбитам, имеющим не совсем круглую форму. Скорость планет зависит отихрасстояния доСолнца.

Представьте, что ваша голова — Солнце, с теми же размерами и с тем же местом в Солнечной системе. В этом случае она является центром нескольких окружностей различного диаметра. Эти окружности и есть орбиты, по которым планеты вращаются вокруг Солнца. Если ваша голова находится в центре, то тогда вращающийся по ближайшей окружности Меркурий будет находиться в 6 метрах от вас! Размером он будет примерно с точку в конце этого предложения. (Не забывайте, что ваша голова по размеру соответствует Солнцу.) Венера перемещается по окружности на расстоянии в 11,9 метра, и ее размер примерно равен букве «о».

На третьей окружности находится наша планета, Земля, и она немного больше Венеры. Это примерно в 16 метрах от вашей головы (на самом деле это расстояние составляет примерно 150 000 000 километров). На четвертой окружности находится Марс, который немного меньше Земли. От вашей головы это 25 метров.

Затем мы переходим к Юпитеру, самой большой планете. По сравнению с вашей головой (Солнцем) он выглядит стеклянным шариком и находится на расстоянии, равном длине футбольного поля! На шестой окружности — Сатурн, 12 мм в диаметре и почти в два раза дальше, чем Юпитер. Уран, 5 мм в диаметре, находится в два раза дальше Сатурна. Нептун, немного меньше Урана, располагается на половине его расстояния до Солнца. А Плутон, который в два раза меньше Земли, — в 8 раз дальше Юпитера. Поскольку все они неизменно вращаются по своим орбитам вокруг вас, теперь вы можете видеть, почему очень мало вероятно, что они когда-нибудь столкнутся.

Каков возраст Земли?

На этот вопрос мы никогда не сможем дать точный ответ. Человек с незапамятных времен интересовался возрастом Земли, и на эту тему появилось множество мифов и легенд, которые, казалось, давали ответ. Но лишь около 400 лет тому назад к этому вопросу стали подходить с научной точки зрения. В это время было доказано, что Земля вращается вокруг Солнца (другими словами, что Земля является частью Солнечной системы), и теперь ученые знали, с чего начинать. С выяснения возраста Земли, что было необходимо, чтобы объяснить, как родилась Солнечная система. Как появилось Солнце и все планеты? Одна из теорий получила название небулярной гипотезы. По этой теории, когда-то в пространстве носилось огромное облако раскаленного газа, которое уменьшалось в размерах и все сильнее нагревалось.

По мере уменьшения газового облака оно выбрасывало сгустки газа. Каждый из этих сгустков сформировался впланету, а оставшаяся масса собралась в центре и стала Солнцем. Другое объяснение называется планетезимальной теорией. Согласно ей, миллионы и миллионы лет тому назад в пространстве находилось громадное скопление небольших твердых тел, называемых планетезималями, с Солнцем в середине. Поблизости проходила огромная звезда, под воздействием которой оторвались части этой массы. Эти части притянули к себе небольшие планетезимали, подобно тому, как к снежному кому пристает снег, и так появились планеты.

Независимо от правильности той или иной теории, астрономы вычислили, что это произошло примерно 5 500 000 000 лет тому назад! Но решением этого вопроса занимались не только астрономы, но и другие ученые. Они попытались найти ответ, выясняя, сколько лет понадобилось Земле, чтобы стать такой, какой мы ее знаем. Они определили время, за которое выветрились самые старые горы, и время, за которое океаны накопили нынешнее количество соли. В результате всех исследований эти ученые согласились с астрономами в том, что возраст Земли составляет примерно 5 500 000 000 лет.

Что такое эрозия?

Эрозия — это процесс, при котором медленно стирается поверхность земли. На мягкую почву падает дождь и уносит в реки и ручьи густые потоки грязи. Ветер, собирающий землю с полей, гонит песок и пыль. Завихряющиеся потоки вдоль берегов рек и озер, бьющие о берег волны вымывают глинистые берега. Они выгрызают песок и камни из скалистых утесов, превращая скалы впесок и измельчая его на еще более мелкие части. Затем все это выносится водой вморе. Это и есть эрозия. Ей мы обязаны появлением некоторых чудес света, таких, как Большой Каньон в Аризоне. Но эрозия имеет и отрицательную сторону. В конце 30-х годов она превратила в пыль плодородные равнины Канзаса, Оклахомы и Техаса, оставив бездомными тысячи людей.

Вода — основная виновница эрозии в мире. Она просачивается в трещины в твердых скалах и, замерзая, разрывает скалы на куски. После многих лет такого воздействия скала превращается в почву, а потом вымывается и почва. Дождь впитывается в почву, пока та не станет достаточно мокрой. Оставшаяся вода течет по поверхности сначала в виде ручейков, а потом собирается в реки. Она всегда уносит с собой почву в виде грязи. Потоки медленно, в течение многих тысячелетий, прорывают долины, по которым они текут. Долины расширяются и встречаются. Силы эрозии стирают землю иногда до уровня моря. Ветер тоже помогает эрозии, но он действует гораздо медленнее, чем вода. В древности эрозии содействовали и ледники, которые стирали края долин. От эрозии сильно пострадало сельское хозяйство Америки.

Фермеры не понимали, что драгоценный плодородный слой уносится, или не знали, как это остановить. Они глубоко вспахивали землю, и на поверхность выходил подпочвенный слой, который быстро превращался в пыльи сдувался ветром. Сегодня новые методы ведения сельского хозяйства помогают предотвратить потери от эрозии. С одной стороны, фермеры больше не используют плуг в таких масштабах. Они оставляют стебли пшеницы и кукурузы на почве, что помогает удерживать землю. На пересеченной местности они обрабатывают площади вдоль склонов, вместо того чтобы вспахивать их сверху вниз. Это называется контурной вспашкой, и при этом не остается борозд, по которым вода может стекать со склона. Сегодня фермеры освоили много способов, позволяющих сохранить драгоценную землю и не дать воде и ветру унестиее.

Как образовался большой каньон?

Большой Каньон — одно из величайших зрелищ на поверхности Земли. В некоторых местах он выглядит какволшебный город из камня с храмами, башнями и замками ослепительных цветов. Одна из самых поразительных вещей, что касается Каньона, состоит в том, что он был сделан рекой! Воды реки Колорадо создали это огромное ущелье на протяжении тысячелетий. Представьте только, что оно было вымыто в твердой горной породе на большом протяжении, и тогда высможете оценить чудовищную силу вод этой реки. Даже сейчас год за годом Колорадо продолжает вгрызаться еще глубже в дно ущелья.

В некоторых местах ущелье Большого Каньона имеет глубину больше мили, а в ширину — от четырех до восемнадцати миль. По мере того как река все больше углублялась в плато, образуя каньон, она открывала на каменных стенах историю Земли за сотни миллионовлет. На дне ущелья рядом с рекой обнажились древние кристаллические породы. Это остатки древней горной системы, которая разрушалась и сама по себе, и с помощью воды и ветра. Возникновение и исчезновение этой горной системы открылось лишь при образовании Большого Каньона. На фундаменте из этой скрытой в толще земли горной гряды находятся пласты кварцита, песчаника и известняка. Они формировались по мере смены эпох, по мере того, как по этим местам прокатывались океанские волны то с востока, то с запада, когда появлялись и исчезали целые горные цепи.

Доказательством того, что по этим скалам когда-то катились морские волны, служат находимые здесь окаменелости. Это окаменевшие остатки водорослей, морских ракушек и рыб. Первым белым человеком, увидевшим Большой Каньон, был испанский путешественник Гарсия Лопес де Карденас, открывший Каньон в 1540 году. В наше время правительство выделило самую красивую и интересную часть Каньона и устроило здесь национальный парк «Большой Каньон», площадью в 1009 квадратных миль. Тысячи туристов приезжают каждый год полюбоваться здешними красотами, и здесь даже есть возможность прокатиться на муле по дну ущелья вдоль Колорадо.

Составляли ли когда-нибудь континенты одно целое?

Посмотрите на карту мира. А теперь взгляните на Южную Америку и Африку. Вы видите выступ в очертаниях Южной Америки справа, где находится Бразилия, и впадину в контуре Африки слева? Вам не кажется, что их можно сложить вместе, и из них получится один континент? Что ж, 50 лет тому назад один немецкий ученый по имени Альфред Вегенер так и сделал. Он писал: «Того, кто изучает противоположные берега Южной Атлантики, должно немного удивить сходство береговых линий Бразилии и Африки. Каждый выступ со стороны Бразилии соответствует впадине аналогичной формы состороны Африки».

Вегенер узнал также, что натуралисты изучали доисторическую растительную и животную жизнь Южной Америки и Африки и обнаружили много схожего. Это убедило его в том, что два континента когда-то были одним целым, а потом разошлись. Он сформулировал теорию, которая получила название теории перемещения континентов. Согласно этой теории, массивы суши на Земле были когда-то объединены в один целый континент, на котором были свои реки, озера, внутренние моря. Затем этот массив по неизвестным причинам стал разламываться. Южная Америка оторвалась от Африки и ушла в сторону. Северная Америка оторвалась от Западной Европы и ушла на запад. Именно так и сформировались континенты, какими мы их сейчас знаем.

Действительно ли все произошло так, как предположил Вегенер? Мы не знаем. Это только теория. Но, как вы можете убедиться на карте, этому есть некоторые подтверждения. Изучение доисторических растений и животных тоже говорит о том, что это возможно. Кроме того, земная кора перемещается и в наши дни. Так что, возможно, Вегенер был прав!

Как сейсмограф измеряет землетрясения?

Когда мы думаем о землетрясении, мы представляем обрушивающиеся здания, открывающиеся в земле гигантские трещины и тому подобное. Что здесь можно «измерить»? Землетрясение — это дрожание или колебания земной поверхности. И измеряются именно эти колебания. Причиной землетрясения обычно является «сдвиг» в скальных породах земной коры, разлом, вдоль которого один скальный массив трется о другой с огромной силой. Большая часть этой гигантской энергии вызывает колебания в скальных породах. Эти колебания могут распространяться на тысячи миль, и поэтому землетрясение в Токио может быть обнаружено и измерено в Англии. Колебания при землетрясении состоят из трех или больше типов волновых колебаний, которые передаются с различной скоростью по скальным породам земной коры.

Первичные волны колеблются продольно; вторичные — поперечно; и длинные волны передаются по поверхности земли. Длинные волны перемещаются медленнее, но они имеют больший размах и являются причиной всех видимых разрушений. В разных местах по всему миру располагаются приборы, которые называются сейсмографами, чтобы ежедневно фиксировать колебания земной коры, потому что она никогда не бывает в спокойном состоянии. Записи с двух или больше сейсмографов помогают сейсмологам обнаружить место, где произошло землетрясение.

Сейсмограф представляет из себя аккуратно подвешенный груз, который остается неподвижным, когда под воздействием землетрясения колеблются остальные части прибора. Другими словами, этот груз, свисающий с зафиксированной стойки, во время землетрясения остается неподвижным. Но стойка, на которой он закреплен, двигается, а к стойке, под грузом, прикреплена бумажная лента. По мере движения ленты груз оставляет на ней запись. Запись на ленте фиксирует время прихода волны, силу колебания и может даже указать направление, откуда пришла волна.

Какое извержение было величайшим вистории?

Отвечая на этот вопрос, мы должны подчеркнуть, что речь идет об истории известной, то есть о той, о которой есть сведения в источниках. В доисторические времена и во времена формирования поверхности Земли наверняка были извержения и землетрясения страшной силы. Но, насколько мы знаем из источников, самое крупное извержение было в 1883 году на вулканическом острове Кракатау в Голландской Индии (Республика Индонезия). Мощнейшая серия вулканических взрывов произошла 27 августа того года.

Давайте посмотрим, каковы были некоторые последствия этого невероятного взрыва. Прежде всего, просто исчезла вся северная часть острова и его более низкие участки! До взрыва площадь острова составляла 18 квадратных миль, а его высота над уровнем моря колебалась от 91 до 4250 метров. После взрыва на дне океана образовалась дыра, которая была на 300 метровнижеуровня воды! В воздух на высоту до 17 миль поднялись столбы камней, пыли и пепла, и когда все это стало рассеиваться, все в радиусе 150 миль погрузилось во тьму среди бела дня! Звук этих вулканических взрывов был слышен на огромной территории. Это было действительно самое большое расстояние, когда-либо пройденное звуком, — 3000 миль!

Самые сильные разрушения были, вероятно, связаны с волнами в океане, поднявшимися в результате этого чудовищного взрыва. Самая большая волна достигала в высоту 15 метров, она сносила целые деревни и стала виновницей гибели 36 000 людей. Вдобавок эти волны прошли огромные расстояния и достигли, возможно, даже Ла-Манша, расположенного в 11000 миль. Между прочим, вулкан Кракатау оживал еще и в 1927 году, но, к счастью, на этот раз обошлось без большого вулканического взрыва.

Почему вода в гейзере горячая?

Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник — это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей водой. Откуда появляется эта вода? Почему она горячая? И что заставляет ее выстреливать фонтаном в воздух, образуя гейзер? У всех гейзеров отверстие, которое называется трубкой, ведет с поверхности земли в подземные резервуары, которые служат хранилищами воды. Источником основного количества воды являются дожди и снега.

В недрах Земли горные породы очень горячие. Скорее всего, это не остывшая лава, которая называется магмой. Газы от этих раскаленных пород, в основном пар, поднимаются по трещинам в скальных породах и достигают подземных резервуаров. Здесь они нагревают воду до температуры кипения, а то и выше. Так получается горячий источник.

А что делает его гейзером? Трубка или проход, идущий от воды до горячих пород вниз (туда, откуда исходит тепло), имеет изогнутую, неправильную форму, что мешает пару просто подниматься на поверхность. Если бы пар и вода свободно выходили снизу, то получился бы просто постоянно кипящий источник. Гейзер извергается, потому что вода в каменных ловушках подземной водоносной системы нагревается до кипения и сразу превращается в пар. Пару требуется большее пространство, чем той воде, из которой он образовался, и поэтому он выталкивает находящийся над ним водяной столб. По мере того, как пар перемещается наверх, давление внизу снижается, и в пар превращается еще большее количество воды. Вместо того, чтобы спокойно вытекать на поверхность, вода мощно вырывается наружу из-за выталкивающего ее пара — и мывидим гейзер!

Почему не все облака дождевые?

Вы когда-нибудь летели на самолете сквозь облака или, может быть, забирались высоко на гору и наблюдали, как вокруг вас клубятся облака? Тогда вы должны хорошо представлять, что такое облако: просто скопление тумана. Как вы знаете, в воздухе всегда содержатся водяные пары. В летнее время в воздухе больше пара, потому что температура выше. Когда пара в воздухе очень много, достаточно небольшого понижения температуры, чтобы он начал конденсироваться (то есть образуются капельки воды). В этом случае мы говорим, что воздух насыщается. Достаточно лишь небольшого понижения температуры, чтобы водяные пары в насыщенном воздухе стали конденсироваться. Поэтому, когда насыщенный теплый воздух поднимается на высоту, где температура ниже, происходит конденсация, и получаются облака. Молекулы воды соединяются и образуют бесчисленные маленькие капельки.

Что происходит, когда все эти водяные капельки в облаке встречаются с массой теплого воздуха? Они испаряются — и облако исчезает! Поэтому облака постоянно меняют свою форму. Содержащаяся в них вода постоянно превращается то вводу, то в пар. Капли воды, содержащиеся в облаке, имеют вес, поэтому тяготение тянет их вниз, и они опускаются все ниже и ниже. Когда большая их часть упадет, они достигают более теплых воздушных слоев, и этот теплый воздух заставляет их испаряться. Поэтому получаются облака, из которых не льется дождь. Они испаряются, и капли не успевают достичь земной поверхности.

Но если предположить, что воздух под тучей не является более теплым? Что это очень сырой воздух? Тогда капли будут все увеличиваться и увеличиваться в размерах, и конденсация будет все сильнее. Довольно скоро все маленькие капельки превратятся в большие капли, достигающие земли, и пойдетдождь!

Как измеряются дождевые осадки?

Во многих странах количество дождевых осадков измеряется прибором, который называется дождемером. Дождемер, используемый метеорологами Соединенных Штатов, имеет вид полой трубки, закрытой снизу и имеющей раструб вверхней части. Этот прибор помещается на открытом месте, и градуированная шкала на нем показывает, сколько в него попало дождевой воды. Метеорологи говорят, что выпал дюйм дождевых осадков, если в данной местности воды выпало столько, чтобы образовать на поверхности этого места слой воды толщиной в один дюйм.

Место, где выпадает меньше 10 дюймов (25 сантиметров) в год, называется пустыней. От десяти до двадцати дюймов достаточно для того, чтобы росла трава, но для сельского хозяйства требуется больше 20 дюймов. Если в течение теплого времени года выпадает больше 250 сантиметров осадков, дикая растительность становится такой густой, что заглушает культивируемые растения. Так происходит в джунглях Бразилии, в Центральной Африке и в Индии. В Индии есть место, которое называется Черрапунджи, где в год выпадает около 1140 сантиметров дождя!

И напротив, Египту достается лишь 4 сантиметра дождя в год. В Соединенных Штатах наибольшее количество осадков выпадает на побережье штата Вашингтон и в Орегоне — 200–250 сантиметров. В некоторых местностях Аризоны выпадает меньше 8 сантиметров в год. Самый большой уровень осадков, зарегистрированный в Великобритании, составляет 257 дюймов (653 сантиметра) в Камберленде в 1954 году.

Почему бывают наводнения?

За всю историю человечества накопилось немало свидетельств, рассказов и преданий о крупных наводнениях. Причина этого проста: наводнения были всегда. Первобытные люди намеренно селились в долинах, расположенных на пути наводнений — потому что земли здесь были плодородными. Что такое наводнение? Это такое состояние, когда вода выходит из берегов и растекается повсюду.

А что является причиной наводнений? — накопление большого количества воды в реке в результате сильных дождей. Вода может появляться из других источников или резервуаров, откуда она течет в реку. Река обычно омывает обширный район, или «бассейн», и сильный поток воды из любого места в этом бассейне заставляет подниматься уровень воды в реке и затоплять берега. Некоторые наводнения очень полезны. Нил, например, каждый год с незапамятных времен вместе с разлившейся водой приносит плодородный ил с высокогорья.

С другой стороны, река Хуанхэ в Китае периодически становится причиной гибели людей и разрушений. Например, в 1935 году из-за разлива этой реки 4 миллиона людей осталисьбез крыши над головой! Можно ли предотвращать наводнения? Наверное, это невозможно, потому что сильные дожди идут независимо от воли человека. Но предпринимаются большие усилия, чтобы обуздать наводнения, и когда-нибудь, наверное, это будет сделано.

Существуют три способа обуздать наводнения. Один из них — строить дамбы и делать насыпи для защиты сельскохозяйственных угодий в тех местах, куда доходит вода. Второй способ — устраивать каналы для экстренных случаев, или водосливы, чтобы отводить избыток воды. Третий способ — содержать большие резервуары для накапливания воды и постепенного ее слива в большие потоки.

Что такое артезианский колодец?

Вода из артезианского колодца может взлетать высоко в воздух, как и из гейзера, из емкости, находящейся глубоко под землей. Название происходит от названия местности Артуа в северной Франции, где более 800 лет тому назад был пробурен первый колодец такого типа. Артезианские колодцы возможны только при определенных условиях. Между двумя слоями водонепроницаемой скальной породы должен быть слой из пористого камня или из песка. Где-то этот пористый слой должен выходить на поверхность, чтобы дождевые или снеговые осадки могли впитываться в него и опускаться вниз, пока не попадут между водонепроницаемыми слоями, располагающимися сверху и снизу. Огромное давление со всех сторон держит воду в заточении, пока ее не освобождает человек. Когда отверстие диаметром в несколько сантиметров пробуривается прямо через твердый верхний слой и попадает вводоносный слой, освобожденная вода с огромной силой вырывается на поверхность.

Еще древние китайцы делали артезианские колодцы. В старину в Европе некоторые колодцы бурились втечение шести-восьми лет. Современная техника выполняет эту задачу легко ибыстро. В районе Эджмонта в Южной Дакоте два колодца, пробуренные на глубину примерно 915 метров, дают около 4 миллионов литров воды ежедневно. Температура воды, достигшей поверхности с такой глубины, составляет 37 градусов по Цельсию. Из другого колодца в этом же районе течет поступаетболее горячая вода!

В некоторых крупных городах США, а также во многих местах Лондонского региона значительная часть, а то и вся потребляемая вода добывается из артезианских скважин. Самый большой в мире артезианский район находится в Австралии.

Что такое водопад?

Когда ручей или река переливается через стену из камня в виде утеса или обрыва, то получается водопад. Там, где стена не обрывается вертикально, а имеет пологую форму, стекающая вода называется каскадом. Иногда вкаскаде водастекает по целой серии пологих склонов. Ниагарский водопад — хороший пример того, как нависающий край скалы создает водопад. Верхний слой скалистых пород на Ниагаре состоит из твердого доломита. Под доломитом находятся мягкие глинистые сланцы. Река Ниагара переливается через доломитовый утес в огромную водную чашу внизу, где бурлящие воды вымывают сланцы и подмывают, таким образом, верхние слои доломита. Время от времени огромные массы доломита обрушиваются, и обрыв остается по-прежнему крутым. В других водопадах этого типа в качестве твердой породы могут служить песчаник, известняк или лава.

Другой тип водопада представляет из себя Нижний Йеллоустонский водопад. Когда-то в незапамятные времена из-под земли поднялась огромная масса расплавленной породы, которая потом затвердела и образовала стену на пути течения реки. В некоторых случаях в горные долины глубоко вгрызались ледники, оставляя за собой отвесные стены, с которых низвергались водопады. В других случаях высокие плато поднимались из-за перемещений вземной коре, и водные потоки переливались через их края.

В мире наиболее известны три водопада: Ниагарский водопад, водопад Виктория на реке Замбези в Африке и водопад Игуассу на стыке границ Аргентины, Бразилии и Парагвая. Наибольший объем водыимеет Ниагарский водопад. Самый высокий водопад в мире находится в Венесуэле. Это водопад Анхель, вода в котором падает с высоты 1005 метров. Впервые его увидел с самолета Джимми Эйнджел в 1935 году, ав 1948 году здесь впервые появились люди. Некоторые водопады приносят большую пользу в обеспечении человека энергией. Водопады используются для выработки электроэнергии, которая приводит в действие заводы. Примерно половина гидроэнергетических ресурсов мира сосредоточена в Африке, но они еще большей частью не разработаны.

Что такое атмосфера Земли?

Когда мы читаем об освоении человеком Луны и планет, мы часто сталкиваемся с вопросами, касающимися атмосферы. Есть ли атмосфера и на другихпланетах? Насколько известно ученым, ни одна планета или звезда не имеет атмосферы, похожей на нашу. Что такое атмосфера? Мы можем представить ее в виде океана воздуха, окружающего Землю и имеющего высоту в несколько сотен миль. Океан воздуха имеет один и тот же состав по всей Земле. В основном он состоит из определенных газов, которые всегда остаются в одной и той же пропорции. Около 78 процентов составляет азот, 21 процент — кислород, и оставшийся один процент составляют газы, которые называются редкими — аргон, неон, гелий, криптон и ксенон.

Воздух, окутывающий Землю, имеет одинаковый химический состав до высоты 18 миль, хотя эта цифра может доходить и до 44 миль. Когда вы достигаете верхнего слоя атмосферы, вы оказываетесь в верхней точке того, что называется тропосферой. Это ближайший к поверхности Земли слой. На высоте от 18 до 31 мили от поверхности Земли находится слой горячего воздуха, температурой около 42 градусов по Цельсию. Причиной нагрева этого слоя является поглощение тепла солнечных лучей имеющимся здесь озоном.

Озон — это особая форма кислорода, где молекула состоит из трех атомов кислорода вместо обычных двух. Горячий озоновый слой служит для того, чтобы защитить нас от наиболее активных солнечных лучей — ультрафиолетовых. Без него мы не выдержали бысолнечного света. Еще выше находится слой, или несколько слоев, которые называются ионосферой, находящейся на высоте от 44 до 310 миль над землей. Ионосфера состоит из частиц, наэлектризованных Солнцем. Молекулы воздуха находятся в постоянном движении. Атмосфера может удерживаться лишь в том случае, когда молекулы все время сталкиваются друг с другом и не могут улететь. Но чем выше, тем воздух становится все более разреженным.

Очень мала вероятность того, что молекула снизу отскочит обратно после столкновения с молекулой сверху. Поэтому молекулы выходят в открытое пространство, и атмосфера разрежается полностью. Существует зона, которая называется экзосфера, где оторвавшиеся молекулы движутся почти свободно, и эта зона начинается с высоты 400 миль и простирается до 1500 миль.

Есть ли вес у воздуха?

Большинство из нас считают, что воздух — это «ничто», но воздух — это явное «что-то», если он состоит из определенных газов. Газ не имеет определенных размеров или формы, но он занимает пространство. Огромный воздушный океан, окружающий Землю и простирающийся на многие мили вверх, притягивается и удерживается за счет земного тяготения. Следовательно, воздух имеет вес. А поскольку воздух находится повсюду вокруг нас, он увеличивает вес любого наполняемого им предмета.

Например, в волейбольном мяче содержится небольшое количество воздуха. Если вы взвесите два таких мяча, один — накачанный, а другой — спущенный, то вы обнаружите, что спущенныймяч легче. Вес воздуха создает давление. Воздух давит на все ваше тело со всех сторон, подобно воде, если вы находитесь на дне моря. Огромная масса воздуха очень сильно давит на Землю, и давление при этом составляет примерно один килограмм на квадратный сантиметр.

Килограмм — это вес колонны воздуха с площадью основания 1 квадратный сантиметр и высотой, равной высоте атмосферы. Площадь вашей ладони — примерно 77 квадратных сантиметров. Представьте, что на вашу ладонь положен груз весом в 77 килограммов! Причиной того, что вы этого не замечаете, служит то, что воздух, находящийся под вашей рукой, давит с такой же силой, как и сверху. И на вашу голову воздух давит с силой в 270 килограммов, но вас не сплющивает, потому что и внутри вашего тела есть воздух, который уравновешивает давление наружного воздуха.

Чем выше вы поднимаетесь (например, на вершину горы), тем меньше воздуха над вами, тем меньше давление. На высоте в 6000 метров давление составляет примерно 0,4 килограмма на квадратный сантиметр. На высоте 3000 метров — 0,7 килограмма на квадратный сантиметр. Если бы вам удалось подняться на высоту в 100 километров, то вы обнаружили бы, что там почти нет давления.

Что случилось бы, если бы небыло пыли?

Стал бы мир действительно намного лучше, если бы не было пыли? Ответ таков: в некоторых отношениях — да, в других — нет. А что такое пыль, собственно говоря? Она состоит из частичек почвы или других твердых веществ, и частички эти достаточно легкие, чтобы их мог поднимать и нести ветер. Откуда появляются эти частички? Их источником могут быть останки растительного или животного мира, морская соль, вулканический песок и песок пустынь, пепел или сажа.

В большинстве случаев пыль нежелательна и бесполезна. Но, с другой стороны, она помогает сделать мир более красивым! Чудесные краски восходов и закатов в большой степени обязаны своей красотой именно пыли, рассеянной ввоздухе. Частицы пыли в верхних воздушных слоях отражают солнечные лучи. Это делает солнечный свет видимым еще час или два после заката. Цвета, составляющие солнечный свет, преломляются под разными углами, отражаясь от пыли и частиц водяного пара, рассеянных в воздухе. Солнечные закаты имеют красный цвет, потому что эти частицы преломляют красные лучи солнца таким образом, чтоте становятся последними лучами, пропадающими из поля зрения.

Другая важная функция пыли связана с дождем. Содержащийся в воздухе водяной пар не слишком быстро превратится в жидкость, если бы не было пылинок, которые служат центром для каждой капельки воды. Следовательно, облака, туман, дождь в основном образуются из бесчисленного числа пылинок, обволакиваемых жидкостью.

Почему на озерах лежит туман?

Туман, роса и облака имеют друг к другу прямое отношение. То или иное состояние — туман, роса или туман — может быть вызвано за счет какого-нибудь одного изменения условий: например, наличия или отсутствия воздушных потоков. Давайте рассмотрим, почему так получается и почему внекоторых местах появляются туманы. Частицы тумана очень невелики — меньше 0,001 миллиметра. Когда перед вами густой туман и вы ничего не видите перед собой, это значит, что в одном кубическом сантиметре тумана может быть не меньше 1227 таких частичек.

Чтобы появился туман, влага должна покинуть воздух и сконденсироваться. Это значит, что воздух должен каким-то образом охладиться, потому что холодный воздух не может удерживать такое количество влаги, как и теплый. Когда воздух охлаждается ниже определенной точки, которая называется точкой насыщения, или точкой росы, тогда начинает образовываться туман. Образование тумана также требует, чтобы холодный воздух воздушными потоками перемешивался с теплым.

Если воздух неподвижен, то тогда холодный воздух скопится у земли, и появится роса. Если же есть быстро восходящие воздушные потоки, охлаждение будет происходить высоко в воздухе, и тогда появляются облака. Поэтому воздушные потоки, перемешивающие холодный воздух с теплым, должны быть не слишком сильными, чтобы появился туман. Это может получиться тогда, когда масса теплого воздуха проходит над холодной сушей или холодным водоемом. Может быть и наоборот, когда холодный воздух проходит над теплой водой.

Последний случай возможен ранним осенним утром возле таких водоемов, как озера или пруды. Холодный воздух плавно перемешивается с потоками теплого, и появляются всем знакомые туманы, которые висят в воздухенад водоемами.

Если молекулы движутся, то почему мы не видим, что вещи изменяются?

Если молекулы постоянно движутся со страшными скоростями и это происходит повсюду — даже в деревяшке — то почему мыне видим, чтобы вещи меняли форму? Молекула — наименьшая из существующих частиц вещества, которая сохраняет свойства целого. Например, молекула сахара (сукроза) — наименьшая частица сахара, которая тем не менее сохраняет в себе такие свойства сахара, как вкус, цвет, форма, растворимость и другие.

Молекулы различных веществ сильно отличаются друг от друга. Некоторые из них имеют длину лишь в несколько миллиардных долей миллиметра, а другие — в тысячи раз больше. Молекулы газов, из которых состоит воздух, настолько малы, что в одном кубическом сантиметре воздуха содержится 30 675 000 000 000 000 000 молекул! Но даже несмотря на то, что в веществе содержится столько молекул, между ними остается много незанятого пространства. Поскольку молекулы всегда находятся в движении, они передвигаются в абсолютном вакууме. Между молекулами воздуха нет воздуха, есть только вакуум, и между молекулами железа нет воздуха, только — вакуум.

Движение молекул вызывается теплом. Чем выше температура, тем интенсивнее движение. В горячих газах это движение очень интенсивно. В жидкости или в твердом веществе оно гораздо медленней, но движение есть дажевкуске льда! Если молекулы в веществе постоянно сталкиваются друг с другом и выталкивают друг друга в разные стороны во всех направлениях, то почему мы не видим результатов этого движения? Почему, например, мы не видим, чтобы кусок железа изменялся из-за этого движения? Почему он кажется таким твердым? Причина этого в том, что в твердых телах или в жидкостях молекулы удерживаются на своих местах силами притяжения между молекулами. В противном случае вещество было бы разорвано на части.

Силы электричества, взаимоудерживающие молекулы, достаточно велики, чтобы поддерживать даже самые твердые материалы в неизменном состоянии. Но если очень сильно нагреть вещество, то движение молекул ускорится, и это вещество станет жидкостью. Если увеличить температуру еще больше, то молекулы смогут преодолеть силы электричества, разлетятся в разные стороны, и вещество перейдет в газообразное состояние!

Куда исчезает вода, когда она высыхает?

Выглянув на улицу или посмотрев на дорогу, вы увидели там воду. Один час яркого солнечного света — и вода исчезает! Или, например, вывешенное на веревке белье высыхает к концу дня. Куда исчезает вода? Мы говорим, что вода испаряется. Но что это значит? Испарение — это процесс, при котором жидкость на воздухе быстро становится газом или паром. Многие жидкости испаряются очень быстро, гораздо быстрее, чем вода. Это относится к алкоголю, бензину, нашатырному спирту. Некоторые жидкости, например ртуть, испаряются очень медленно. Из-за чего происходит испарение? Чтобы понять это, надо кое-что представлять о природе материи.

Насколько мы знаем, каждое вещество состоит из молекул. Две силы оказывают воздействие на эти молекулы. Одна из них — сцепление, которое притягивает их друг к другу. Другая — это тепловое движение отдельных молекул, которое заставляет их разлетаться. Если сила сцепления выше, вещество остается в твердом состоянии. Если же тепловое движение настолько сильно, что оно превосходит сцепление, то вещество становится или является газом.

Если две силы примерло уравновешены, то тогда мы имеем жидкость. Вода, конечно, является жидкостью. Но на поверхности жидкости есть молекулы, которые движутся настолько быстро, что преодолевают силу сцепления и улетают в пространство. Процесс вылета молекул и называется испарением. Почему вода испаряется быстрее, когда она находится на солнце или нагревается? Чем выше температура, тем интенсивнее тепловое движение в жидкости. Это значит, что все большее количество молекул набирает достаточную скорость, чтобы улететь.

Когда улетают самые быстрые молекулы, скорость оставшихся молекул в среднем замедляется. Почему остающаяся жидкость охлаждается за счет испарения. Так что, когда вода высыхает, это означает, что она превратилась в газ или пар и стала частью воздуха.

Что такое океанография?

Почти всем предметам и явлениям, существующим в природе, соответствует какая-либо наука, изучающая их. Океанография — это комплекс всех наук, связанных с изучением океана, что помогает человеку узнать, как появился океан, какие внем происходят процессы. Как вы понимаете, это требует серьезного исследования! Давайте посмотрим, что сюда входит. Можно начать с береговой линии. Берег моря (или граница между сушей и морем) постоянно изменяется из-за приливов, ветров, ежедневного воздействия моря на берег и перемещений суши вверх и вниз. Изучаются также температура и содержание соли в океанах. И, как ни странно, человек до сих пор не имеет удовлетворительного объяснения тому, почему океан соленый.

А приливы? Приливы — это регулярные перемещения воды, связанные с притяжением Солнца и Луны. Они тоже постоянно изучаются океанографами. Теперь перейдем к течениям. Океанские течения напоминают реки, протекающие по океану. Они теплее или холоднее, чем те воды, через которые они проходят. Поскольку течения имеют большое значение для человека, они постоянно изучаются. Как мы знаем, в океане живут растения и живые организмы бесчисленных видов. Океанографы и этой области уделяют много внимания. Какова глубина океана в различных местах? Это тоже очень важно для человека, и естьученые, которые занимаются лишь измерениями океанских глубин. Человека интересует даже то, что происходит на дне океана.

Мы знаем, что до глубины 3657 метров дно океана покрыто мягкой, илистой грязью. Она состоит из известковых скелетов крошечных морских организмов. Животная и растительная жизнь океанского дна изучается по взятым оттуда пробам ила. В общем, океан, который большинству из нас кажется просто огромной массой воды, на самом деле представляет из себя огромный и сложный организм, о котором человек хочет узнать как можно больше. А океанографы увеличивают наше знание об океане, постоянно изучая все, из чего он состоит и что внем содержится.

Почему приливы не везде одинаковы?

Вы когда-нибудь бывали на берегу, где при низкой приливной волне вам приходится пройти довольно большое расстояние в сторону моря, чтобы хотя бы войти в воду по колени? И все же есть места, где вы с трудомсможете отличить высокий прилив отнизкого. Причина этого не имеет никакого отношения к влиянию Луны. Приливы происходят из-за гравитации. Точно так же, как Земля притягивает Луну, Луна притягивает и Землю, но с гораздо меньшей силой. За счет воздействия Луны на Землю воды океана притягиваются в сторону Луны и образуют выпуклость или волну. Вследствие этого возникаетвысокий прилив.

Вода на противоположной стороне Земли притягивается Луной в гораздо меньшей степени, поскольку Луна находится дальше, и поэтому здесь тоже образуется выпуклость. Поэтому высокий прилив наблюдается и состороны, обращенной к Луне, и с противоположной стороны Земли. По мере того, как Луна проходит вокруг Земли, эти два водяных «горба» и пониженные уровни воды продолжают оставаться примерно в том же положении относительно Луны. И если бы поверхность Земли была бы полностью покрыта водой, то чередование высоких и низких приливов было быочень регулярным.

Но этому мешают многие другие факторы. Один из них — огромные массивы континентов. Они являются причиной приливных течений, которые огибают береговые линии и скапливаются в определенных местах, например взаливах. На пологих побережьях с прямой береговой линией надвигающийся прилив имеет достаточное пространство, чтобы распространяться, и не поднимается очень высоко.

Но там, где прилив встречается с узкой бухтой или каналом, он не может растекаться вширь, и поэтому вода может достигать большой высоты. Например, в бухте Фанди разница между приливом и отливом может составлять больше 21 метра. В то же время во время прилива на Средиземном море вода не поднимается выше, чем на 0,5 м.

Что такое водяной смерч?

Водяной смерч и торнадо очень похожи. В принципе водяной смерч можно называть «торнадо на море». Поэтому давайте сначалапосмотрим, что такое торнадо. Торнадо — это, настоящий круговой шторм. Он появляется в виде черной воронкообразной тучи на обширной грозовой территории. Причина возникновения облачной воронки — конденсация влаги за счетохлаждения воздуха помере его распространения вширь и ввысь. Торнадо может вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки. Ширина торнадо в той части, где он соприкасается с землей, в среднем составляет 275–365 метров, и проходит он обычно небольшое расстояние, составляющее от нескольких до 50 миль (80 километров). Считается, что внутри торнадо (вихря) скорость вращающихся потоков воздуха составляет 500 миль (800 километров) в час! Там, где торнадо соприкасается с поверхностью земли, могут происходить страшные разрушения. Например, дома могут быть стерты с лица земли, разломаны на куски или перенесены на сотни метров.

Торнадо (известные также под названиями «смерч» или «циклон») могут появляться в любое время года, хотя весной и летом они появляются впятьраз чаще. Чаще ониимеют место днем, а не ночью. В некоторых случаях водяной смерч может быть просто обычным торнадо, зародившимся на суше и переместившимся на море. Но водяные смерчи более распространенного типа появляются над морями и озерами в тропиках или в средних широтах в теплое время года. Они возникают прямо над водой, а воронкообразные облака образуются из дождевых или кучевых облаков. Нижняя часть воронки, приближаясь к водной поверхности, поначалу раскручивает или перемешивает верхний слой воды в облако водной пыли.

Воронкообразное облако сначала погружается в эту водную пыль, а затем вытягивает вверх водяной смерч. Но вода, составляющая основную часть смерча, всегда остается свежей, потому что в основном состоит из дождевой воды. Водяной смерч продолжается обычно всего лишь несколько минут и оказывает воздействие лишь на ограниченном участке. Большинство водяных смерчей возникают над холодными водами там, где высока температура воздуха и часто бывают грозы.

Почему градины имеют разные размеры?

В некоторых местах, где грозы происходят довольно часто, одна гроза из восьмисот сопровождается градом размером с грецкий орех, а одна гроза на пять тысяч несет с собой град размером в теннисный мяч. И вы, наверное, знаете из собственного опыта, что градины могут иметь и другие размеры. Град обычно выпадает в теплую погоду и сопровождается, как правило, громом, молнией и дождем.

Град образуется, когда дождевые капли по пути к земле проходят через слой холодного воздуха и замерзают. Из отдельных дождевых капель получаются очень маленькие градинки. Градины побольше появляются так же, но когда маленькие градины падают и встречают по пути сильные восходящие воздушные потоки, они могут подниматься до того уровня, где образуются дождевые капли. К градине пристают новые капли, и когда она вновь пролетает через холодные слои, вода обволакивает ее и замерзает, увеличивая таким образом размер градины.

Поднимание и опускание градины может происходить неоднократно до тех пор, пока на ней не нарастет количество слоев, увеличивающее ее вес настолько, что она оказывается в состоянии преодолеть силу восходящих воздушных потоков и падает на землю. Таким образом появляются градины диаметром в 8-10 сантиметров и весом до 0,5 кг. Снег тоже намерзает вокруг градин, когда они заносятся в зоны, где он образуется. Поэтому град часто состоитиз слоевснега и льда.

Ежегодно град наносит огромный ущерб. Он уничтожает посевы таких культур, как рожь, пшеница, хлопок и табак. Он может сбить листья с деревьев, разбить стекла в окнах и даже поранить домашнюю птицу и животных!

Перемещаются ли ураганы в определенных направлениях?

Шторм или ураган выглядит настолько диким и неукротимым явлением природы, что трудно поверить в возможность его перемещения по определенному маршруту. Тем не менее, насколько нам известно, с наступлением сезона ураганов они получают имена, и их маршруты часто довольно точно предсказываются.

В большинстве районов мира основная часть ураганов двигается в определенных направлениях. В Соединенных Штатах, например, большинство больших ураганов представляют собой обширные массы циркулирующего против часовой стрелки воздуха, вращающегося вокруг центральной точки низкого атмосферного давления. Причина того, что в Штатах они вращаются против часовой стрелки, состоит в том, что когда ветры дуют в направлении центра низкого давления, то вращение Земли отклоняет их вправо (в Северном полушарии).

Вернемся к ураганам. Прежде всего, знаете ли вы, что ураганы, циклоны и тайфуны — практически одно и то же? В Соединенных Штатах они называются циклонами, в Юго-Восточной Азии и в Южно-Китайском море — тайфунами, а в Вест-Индии и в Мексиканском заливе — ураганами. К северу от экватора тайфуны и ураганы обычно начинаются поздним летом или осенью над теплыми тропическими водами. Они перемещаются к западу или северо-западу через зону пассатов по маршруту, отклоняющемуся вправо.

В субтропических широтах такие ураганы сильно отклоняются на восток и входят в зону западных ветров. В Южном полушарии наблюдается такой же загнутый маршрут, с той лишь разницей, что здесьони отклоняются влево. И все же, несмотря на то, что ураган может быть точно предсказан, а люди и корабли на море предупреждаются всеми возможными способами, все равно, ураганы наносят ужасный ущерб. Ураган может двигаться соскоростью 125 миль в час!

Почему у ветров разные имена?

Большинство ветров, конечно, своих имен не имеет. Можно сказать: «Ветрено» или «Ветер дует». Иногда мы говорим: «Дует северный ветер». Но многие ветры имеют особые имена. Ветры с особыми именами получили их по разным причинам. Вы знаете, например, что такое «попасть в штиль». Это значит — застыть в неподвижности. Одна из разновидностей ветра так и называется «штилевой ветер». Он возникает на экваторе, где находится широкий пояс восходящего воздуха и низкого давления.

Ветры, которые дуют сверху и снизу в сторону экватора, называются пассатами. Они имеют постоянные направления и дуют сильно, и поэтому во времена парусных судов они были очень полезныдля мореплавателей. Существуют еще некоторые особые ветры. Например, муссоны — это ветры, меняющие свое направление в зависимости от времени года. В Индии зимой муссоны несут горячий, сухой воздух, а летом они дуют в северном направлении, принося с собой обильные дожди. В южной Франции все местные жители со страхом ждут мистраль — холодный, сухой ветер с севера, Он может дуть со стороны моря целыми днями, и в это время все чувствуют себя неуютно.

Как измеряется скорость ветра?

В ветреный день вам может показаться, что ветер дует с ужасной скоростью. А потом вы слушаете сводку погоды, и там говорят: «Скорость ветра — от 10 до 15 миль в час». Нам очень легко ошибиться относительно скорости ветра. Но знать точно скорость ветра очень важно для многих людей, и поэтому существуют научные способы определять эту скорость. Первый прибор для измерения скорости ветра был изобретен в 1667 году англичанином Робертом Хуком. Прибор называется анемометр.

Существуют многие виды анемометров, но наиболее распространенный имеет несколько алюминиевых чашечек на оси. Она закреплены свободно, и чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются чашечки на оси. Сосчитав число оборотов, которые делают чашечки за определенное время, можно вычислить скорость ветра. Когда люди начали летать, появилась необходимость измерять скорости ветра на больших высотах. Для этого запускались воздушные шары, и за ними велось наблюдение с помощью специальных оптических приборов, которые называются «теодолиты». Но, когда тучи закрывали шары, наблюдение становилось невозможным.

В 1941 году был изобретен метеорологический радар. И теперь радар может наблюдать за шаром даже через облака и измерять скорость ветра в верхних слоях атмосферы. Издавна людей также интересовало, куда дует ветер, и примерно в 900 году н. э. на шпилях церквей были установлены флюгеры, чтобы они показывали направление ветра.

Почему лед ломает трубы?

Многие студенты жалуются: «Зачем мне учить физику и естественные науки, ведь я их никогда не использую». Такие люди, конечно, не правы в том, что касается «бесполезности» физики и естественных наук. Несомненно то, что (знаем мы об этом или не знаем) все мы неоднократно используем законы физики в повседневной жизни. Любой человек, живущий в климате с холодными зимами, знает, что он должен наливать антифриз в радиатор своей машины и сливать воду из всех труб, где она может оставаться. Он знает, что если не сделает этого, то в радиаторе появятся трещины, а трубы могут разорваться. Законы физики объясняют, почему этоможет случиться.

Например, большинство веществ при переходе из жидкого состояния в твердое уменьшаются в объеме. Но с водой происходит совершенно противоположная вещь! Вместо уменьшения в объеме она расширяется, и увеличивается вобъеме не на сколько угодно, а примерно на одну девятую. Это значит, что если у вас есть девять литров воды и эта вода замерзает, то у вас получится 10 литров твердого льда! Теперь представьте, что вода замерзает в радиаторе или в трубе. Для десяти литров льда требуется большее пространство, чем для девяти литров воды. Но трубки радиатора или водопроводные трубы не могут растягиваться. Места в них просто больше нет. Поэтому, когда вода замерзает, она сама отвоевывает себе большее пространство, разрывая трубы.

Одна из самых примечательных сторон этого явления природы — это его огромная сила. Насколько вы знаете, трубы делают из довольно прочных металлов. В Финляндии, например, эту силу заставляют работать. Это делается таким образом. В каменоломнях заливают водой щели в скальных породах и оставляют замерзать. Замерзающая вода выступает в роли клина, и за счет силы замерзающей воды огромные скальные массивы распадаются на отдельные каменные блоки. Хоть лед и занимает больше места, чем вода, он легче воды и плавает на ее поверхности. Поэтому большие объемы воды никогда не замерзают полностью. Ледяной покров сверху защищает от замерзания находящуюся под нимводу.

Почему иглу не тает изнутри?

Хоть каменные и деревянные дома и получили распространение среди эскимосов, тем не менее этот северный народ все еще строит иглу по каким-то особым случаям или во время переходов. Строится иглу быстро и может противостоять любой погоде. В свежем снежном сугробе вырывается яма 1,5 метра в длину и 50 сантиметров в глубину. Потом, начиная с передней стенки ямы, ножом вырезаются снежные блоки. Они имеют такую форму, что наклоняются вовнутрь, если их поставить на ребро. Выкладывается круг из этих блоков, а затем его верхняя часть срезается таким образом, чтобы во время строительства последующие блоки шли по сужающейся спирали. Материал по ходу работы вырезается внутри дома. Последний блок, у которого верхние края шире нижних, накрывает отверстие вверху. После этого все трещины залепляются мягким снегом.

Небольшое иглу может быть построено за пару часов. Когда домик построен, за дело принимается женщина. Она зажигает лампу на котиковом жире, стараясь, чтобы та разгорелась как можно сильнее. Потом она закрывает вход снежным блоком и плотно закупоривает иглу. Теперь снег начинает таять. Но, поскольку крыша домика имеет закругленную форму, вода не капает, а постепенно впитывается в блоки, и они пропитываются почти полностью. Когда блоки достаточно пропитаются водой, она гасит лампу и открывает дверь. Внутрь врывается ледяной воздух, и через короткое время хрупкий снежный домик становится ледяным куполом! Теперь он настолько прочен, что крыша может выдержать даже белого медведя и не провалится. И таять он теперь не будет, и в нем можно уютно расположиться.

Но, конечно, когда зима заканчивается и повышается температура, иглу начинает таять, и обычно сначала проваливается крыша.

Что такое лавина?

Лавина — это нисходящая масса снега, льда или грязи с камнями. Лавина из грязи с камнями — это оползень, который может произойти даже в бесснежных районах. Крутой горный склон или обрыв пропитывается водой или ослабляется каким-то другим способом. Земля больше не может удерживаться на таком крутом склоне, и начинается обвал. Такие обвалы или лавины чаще всего происходят весной, когда тающие снега и льды пропитывают под собой грунт. Они могут происходить и тогда, когда река выходит из берегов, или там, где люди строят дорогу или устраивают горную выработку у подножия крутого горного склона. Такие оползни часто перекрывают горные долины, и таким образом получаются большие озера.

Снежные лавины случаются, когда снег больше не может удерживаться на горном склоне. Старый, слежавшийся, покрытый настом снег часто держится даже на очень крутых склонах, но свежий, незакрепившийся, рыхлый снег часто легко соскальзывает даже с довольно покатых склонов. Когда начинается небольшая снежная лавина, она часто срывает со своего места большие массы снега, находящиеся у нее на пути, и продолжает свой путь, увеличиваясь в размерах и набирая разрушительную силу. В тех местах, где снег лежит так, что еле удерживается от сползания, даже звука голоса может оказаться достаточно, чтобы стронуть с места огромные массы снега и начать лавину. Это происходит потому, что звук колеблет воздух, и эти колебания вызывают движение снега.

В Альпах, когда группы альпинистов проходят опасные склоны, проводники часто настаивают на том, чтобы все хранили полное молчание, поскольку колебания от звуков голосов могут вызвать лавину.

Что такое кристаллы?

Возможно, вы считаете, что кристалл — это редкий и красивый минерал или драгоценный камень. Отчасти вы правы. Изумруды и бриллианты являются кристаллами. Но не все кристаллы редки к красивы. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют из себя кристаллы. Кристалл — это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.

Минеральные кристаллы тоже образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать. Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда. Миллионы лет тому назад гранит был расплавленной массой минералов в жидком состоянии.

В настоящее время в земной коре имеются массы расплавленных горных пород, которые медленно охлаждаются и образуют кристаллы различных видов. Кристаллы могут иметь всевозможные формы. Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые в свою очередь могут быть сгруппированы в шесть видов. Кристаллы могут иметь и разные размеры. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен фунтов.

Что такое коралл?

Коралл — это один из самых любопытных и удивительных предметов в мире! Для начала следует сказать, что красные кораллы ценились наравне с драгоценными камнями с незапамятных времен. Но еще больший интерес представляет огромное количество суеверий, связанных с кораллом. Римляне вешали куски коралла на шею ребенку, чтобы отвести от него опасности. Они верили, что коралл может предотвратить болезнь или вылечить от нее. Кое-где в Италии коралл еще носят, чтобы уберечься от «дурного глаза». И самое удивительное — в том, что коралл изменил географию мира!

Что такое коралл? Это скелет кораллового полипа — крошечного желеобразного морского организма с большим количеством маленьких щупальцев. Полип вырабатывает известковое вещество, из которого состоит скелет, формирующийся в виде чашечки, окружающей полип со всех сторон. Сначала полип прикрепляется к поверхности скалы под водой, и от него отпочковывается новый полип. Когда старый полип умирает, живые полипы продолжают оставаться на его скелете, и от них в свою очередь отпочковываются новые. Так происходит формирование коралла, по мере того как все новые и новые поколения полипов нарастают на скелетах своих предшественников. Так слой за слоем нарастает коралл, и из них в океане образуются острова и рифы. Эти организмы водятся в теплых и тропических водах.

Кораллы в основном можно встретить в южных водах Тихого океана, в Индийском океане, в Средиземном море и в водах у побережья Флориды, Мексики и Вест-Индии. Наиболее значительные коралловые образования называются окаймляющими рифами, барьерными рифами и атоллами. Окаймляющие рифы представляют собой подводные коралловые площадки, прикрепленные к прибрежным скалам и выходящие в океан. Барьерные рифы не связаны с материком, а вырастают в океане на каком-то расстоянии от берега. А атоллы — это коралловые острова в форме кольца. Большой барьерный риф, расположенный у побережья Австралии в районе Квинсленда, тянется на 1260 миль.

Что такое янтарь?

В древние времена считалось, что янтарь обладает магической силой. Древние греки и римляне верили, что янтарь может защитить человека отколдовства и болезней, и поэтому носили его. Причиной того, что янтарю приписывали такую таинственную силу, была его способность наэлектризоваться. Если кусок янтаря интенсивно потереть, то появляется электрический заряд, что позволяет янтарю притягивать легкие предметы, например кусочки бумаги. Греки называли янтарь «электрон», и отэтого слова появилось слово «электричество».

Янтарь — это хрупкое, прозрачное вещество желтого цвета. Его довольно трудно разрезать на бусины или мелкие украшения, но твердостью мрамора или стекла он не обладает. Давным-давно из сосен, которые росли на земле, выделялось некое вязкое вещество. На поверхности земли постепенно накопились его огромные количества, и когда земная поверхность изменилась, это вещество было погребено под землей или под водой. В течение миллионов лет оно окаменело или затвердело, превратившись в янтарь, который мы сейчас встречаем. Поскольку изначально янтарь был мягким, вязким веществом, к нему прилипли и попали в него много насекомых. И после того, как прошли миллионы лет и янтарь затвердел, насекомые так в нем и остались.

И сегодня мы можем отыскать кусочки янтаря, в которых замурованы муравьи и мухи, которые выглядят так, будто попались только вчера! Сосны, выделявшие янтарь, произрастали преимущественно в районах Балтийского и Северного морей. Эта часть земной коры, где теперь находятся моря, постепенно опустилась. В древние времена янтарь находили только там, где сильные штормы вздымали воды, и куски янтаря вымывались на берег. Внаши дни янтарь добывается на разработках. Янтарь обычно находят небольшими кусочками, хотя были найдены и крупные куски весом до восьми килограммов. В основном янтарь используется для изготовления мундштуков, бус и небольших украшений.

Что такое мрамор?

Природа — замечательный пекарь. Глубоко под землей находится ее печь, нагретая тысячи лет тому назад огромными поднимающимися массами расплавленной горной породы. В этой печи она нагревала и за счет чудовищного давления превращала известняк втвердый мрамор. Самый чистый мрамор имеет белый цвет. Различные примеси часто придают ему оттенки розового, красного, желтого или коричневого цвета или образуют в нем волнистые линии или пятна. Кристаллы различных цветов, попавшие в мрамор, искрятся и сверкают в солнечных лучах. В некоторых кусках мрамора остатки окаменелостей придают ему дополнительную прелесть.

Мрамором иногда называют и другие камни, подвергающиеся полировке и использующиеся в строительстве, — например, гранит, оникс и порфир. Однако настоящим мрамором является известняк, перешедший в кристаллическое состояние в ходе природных процессов. Чтобы добыть мрамор, специальная машина прорезает в каменном массиве серию каналов или щелей, которые могут достигать в глубину 2–3 метра, а в длину — 18–24 метра. Взрывами нельзя пользоваться, поскольку при этом мрамор может быть разрушен или покрыт трещинами. Затем блоки аккуратно извлекаются огромными кранами. Для разрезания необработанного камня используется большая пила без зубьев, на которую во время работы льется вода с песком. За счет трения стального лезвия и песка глыба довольно быстро разрезается на куски нужного размера.

Иногда вместо жесткого лезвия используется проволочная пила. Затем куски мрамора помещаются на шлифовальную установку круглой формы, где закрепляются неподвижно. Песок с водой текут по вращающейся поверхности установки, выравнивая поверхность мрамора. Затем, чтобы сделать поверхность гладкой, мрамор шлифуется дополнительно. Окончательная полировка производится смесью окиси олова и щавелевой кислоты, которая наносится на поверхность мрамора с помощьюполировального круга.

Что делает алмазы драгоценными камнями?

Почему алмазы так высоко ценятся? Конечно, алмазы — редкость, а все, что редко, имеет высокую стоимость. Но одного того, что это редкость, недостаточно. Вещь также должна быть очень привлекательна, а алмазы действительно прекрасны. По способности отражать свет ничто в мире не может сравниться с алмазом. Алмаз также является и самым твердым из известных веществ. Это воплощение красоты, которое может оставаться неизменным в течение тысячелетий, стало символом непреходящей любви и верности. В своем исходном виде алмазы некрасивы. Они должны быть обработаны, чтобы стать красивыми.

В природе попадаются алмазы самых разных размеров и форм, и внешне они поначалу выглядят довольно невзрачно. Опытный огранщик должен тщательно изучить каждый камешек и определить, как лучше всего выявить его красоту. Иногда алмаз распиливается быстро вращающимся диском, покрытым алмазной пылью. Только алмазная пыль может быть использована для шлифовки другого алмаза. Большинство алмазов распиливается на две части, каждая половина огранивается, и ей придается округлая форма. Алмаз в таком виде называется бриллиантом. Ограниваются алмазы на высокоскоростном цельнометаллическом круге, покрытом алмазной пылью и маслом.

Грани располагаются симметрично, и у обычного бриллианта их 58. Чем больше граней, тем больше переливается бриллиант. Огранщики алмазов изобрели целый ряд видов огранки: кабошон, багет, маркиза и т. д. Алмазы, использующиеся в ювелирном деле, могут значительно отличаться цветом и качеством. Некоторые цвета встречаются реже других. Наиболее ценными являются алмазы с красным или голубым оттенком, а также прозрачные и бесцветные.

Всегда ли алмазы считались драгоценностью?

Насколько можно судить по источникам, первые люди, занимавшиеся поисками алмазов, появились в Индии. Добыча алмазов началась там более 2500 леттому назад! Алмазы высоко ценились с самого начала. До пятнадцатого века они все еще были такой редкостью, что ими могли владеть только королии королевы. И только в 1430 году появился обычай носить бриллианты в качестве украшения. Первой это сделала придворная дама из Франции Агнес Сорель, и отсюда мода распространилась по всей Европе. Результатом этого стала лихорадочная добыча алмазов в Индии, продолжавшаяся более 300 лет. В конце концов этот источник иссяк, но, к счастью, алмазы были найдены в другой части света — в Бразилии, в 1725 году. Джунгли и тропический климат очень затрудняли работу, но тем не менее свыше 160 лет Бразилия была основным источником алмазов в мире.

В настоящее время центром добычи алмазов является Южная Африка, где крупные залежи алмазов были найдены случайно в 1867 году. Мальчик из бедной фермерской семьи нашел красивый камешек, который купил хитрый сосед, сразу же узнавший драгоценный алмаз. Когда он в свою очередь продал его, на это место съехались старатели всех возрастов и национальностей. В течение года здесь были обнаружены три крупных алмазных месторождения, и появился город Кимберли, центр огромной алмазной империи.

Что такое промышленный алмаз?

Единственное отличие промышленного алмаза от любого другого состоит в том, что он имеет более низкое качество. Если алмаз имеет безукоризненное качество, красивый, без единого пятнышка, цвет, то он, конечно, будет использован в ювелирном деле, где за него дадут более высокую цену. Может показаться неожиданностью то, что такая ценность, как алмаз, вообще используется в промышленности, но алмаз называют «королем промышленности»! Греки называли алмаз «адамас», что означало «непобедимый».

Алмаз действительно непобедим, поскольку ничто в мире не может его распилить — кроме другого алмаза! Поэтому три четверти всех добываемых алмазов вообще не попадают к ювелирам. Они используются в промышленности. И используются они по причине своей чрезвычайной твердости. Например, около 20 процентов алмазов идут на головки буровых установок, которые используются для бурения скальных пород. Алмазы измельчаются в порошок, и этот алмазный порошок используется для шлифовальных кругов, на которых обрабатываются алмазы. Некоторые алмазы используются при металлообработке. Без алмазов не смогли бы работать некоторые из наиболее важных отраслей промышленности.

Чем золото отличается от «золота для дураков»?

Если вы старатель и ищете золото, то для вас ответ на этот вопрос настолько же важен, насколько велика разница между огромным богатством и безмерной бедностью. Многие старатели натыкались на то, что принимали за золото, только для того, чтобы после проведения анализа выяснить, что их надежда на богатство испарилась, как дым. То, что известно под названием «золото для дураков», на самом деле — железистый пирит. Поскольку этот желтый минерал еще и ослепительно блестит, его легко можно принять за вкрапления самородного золота в горной породе. Другой причиной для ошибок служит то, что золото часто обнаруживают в тех же местах, что и железистый пирит. Самородное золото часто находят в кварцевых прожилках или в массивах железистого пирита. Вода и ветер уносят кварц и пирит, а золото выветривается из скальных пород.

Это означает, что камень вокруг золотых самородков вымывается, оставляя самородки почти чистого золота. Самородки смывает водой на дно долин, и они перемешиваются с песком и щебнем. В таком виде золото называется аллювиальным, или рассыпным. Первое золото, найденное человеком, было рассыпным. Но золото часто находят и в рудах других металлов. Серебряная руда почти всегда содержит некоторое количество золота. Часто золото встречается и в медной руде. Золото содержится даже в морской воде! Его содержание, правда, настолько мало по сравнению с общим объемом воды, что никто не в состоянии добыть золото из морской воды. Тем не менее океаны настолько огромны, что общее количество содержащегося в них золота оценивается в 9 070 000 000 тонн. Химикам будущего предстоит решить очень интересную задачу — добыть золото из морской воды.

Что такое медь?

Человек открыл медь раньше всех прочих металлов за исключением золота. Еще в доисторические времена медь использовалась людьмикаменного века. Медь обнаруживают в довольно чистом состоянии — в самородках и крупинках металла без примесей. Возможно, впервые человек поднял с земли эти самородки потому, что они были красивыми.

Затем человек сделал великое открытие, выяснив, что этим странным красноватым камешкам можно придать любую форму. Это был более простой метод изготовления оружия и ножей, чем обкалывание кремней. Прошло много времени, и уже другие люди выяснили, что они могут расплавлять красные камни и изготовлять из расплавленной массы чашки и кувшины. Тогда люди начали добывать медь и делать из нее всевозможные приспособления иутварь. В течение тысяч лет медь оставалась единственным пригодным для обработки металлом, поскольку золото было не только слишком редким, чтобы принимать его во внимание, но и слишком мягким для практических целей. Медные инструменты использовались, возможно, еще при строительстве великих египетских пирамид.

Когда была открыта бронза (сплав меди и олова), стали добывать еще больше меди. Но после открытия железа медь стала использоваться в небольших количествах, в основном народами на низкой ступени цивилизации, пока не наступила эпоха электричества. Поскольку медь — хороший проводник электричества, она широко используется в современной промышленности. Очень немногие видели чистую медь и вряд ли узнают ее, если увидят. Это блестящее серебристое вещество с легким розоватым оттенком, которое приобретает красноватый цвет по мере соприкосновения с воздухом. Медь, которую мы обычно видим, имеет красновато-коричневый цвет. Это цветокиси меди, которая образуется врезультате взаимодействия металла с воздухом.

Большая часть меди, имеющейся в мире, существует в сочетании с другими веществами, от которых она должна быть отделена перед использованием. Часто она соседствует с сернистыми веществами, которые могут сочетаться еще и с железом и мышьяком, что затрудняет очищение меди. Медь имеет и некоторые другие достоинства, не считая того, что она пережила многие другие металлы. Она имеет высокую прочность, но тем не менее достаточно пластична, чтобы ее можно было вытягивать и придавать ей любую форму за счет обработки. Она проводит тепло не хуже, чем электричество.

По меди можно делать резьбу и гравировку. Но ее непросто сломать. Кроме того, из нее можносоздавать такие сплавы, как бронза и латунь, соединяя ее с другими металлами.

Что такое никель?

Никель входит в состав многих сплавов, которые широко используются в сотнях промышленных отраслей. Это один из самых полезных металлов, известных человеку. Но в старину, когда с ним пытались работать химики, он доставлял им немало хлопот. Ведь недаром название «никель» происходит отнемецкого слова, означающего «чертенок»! Никель находят в метеоритах, и иногда — в небольших количествах — его обнаруживают в свободном состоянии. Но крупнейшие запасы никеля встречаются в определенных месторождениях, в частности в пирротитовых (пирротит — это минерал, содержащий железо, медь и никель). Канада — крупнейший производитель никеля.

Руду, содержащую никель, обычно плавят в доменных печах, чтобы получить обогащенную смесь, которая называется штейн. Затем из этой смеси в доменной печи выплавляется никель. Никель — это серебристый, блестящий металл, который поддается ковке, то есть легко обрабатывается. Вдобавок никель — один из наиболее намагничивающихся металлов в ненагретом состоянии. Мы редко видим чистый никель, за исключением тех случаев, когда он используется для покрытия других металлов. Это называется никелевым покрытием. Оно защищает металлы от ржавчины и потери блеска, увеличивает их износостойкость. Большая часть производимого никеля используется в сплавах. Например, в сплаве с медью он используется для изготовления монет. Поэтому пятицентовая монетка США называется «никелем».

В сплаве с тремя частями меди и одной — цинка никель образует светло-серебристый металл, известный под названием «нейзильбер», который используется для изготовления столовых приборови в качестве основы для посеребренных предметов. Но таким образом используется сравнительно небольшая часть никеля. В основном он идет на изготовление сплавов со сталью, которые могут выдерживать постоянные нагрузки. Эти сплавы находят применение в строительстве мостов, железных дорог, при изготовлении заклепок, котлов для локомотивов, автомобильных коробок передач и осей, зубьев для ковшей экскаваторов.

Что такое магний?

Магний — один из самых удивительных металлов, известных человеку. Он настолько легок, что его вес составляет лишь две трети от веса алюминия. Магний — самый легкий металл из используемых впромышленности. Кроме легкого веса, магний имеет еще одно необычное качество. Он может гореть. Магниевые опилки или мелкие стружки очень легко загораются и бурно горят. С другой стороны, свойства магния не отличаются от свойств других металлов. Он имеет серебристо-белый блеск, немного прочнее алюминия и быстро разъедается или изнашивается в сыром воздухе. Чтобы увеличить его прочность, твердость, устойчивость против коррозии, магний часто сплавляется с цинком, марганцем и алюминием.

Магниевые сплавы находят широкое применение. Из них изготовляют листы, пластины, трубы, балки и проволоку. Чрезвычайная легкость магния делает его особенно полезным при изготовлении самолетов и другой быстродвижущейся техники. Иногда металл в чистом виде из-за своей способности гореть применяется в ракетах, фейерверках, в трассирующих пулях. Соли магния используются в медицине и химии. Горькая соль — это сульфат магния, а молочко магнезии — суспензия окиси магния. Одно время магний был лишь забавой в химических лабораториях.

В 1808 году сэр Хамфри Дэйви смог выявить некоторые из его качеств, хоть и не смог получить чистый магний. Постепенно ученые начинали работать с этим странным металлом и узнали, как получать его в чистом виде и как его использовать в сплаве с другими металлами. Потребовалось почти сто лет, чтобы получить первый магниевый сплав. Магний имеет настолько высокую химическую активность, что в свободном состоянии в природе не встречается. Но в сочетании с другими элементами он образует больше двух процентов земной коры.

Магний добывается за счет отделения его от других минералов, в сочетании с которыми он встречается в природе. В основном это магнезит, доломит, карналлит, естественные соляные растворы.

Что такое кремний?

Земная кора — почва, по которой люди ходят и на которой живут — состоят в большой степени из кремния. Кремний — второй по распространенности химический элемент на Земле, но он никогда не встречается в свободном состоянии. Это значит, что он всегда соединен еще с одним или несколькими элементами. Кремний — основной элемент во всех горных породах, за исключением одной разновидности — карбонатов. Глина, например, содержит в среднем 50 процентовкремния, и можете не сомневаться, что большинство камней, которые вы видите, имеют такое же количество кремния.

Кремний обнаружен на звездах и даже в растениях. Самое большое количество кремния в мире находится в кремнеземе, состоящем из кислорода и кремния. Кварц, яшма, опал, песок — все это разновидности кремнезема. В старину людииспользовали кремнезем для изготовления стекла. Кремний существует в двух видах: кристаллическом и в виде порошка. Чистый кремний не находит широкого применения, поэтому его редко производят. А вот различные кремниевые соединения используются во многих отраслях. При соединении песка с коксом образуется карбид кремния, который обычно называется карборундом. Это чрезвычайно твердое вещество и используется для шлифования и полировки металлов.

Еще кремний добавляется в сталь, поскольку он придает стали многие полезные качества. В стали может содержаться от 2 до 6 % кремния. Когда сталь используется при изготовлении химического оборудования, в ней содержится 6 % кремния, вследствие чего она гораздо лучше противостоит коррозии, чем любая другая сталь. Когда в стали 2 % кремния, она становится незаменимой для электрооборудования, поскольку в этом случае требуется меньше энергии, чтобы намагнитить сталь. Кремниевые соединения широко используются и вхимической промышленности для разнообразных нужд.

Откуда появились растения?

Было ли время, когда на Земле вообще не было растений? Согласно научным теориям — да. Тогда, сотни миллионов лет тому назад, на Земле появились крошечные частицы протоплазмы. «Протоплазма» — это название живой материи, которая имеется и у растений, и у животных. Эти изначальные частицы протоплазмы и были, по мнению ученых, началом всех растений и животных. У частиц протоплазмы, из которых получились растения, появились толстые оболочки, и они стали сосредотачиваться в одном месте. В них также выработалось зеленое вещество — хлорофилл — позволивший им получать питание из веществ, находящихся в воздухе, вводе, впочве. Эти изначальные зеленые растения состояли лишь из одной клетки, но впоследствии они образовали группы клеток. Поскольку они не были защищены от высыхания, им пришлось оставаться в воде.

До сегодняшнего дня еще дожили некоторые потомки этих первых растений, хотя, конечно, они и претерпели некоторые изменения. Мыназываем их водорослями. Получила развитие и группа растений, которым для получения питания не требовался хлорофилл. Незеленые растения называются грибками и включают в себя бактерии, дрожжи, плесени, грибы. Большинство нынешних растений на Земле происходят от водорослей. Некоторые из них вышли из моря, и у них развились корешки, которыми они смогли закрепляться в грунте. У них также появились маленькие листочки с внешним покрытием для защиты от высыхания. Из этих растений происходят мхии папоротники.

Почти все древние растения размножались с помощью деления клеток (как бактерии или дрожжи) или спорами. Споры — это небольшие пылеобразные клетки, что-то вроде семян, но, в отличие от семян, они не содержат в себе запасов питания. Шло время, и на некоторых из растений появились цветы, из которых вышлиуже настоящие семена. Теперь мы довольно неплохо разобрались в развитии растений. Появились два различных типа растений с семенами: с защищенными и незащищенными семенами. Каждый из этих типов впоследствии развился по очень разным направлениям.

Таким образом, мы проследили путь растений от изначальных частиц протоплазмы до сегодняшних растений. По крайней мере, такова теория современных ботаников.

Как растения добывают свою пищу?

Мы не должны забывать, что растения — живые существа. Они едят, пьют, дышат, а без достаточного количества хорошей пищи они умирают. За исключением двух классов растений, все растения сами вырабатывают свою пищу. Давайте рассмотрим, как они это делают. Чудесное вещество хлорофилл, находящееся в клетках листьев, а иногда и в стволе и в цветах, помогает живым тканям растения поглощать энергию солнечного света. Эта энергия превращает неживые (неорганические) элементы в животворные (органические) вещества. Называется этот воистину удивительный процесс фотосинтезом. Но для образования живой материи требуется углерод. Растение получает углерод из воздуха. (Он существует в воздухе в соединении с кислородом в форме двуокиси углерода).

Как только растение получает углерод, оно должно соединить его с другими веществами, чтобы надстраивать различные части растения. Наиболее важное из них — вода, из которой растение получает водород. В воде должны быть также и определенные минеральные вещества, необходимые растению. В основном это соединения азота, серы, фосфора, поташа, кальция, магния, натрия и железа. Растение получает эту воду и минеральные вещества через корни. Одна из причин того, что у корня такие длинные кончики, состоит в том, что растение может достигать ими все новых участков почвы в поисках воды и минеральных веществ.

Тысячи маленьких волосков на молодых корневых побегах проходят через частицы почвы и извлекают из них необходимые вещества. Часть воды, полученной с помощью корней, используется для выработки сахара. Остальная вода испаряется с листьев, и растение вянет, когда вода испаряется через листья быстрее, чем поступает через корни. Кстати, знаете ли вы, что не существует двух полностью одинаковых листьев, даже если они имеют одинаковую форму и цвет?

Что такое углеродный цикл?

Возможно, углерод — наиболее интересное вещество из всех известных человеку химических элементов. Знаете ли вы, что в кристаллической форме, например, он встречается нам как один из наиболее драгоценных камней — алмаз? В виде графита углерод используется для изготовления карандашей. А уголь, источник значительной части тепла и энергии в наш век техники, тоже в основном состоит из углерода. Но еще более важно то, что углерод необходим для поддержания жизни. Тела всех живых существ состоят из соединений, в которые входит углерод.

Ученые с основанием полагают, что везде, где в любых количествах найденуглерод, там, вероятно, существовала жизнь. Углеродный цикл — это процесс, в ходе которого углерод непрерывно удаляется, используется и замещается живыми существами. Вот как это происходит. В воздухе есть двуокись углерода. Растения выделяют из этого газа углерод и используют его для строительства своих корней, стволов и листьев. Животные получают углерод в пищу от растений в виде овощей, фруктов или почек. В то же время двуокись углерода возвращается в воздух, в частности за счет дыхания животных и сгорания или гниения растений. Углеродный цикл замыкается. При сочетании элементов мы получаем соединения. Число известных нам углеродных соединений невероятно — их больше 200 000! Все остальные элементы, вместе взятые, не образуют столько соединений, сколько один углерод.

Причина этого состоит в том, что атом углерода может самыми разнообразными способами соединяться с атомами других элементов и образовывать кольца и цепи в сочетании с другими атомами углерода. Вы соприкасаетесь с углеродными соединениями или пользуетесь ими в своей повседневной жизни постоянно. Вы вдыхаете небольшое количество двуокиси углерода и выдыхаете большее количество. А большинство горючих веществ, пищевых продуктов, медикаментов, пластмасс, парфюмерии (и многие десятки и сотни других изделий) представляют из себя углеродные соединения!

Что такое азотный цикл?

Всему живому на земле требуется азот в форме, пригодной для употребления. Для растений и животных это так же важно, как и для человека. Азот — составная часть протеина, который представляет собой строительный материал для человеческого тела. Без этого вещества никто не смог бывырасти иливосстановить поврежденные ткани.

В то время как кислород составляет 21 % воздуха, которым мы дышим, азота в нем содержится 78 %. Над одним квадратным километром земной поверхности находится примерно 7 200 000 тонн азота. Это бесцветный газ без вкуса и запаха, который слабо растворяется в воде. Может показаться, что раз азот находится повсюду в окружающем воздухе, то живому существу очень легко его получать. Но человек не может потреблять чистый азот. При вдыхании он поглощает кислород. Поэтому азот полезен лишь тогда, когда в сочетании с другими веществами он образует соединения.

В природе существует лишь несколько растений, способных поглощать из воздуха чистый азот. К ним относятся бобовые: фасоль, горох и клевер. Но все растения способны использовать простые азотные соединения из почвы, в которой они растут. Поэтому в природе существует азотный цикл, позволяющий поддерживать жизнь растениям и животным. Растения получают из почвы простые азотные соединения и соединяют их с углеродом, чтобы получить протеин. Животные получают азот, поедая растения.

Азот возвращается в землю в гиде отбросов. Определенные бактерии превращают эти отходы опять в простые азотные соединения, и растения могут использовать их опять. Так завершается цикл. Запасы азота пополняются также бактериями, которые забирают азот из воздуха и накапливают его впочве.

Что такое бактерии?

Человек очень своеобразно относится к бактериям. Все мы знаем, что многие бактерии вредны. Такие болезни, как тиф, холера, дифтерия, воспаление легких и все инфекции в открытых ранах возбуждаются определенными видами бактерий. Поэтому людиведут борьбу с этими бактериями. И все же, не будь других бактерий, жизнь на Земле была бы невозможна! Человек размножает некоторые виды бактерий, потому что нуждается вних и использует. Обычно считается, что бактерии стоят на самой низшей ступени в царстве растений. Каждая бактерия представляет из себя отдельную частицу живой материи без ядра. В среднем их размер составляет около 0,001 мм в диаметре. Некоторые из них настолько малы, что их даже невозможно разглядеть в обычный микроскоп.

Бактерии обычно встречаются в трехформах: круглые кокки, бациллы в виде палочек и спиралеобразные спириллы. Размножаются они простым делением на две части. При благоприятных условиях они воспроизводятся очень быстро. К счастью, у природы существует несколько способов контролировать это размножение. В противном случае бактерии заняли бысобой всю поверхность земного шара. Бактерии, вызывающие гниение мертвых растений и животных, очень полезны для человека. Не только потому, что они разлагают мертвые ткани на простые соединения, из которых те состоят, но еще и потому, что без бактерий гниения земля покрылась бы бесполезным мертвым веществом и не осталось бы места дляживого.

Некоторые другие бактерии полезны тем, что они вызывают ферментацию. Наиболее известны такие виды ферментации, как скисание молока и брожение сладких фруктовых соков. Многие промышленные процессы обязаны своим существованием ферментирующему действию бактерий. Созревание сливок, из которых получается отличное масло, тоже основано на ферментации. Многие сыры получили свой изысканный вкус благодаря продуктам бактериальных процессов. И как мы знаем, растения не могут жить без бактерий, которые соединяют азот с другими элементами, чтобы получать нитраты, используемые растениями.

Что такое дрожжи?

Если слабый раствор сахара на несколько дней оставить на воздухе, то на его поверхности появится легкая пена и от него начнет исходить запах алкоголя. Такая реакция происходит из-за того, что в жидкость из воздуха попадают крошечные растительные клетки, которые называются дрожжами. Они попадают вусловия, благоприятные для их роста. Человеку уже давно известно, что этот процесс существует, и в течение тысяч лет люди использовали его для изготовления всевозможных алкогольных напитков.

Сахарные растворы, сделанные из патоки, картофеля, ржи, пшеницы, солода и хмеля, яблок и винограда, подвергались воздействию воздуха для получения спирта, виски, пива, эля, сидра и других напитков. Возможно, кто-то случайно заметил, что если и тесто для выпечки хлеба постоит некоторое время, то в нем часто происходит специфический процесс. Плоская поверхность теста таинственным образом начинала вздуваться и подниматься. От него исходил странный, но приятный запах. Когда это тесто выпекалось, вместо плоской тяжелой лепешки из него получался легкий, пористый, мягкий хлеб!

В 1857 году Луи Пастер объявил, что нашел объяснение этим изменениям, которые, по его словам, происходили по вине крошечных одноклеточных растений, названных дрожжами. Дрожжи принадлежат к семейству грибков и представляют из себя маленькие, круглые, бесцветные частицы. Они крупнее обычных бактерий, но все же настолько малы, что их потребуется уложить в ряд от 1200 до 1600, чтобы получить цепочку длиной в 1 сантиметр. Дрожжевые клетки размножаются почкованием. Это означает, что от них отходят отростки, которые отрезаются от родительской клетки клеточной оболочкой. В конце концов отростки достигают полного размера. По мере роста они вырабатываю вещества, которые называются цимаза и инвертаза. Эти вещества называются бродильными, и они обладают способностью ферментировать крахмал в сахар, а сахар — в алкоголь и двуокись углерода. По ходу ферментации образуется и поднимается двуокись углерода. Затем она улетучивается, оставляя алкоголь.

Пиво, эль, вино и сидр представляют из себя ферментированные напитки, в которых дрожжи превратили часть сахара в двуокись углерода и алкоголь. В пекарном деле двуокись углерода собирается в тесте пузырьками, отчего тесто поднимается. Жар в печи потом удаляет двуокись, а хлеб становится пористым и легким.

Почему растения вырабатывают крахмал?

В вашей семье кто-нибудь придерживается диеты? Тогда вы, наверное, слышали, как человек говорит, отказываясь от какого-то блюда: «Это не для меня! Слишком много крахмала!» Конечно, если в домеесть растущие дети, то они обычно едят много крахмала, чтобы «лучше расти». Крахмал, как бы ни относились к нему разные люди, — одно из самых важных веществ в мире. Человечество получает из крахмала больше пищи, чем излюбого другоговещества! Мы получаем наш крахмал из растений, где он находится в виде крошечных крупинок.

Как растения вырабатывают крахмал? С помощью солнечного света и хлорофилла растения соединяют воду, впитываемую ими из почвы, с двуокисью углерода, которую они получают из воздуха, в сахар. Сахар растения преобразуют в крахмал. Растения накапливают крахмал маленькими крупинками в стволах и стеблях, корнях, листьях, плодах и семенах. Картофель, маис, рис и пшеница содержат большие количества крахмала. Растения вырабатывают крахмал для того, чтобы он служил пищей для молодых побегов и отростков, пока они не в состоянии самостоятельно вырабатывать себе питание. Поэтому, когда вы видите растение, которое начинает разрастаться, знайте, что питание для этого роста обеспечивается за счет накопленных запасов крахмала.

Для людей и животных крахмал представляет энергоемкое питание. Как и сахар, он состоит из углерода, водорода и кислорода. Крахмал несладкий: обычно он безвкусен. Определенные химические вещества во рту, желудке и кишечнике преобразуют крахмалистую пищу в виноградный сахар, который легко усваивается.

Человек получает крахмал из растений, измельчая те их части, где он накапливается. Затем крахмал вымывается водой и оседает на дно больших емкостей, после чего вода выжимается из сырого крахмала, масса высушивается и перетирается в порошок, в виде которого обычно и изготавливается крахмал. Крахмал применяется в самых неожиданных местах. Он используется при стирке, в качестве клея, при производстве тканей и вкачестве основы для многих туалетных препаратов.

Как столетник получил свое название?

Научное название этого растения «агава», а столетником оно называется по ошибке! Многие считают, что это растение цветет только по достижении столетнего возраста. Истина состоит в том, что его цветение зависит от индивидуальных особенностей каждого растения и условий, в которых оно растет. В очень теплых странах цветы на столетнике появляются раз в несколько лет.

В более холодном климате растение созревает только к 40–60 годам. Агава, или столетник, растет преимущественно в Мексике, но встречается и на юге и западе Соединенных Штатов, а также в Центральной и тропической Южной Америке. Это растение имеет большую «розетку» из толстых мясистых листьев, заостренных на конце. Стебель обычно настолько короткий, чтокажется, будто листья растут прямо из корня. В пору цветения из центра розетки из листьев вырастает длинный стебель, или «мачта», обильно усыпанный небольшими цветками.

Очевидно, это цветение дается растению ценой больших усилий, и в течение тех лет, пока оно растет, оно накапливает запасы питательных веществ в своих мясистых листьях, чтобы цветение стало возможным. Необычный рост агавы позволяет использовать fee интересным образом. Побег растения развивается очень быстро, а когда это происходит, наблюдается приток сока растения в основание молодого побега. Мексиканцы срывают это побег перед тем, как он распустится. Потом они делают углубление в центре растения и собирают там большое количество сладкого сока.

Этот сок называется «агуамиэль», и его переносят в сосудах из свиной кожи в центральное хранилище, где оставляют для ферментации, после чего он становится густым и белесым. Содержащийся в соке сахар превращается в алкоголь, и в результате получается «пульке» — национальный напиток мексиканцев, который многими людьми считается полезным и питательным.

Как растут земляные орехи?

Если вы посмотрите на закрытый стручок земляного ореха, то увидите, что он очень похож на горох или фасоль. И действительно, земляной орех относится к тому же семейству. Земляные орехи растут кустиками, и егоцветы напоминают цветы гороха. Когда увядают лепестки, часть стручка сильно увеличивается в длину, и его кончик погружается в почву. Там этот кончик увеличивается, и созревают семена. Поэтому, если вы хотите собирать орехи, вы должны выкапывать их из земли! Откуда появились земляные орехи? Возможно, их родина — Южная Америка. Это очень древнее растение.

В доисторических могилах в Перу найдены земляные орехи вместе с посудой, украшенной орнаментами из земляных орехов. Оттуда, вероятно, они попали в Африку, а потом — и в Соединенные Штаты. Сегодня земляные орехи выращиваются на юге США от Флориды до Калифорнии, достигая на север Вашингтона, столицы США. Они также культивируются в Латинской Америке, Азии и Африке. Обычными разновидностями земляных орехов являются виргинские орехи с большими стручкамии красной шкуркой, а также более мелкие — испанские и северо-каролинские. Для нормального роста земляным орехам нужен длительный безморозный период. Земляной орех способен выдержать долгие засушливые периоды, и это прибыльная культура, которая дает от 100 до 150 гектолитров на гектар.

Земляные орехи используются для изготовления орехового масла, употребляются в подсоленном или поджаренном виде, в кондитерских изделиях. Но они применяются и во многих других случаях. Ореховое масло добавляется в овощные салаты, супы, маргарины. Земляными орехами выкармливают домашних животных. Они используются в красках, чернилах и заменителях резины. Орехи высаживаются поздно осенью и выкапываются машинами до наступления заморозков. После высушивания стручков они вылущиваются тоже машинами. Иногда на поля запускают свиней, чтобы выкапывать орехи.

Как растет рис?

Знаете ли вы, что почти половина населения Земли питается почти исключительно рисом? Большинство этих людей живет в Азии, но рис имеет большое значение и для европейцев. Существуют тысячи разновидностей риса, которые значительно отличаются друг от друга. Дикий рис растет на мелких озерах в северо-восточной Канаде и в Соединенных Штатах. Он имеет лишь отдаленное отношение к культивируемому рису, который едят большинство людей. И там, где есть холмы или плоскогорья, рис может выращиваться на сухих полях на плоскогорье, как и другие зерновые культуры.

Но большая часть риса, который называется низинным рисом, выращивается на ровной илистой почве, нанесенной водой. Такая почва обычно находится на берегах рек и озер. Эта почва не только влажная, но она может и затопляться во время роста риса. Рис высаживается в специально приготовленные гнезда для семян. Затем рассада пересаживается на плоские поля, окруженные дамбами, которые называются чеками. Затем поля затопляются водой, которая проходит через специальные ворота в стенах, окружающих каждое поле. Во время созревания риса рисовод должен поддерживать уровень воды не меньше 13 сантиметров. Для прополки вода сливается, и сорняки выпалываются вручную.

Потом, перед тем как листья из зеленых станут желтыми, поля осушаются опять для уборки урожая. Так что, как вы можете убедиться, выращивание риса требует очень много труда. Никто не знает, где рис появился впервые, но это одна из старейших культур. Китайцы выращивали рис еще 5000 лет тому назад! Но, возможно, рис впервые появился на берегах озер и рек в Индии, а оттуда распространился и в другие страны. В Европе рис начали выращивать в пятнадцатом веке в Италии.

Как в природе распространяются семена?

Семена, как вы знаете, — один из способов, с помощью которых растение воспроизводит другое себе подобное растение. Но семенам требуются особые условия для роста. Им требуется влага, кислород и тепло. Если семя не начинает расти втечение определенного времени, оно погибает. Поэтому для семян очень важно попасть в нужное место и в нужное время. К счастью, существует не менее восьми способов распространения семян.

Давайте рассмотрим каждый из них. Один из них основан на том, что на поверхности многих семян есть крючки, колючки и шипы. Они цепляются к шкуре проходящих животных, к одежде людей и таким образом переносятся. Другой тип семян можно назвать «прилипалами». Эти семена находятся в клейких ягодах. Когда ягоды склевывают птицы, к их клювам прилипает часть семян, которые переносятся на дальние расстояния. Семена растений, произрастающих в воде или возле воды, часто падают в грязь или в воду. Когда по берегу ходят птицы или животные в поисках пищи, к их лапам пристает грязь, в которой часто содержатся семена. Некоторые семена служат пищей для различных животных. Белки, птицы и насекомые питаются определенными видами семян. Поскольку не все семена, которые ими подбираются, съедаются, остальные разносятся вразные места и разбрасываются.

Сам человек разбрасывает многие семена, не подозревая об этом. В зерне содержится много семян, которые настолько малы, что их невозможно отсеять, и при перевозке зерна эти семена едут вместе с ним. Некоторые семена «перелетают» на новые места. Многие из них имеют пушистые отростки, с помощью которых они подхватываются ветром. Семена клена, например, растут парами, и каждое из них снабжено крылышком.

Некоторые другие семена имеют форму парашюта и легко переносятся ветром. Определенные виды семян можно назвать «пловцами». Они падают в воду, и ветер гонит их прочь. Наконец, существуют растения, вкоторых семена распространяются с помощью взрыва. Когда их плоды высыхают, они вдруг лопаются, и семена из них разбрасываются на несколько футов вокруг.

Что такое омела?

В миллионах домов в Европе и в Соединенных Штатах на Рождество вывешивается омела. По существующему обычаю, если девушка стоит под омелой, то мужчина может ее поцеловать. Интересно, что использование омелы в праздники и по торжественным случаям восходит к древности. Когда римляне завоевали Британию и Галлию (современная Франция), они встретились там с народом, который назывался кельтами. Кельты были строго организованы под руководством жрецов, которые у нихназывались друидами.

Друиды учили, что душа человека бессмертна. Многие из их обрядов были связаны с обожествлением деревьев, и, по их мнению, все, что растет на дереве — дар небес. Среди самых священных из этих «даров» была омела. Друиды отрезали омелу золотым ножом и вешали над входом в жилище, чтобы защититься от злых духов. По их мнению, только счастье могло пройти под омелой. Здесь и следуетискать начало традиции поцелуя под омелой! Среди скандинавов омела тоже считалась символом удачи. Они собирали ее во время зимних праздников, и каждая семья получала веточку, чтобы повесить над входом в свой дом. Считалось, что это защищает семью от злых духов. Одна из причин того, что омела стала считаться священной, заключается в отсутствии у нее корней в земле. Она растет на ветвях других деревьев. Молодая, только пробившаяся из семени омела пускает маленькие отростки, которые протыкают кору ветки, на которую упало семя.

После того, как они пробиваются через кору и достигают самого дерева, они разрастаются и поглощают таким образом часть влаги и питательных веществ, которые содержатся в дереве. Эти вещества и влага подпитывают молодую омелу, которая затем растет подобно большинству других растений. Таким образом, вы видите, что между омелой и почвой нетпрямой связи, да омела в ней и не нуждается! Иногда омела разрастается настолько буйно, что убивает дерево, которому обязана жизнью. Омела растет на дубах и других деревьях во многих местах в Европе и США. Ягоды, которые на ней растут, любят птицы. Когда они клюют эти ягоды, клейкие семена прилипают к их клювам. Пытаясь их удалить, птицы трутся клювами о другие деревья и таким образом разносят семена!

Как дерево превращается в пиломатериалы?

Лесная промышленность — одна из самых старых отраслей в Америке. Существует легенда о том, что Лейф Эриксон, который, как предполагают, посетил Северную Америку около 1000-го года, вернулся из Нового Света с грузом бревен! Известно, что одним из первых товаров, привезенных в Англию из колонии Джеймстаун, были лесоматериалы из виргинских лесов. Многие породы деревьев используются для строительства и других целей. К числу наиболее мягких пород относится сосна, пихта, тсуга, ель, белая пихта, кипарис и красное дерево. Твердые породы деревьев идут на изготовление мебели, полов, и к ним относятся дуб, камедное дерево, клен, тополь и орех.

После того как дерево срублено, с него срезаются все ветки, и оно превращается в бревно. После этого бревна перетаскиваются волоком или сплавляются по воде на лесопилку. Попав на лесопилку, бревно может быть распилено по длине на две или больше частей. Затем бревно попадает на тележку и переправляется на транспортер. Бревно прочно удерживается, а тележка движется к началу транспортера. Бревно входит в контакт с пилой, которая распиливает его вдоль. Это продолжается до тех пор, пока бревно не будет разрезано на несколько досок требуемой толщины.

Затем у этих досок обрезаются кромки, они прострагиваются и сортируются. Теперь они должны быть высушены, прежде чем пойти в дело. Это производится потому, что вес свеженапиленных досок на две трети составляет вода. Если эту древесину использовать сразу, то, высохнув, она покоробится и потрескается. Некоторые пиломатериалы высушиваются на воздухе в стопах, что может занять от месяца до года с лишним.

Но при таком способе просушки все же остается 15–20 % воды. Другой способ состоит в том, что доски помещаются в сушилку с подогревом. Здесь пиломатериалы сохнут от двух дней до двух недель, причем количество воды сокращается до очень небольшого уровня. Для полов и мебели древесина должна быть как можно более сухой, хотя для большинства изделий 15 % влажности считаются нормой.

Что такое лесоводство?

Всякий, кто проезжает по нашей стране, видит повсюду столько лесов, что может задать вопрос: почему мытак беспокоимся, чтобы защитить их. Разве у нас малолесов, разве в них мало деревьев? Действительно, примерно треть территории Соединенных Штатов занята лесами. Это составляет больше 250 000 000 гектаров. Забота о наших лесах — одна из самых важных задач для будущего нашей страны. Этому уделяется внимание и в Великобритании, и в других странах.

Во-первых, представьте, сколько всего мы получаем от леса. Плоды, орехи, сахар — это только некоторые из лесных продуктов. Дома, мебель, лодки — все это делается из дерева. Бумага, ткани, игрушки — список можетбыть бесконечным.

Во-вторых, леса уменьшают опасность наводнений и помогают регулировать водные ресурсы. В хорошем лесу пористая почва, которая легко впитывает воду после сильных дождей или от тающего снега. Если бы эта вода не впитывалась постепенно в почву, она потекла бы потоками и стала бы причиной наводнений и эрозии почвы. И, конечно, леса дают возможность для хорошего отдыха миллионовлюдей. Забота о лесах называется лесоводством, и в некоторых европейских странах им занимаются сотни лет.

Более 400 лет тому назад в Англии начали издавать законы, регулирующие вырубку лесов, ав XVIII веке Англия начала покупать деревья в других странах для посадки! В большинстве лесов необходимо убирать стареющие деревья. Иначе старые деревья заняли бы все место, необходимое для более молодых, быстро растущих деревьев. Вдобавок невырубленные старые деревья вконце концов начинают гнить и становятся бесполезными.

После вырубки деревьев на каком-то участке освободившееся место часто засаживается вручную. Во многих местах, однако, восстановлением лесов занимается сама природа. Но для того, чтобы на месте вырубленных деревьев выросла хорошая молодая поросль деревьев необходимого вида, требуются большие старания и опыт. Поэтому лесоводство стало наукой.

Страной с самыми большими запасами леса являются не Соединенные Штаты, а Советский Союз. На втором месте Бразилия, на третьем — Канада, а США — лишь на четвертом. Знаете ли вы, что, несмотря на все принимаемые меры, в Соединенных Штатах ежегодно происходит около 200000 лесных пожаров?

Что такое прививка растений?

Может ли какое-нибудь дерево принести плоды дерева другого вида? Да! Это возможно благодаря прививке. Если почку с ветки грушевого дерева аккуратно поместить в щель, сделанную в коре куста айвы, вырастет ветка груши. Айвовый кустбудет приносить одновременно и груши, и айву! Точно так же миндальное дерево можно заставить производить одновременно и персики, и миндаль. Или на дикой яблоне можно выращивать прекрасные садовые яблоки.

Иногда прививка используется для получения декоративных деревьев и кустарников, но все же основное значение она имеет для сельского хозяйства. Первое достоинство прививки состоит в том, что она дает садовнику уверенность в том, что молодое деревце или куст будет приносить плоды того же качества и в не меньших количествах, чем родительское дерево. Ветка, взятая с какого-то дерева и привитая к другому дереву, будет приносить такие же плоды, как и на том дереве, с которого она былавзята.

Существует много способов соединения веток с почками, или черенков, как их называют, с другими растениями, но два правила должны соблюдаться обязательно: во-первых, прививаться могут только родственные деревья или кустарники. Это значит, что яблоки могут быть привиты к груше или айве, а персики могут быть привиты к абрикосу, миндалю, сливе или другим косточковым. Но невозможно привить черенок яблони, например, к персиковому дереву. Второе правило состоит в том, что слой камбия, по которому проходят жизненные соки черенка, должен соприкасаться с камбием побега, к которому онпрививается. Иначе привитая ветка не будет расти.

Существует много различных способов прививания. Это может быть и внесение отдельной почки под кору, и прививание длинных ветвей к трещинам на деревьях, чтобы вылечить широкие раны в коре. Довольно интересно и то, что прививание используется и по отношению к животным. Глаза, к примеру, можно пересаживать у таких животных, как лягушки, жабы, крысы и кролики. Хирурги учатся на таких экспериментах помогать раненым или покалеченным людям. Кости, взятые из ребер, прививаются к носовой кости, чтобы сделать новый нос, а кожа пересаживается на обожженную ткань, чтобы убрать шрамы!

Почему пробка плавает?

Маленький мальчик, который идет на рыбалку, даже не задумывается о том, почему кусочек пробки, из которого сделан его поплавок, удерживается на воде. Но способность пробки плавать известна с незапамятных времен, а спасательные приспособления из пробки использовались тысячи лет тому назад! Пробка гораздо легче воды. Причина этого состоит в том, что вода не проникает в ее клетки, наполненные воздухом. Это защищает пробку от наполнения водой и затопления. Пробка — это внешняя часть коры пробкового дуба. Две трети пробки производятся в Португалии и Испании, где пробковый дуб культивируется.

Пробковый дуб вырастает до высоты 6-12 метров, а в толщину достигает 1 метра. Кора с дерева обычно сдирается в первый раз по достижении им двадцатилетнего возраста. Это никак не вредит дереву и не может стать причиной его гибели, а идет ему на пользу. Примерно через девять лет кора опять обдирается. Пробка, полученная после этих двух раз, — грубая и шершавая. Впоследствии при повторяющемся примерно каждые девять лет снимании коры, которое производится примерно втечение ста лет, получают пробку более высокого качества. После сдирания пробка вылеживается несколько недель для просушки, а затем ее вываривают, чтобы смягчить и удалить таниновую кислоту.

После выварки пробка выкладывается плоскими гибкими листами, просушивается и упаковывается для отправки во все страны мира. Существует два вида сырья из пробки, один из которых называется пробковым деревом. Этот материал применяется для изготовления пробок, поплавков, спасательных жилетов. Другой вид пробкового сырья называется молотой пробкой. Она перемалывается, а затем запекается вместе с определенными связующими материалами. Из такого материала изготовляют покрытие для труб, наполнители для обувных подошв, автомобильные прокладки, а также подкладки под крышки для бутылок. Одна из основных сфер применения пробки — звукоизоляция помещений, изоляция складов, холодильных помещений и рефрижераторов.

Сколько видов пальм существует?

Многие из нас считают пальму чисто декоративным деревом. Мы видели на картинках, как эти величавые деревья обрамляют улицывнекоторых городах илирастутвозле тропических пляжей. В действительности существует около четырех тысяч различных видов пальм, среди которых есть деревья, приносящие человеку огромную пользу. Их плоды, стволы и нежные листья обеспечивают человека пищей. Листья, ветви, стволы служат для получения крепкой древесины, изготовления тростей, кровли и веревок. Кора и листья используются для изготовления циновок, бумаги, ткани, корзин, шляп и щеток.

Из орехов слоновой пальмы вырезаются пуговицы. Сок некоторых видов пальм перерабатывается в сахар, вино или мед. Большинство пальм имеют одинаковую форму. У них прямые, тонкие стволы без веток с пучком листьев на верхушке. Другие имеют разветвляющиеся стволы, а по крайней мере один из них представляет из себя вьющуюся лиану. В высоту они достигают от нескольких сантиметров до 23 метров.

Все пальмы объединяет то, что их листья напоминают ладонь. Блестящие, плотные листья напоминают по форме веер или перо. Их размеры колеблются от нескольких сантиметров до 3 метров в ширину и 9 метров в длину. Их плоды могут быть размером с горошину или достигать габаритов футбольного мяча, как у кокосовой пальмы. Они могут быть мягкими, как у финиковой пальмы, или иметь древесную оболочку. Пальмы растут на юге США, в Мексике, Южной Америке, Азии, Африке и на юге Европы. На тропических островах Тихого океана пальмы растут повсеместно.

Некоторые виды пальм произрастают в сухих песках пустыни, другим требуется плодородная влажная почва. Хотя пальмы в основном растут в тропиках, существует один вид, который встречается на высоте 3960 метров в северных Андах! Среди большого разнообразия пальм можно назвать масличную пальму, саговую пальму, пальму-пальмиру, капустную пальму (растет в Австралии), пуговичную пальму, лепестковую пальму и кокосовую пальму. Рафия для изготовления корзин получается из малагасийской пальмы.

Что такое гранат?

Гранат имеет очень интересную историю. В древнегреческом мифе рассказывается, что гранат был именно тем плодом, который Персефона вкусила в царстве Аида. Из-за того, что она съела шесть семян, ей пришлось каждый год по шесть месяцев проводить в подземном царстве. Для греков сочный, многосемянный гранатвсегда символизировал силытьмы. В Китае гранат был символом плодородия.

Как написано в Библии, у Царя Соломона был сад из гранатов. Когда израильтяне странствовали по пустыням, они очень хотели гранатов, к которым они привыкли в Египте. Мухаммед советовал своим последователям: «Ешьте гранат, поскольку он очищает душу отзависти и ненависти». Таким образом, вы убедились, что гранату на Востоке в древние времена придавалось большое значение. Предполагается, что происходит он из Персии, но с самых древних времен он произрастал в теплых странах южной Азии, северной Африки и южной Европы. В настоящее время он получил распространение в Южной и Центральной Америке и вСоединенных Штатах.

Гранат растет на кустарнике, достигающем высоты 1,5–6 метров. У него блестящие листья, а на концах тонких веток растут кораллово-красные, воскообразные цветы. Плод имеет примерно такие же размеры, как и апельсин. У него плотная кожура, окрашенная в темно-желтый цвет с примесью красного. Внутри плода много маленьких семян. Они покрыты сладкой, красной, сочной массой, которая часто используется при изготовлении прохладительных напитков. Этот сока особенно подходит для людей, живущих вжарких, сухих местах. Существует много разновидностей граната.

Один мавр более 700 лет тому назад описал 10 разных сортов, произраставших на территории Испании в то время! В Соединенных Штатах культивируются три основные разновидности. Они имеют названия «Чудесный», «Пейпер-Шелл» и «Испанский рубин».