Я познаю мир. Арктика и Антарктика

Материки и океаны

Глядя на свою планету со стороны, из космоса, мы обнаружим, что три четверти ее покрыты водой. И имя «Океан» было бы ей более к лицу, чем «Земля». Почему же вода не покрывает всю ее поверхность? Воды бы хватило вполне (ведь средняя глубина океанов – около четырех километров). Дело в том, что поверхность планеты – не ровная, Земля вовсе не похожа на бильярдный шар. Ее поверхность представляет собоь сочетание множества неровностей – и больших, и маленьких, и совсем крошечных. Их называют формами рельефа, а все вместе они представляют собой рельеф Земли.

Крупнейшие среди них – материки и впадины океанов. Правда, по планетарным меркам они не так уж велики. Радиус Земли – больше 6 300 километров, высота самой высокой горы (Эвереста, или Джомолунгмы, в Гималаях) – чуть меньше девяти километров над уровнем моря, глубина самой глубокой впадины (Марианской в Тихом океане) – чуть больше одиннадцати. Таким образом, размах высот на поверхности Земли – около двадцати километров. То есть меньше одной трехсотой части ее радиуса. Если взять обычный школьный глобус диаметром около тридцати сантиметров, то и высота Эвереста, и глубина Марианской впадины (в том же масштабе) составили бы на нем примерно две сотые доли миллиметра.

С чем же связано появление этих неровностей? Насколько мы себе сейчас представляем, первоначально Земля представляла собой раскаленный шар, состоявший из расплавленной массы вещества. Затем шар начал остывать, и на поверхности его возникла тонкая застывшая корка горных пород – земная кора. А под ней, в продолжающей оставаться раскаленной до сих пор мантии Земли, происходят медленные, но мощные круговые (вверх – в стороны – вниз) движения вещества. Там, где мантийные потоки поднимаются, они раскалывают земную кору и по образовавшимся трещинам происходят извержения вулканов. Изверженные породы застывают, образуя новые порции земной коры. Там, где эти потоки движутся под земной корой горизонтально, они переносят части земной коры с места на место. Эти части (их называют литосферными плитами) иногда сталкиваются между собой. И в местах столкновений они наползают друг на друга, сминаются в складки. Рождается новая, гораздо более толстая, земная кора. Она настолько толста и прочна, что в дальнейшем очень редко раскалывается под действием мантийных потоков. Зато по краям к этим, утолщенным, областям присоединяются все новые части. В результате современная земная кора бывает двух разных типов – толстая, древняя материковая (именно эти части коры слагают континенты планеты), и тонкая, молодая океаническая. Так что разница между материками и океаническими впадинами – в толщине земной коры.

Движение плит земной коры

Строение Земли

А откуда мы об этом знаем? Кто и как может заглянуть в глубь Земли?

О том, как устроена Земля внутри, пишут часто. Даже в школьных учебниках. Но о том, откуда нам это известно, говорят редко. Не потому, что это не интересно, а потому что не очень просто. Однако основной принцип исследования недр Земли вполне понятен и ученику начальной школы. Для начала вспомним, что самая глубокая скважина, пробуренная в земной коре, имеет глубину около 12 километров. По сравнению с радиусом Земли это – почти ничто, меньше чем одна четырехсотая доля. Кстати, можно вспомнить и о том, что первая и единственная такая скважина появилась в России (вернее, в Советском Союзе), на Кольском полуострове. А как заглянуть глубже? Можно наблюдать за вулканами, следя за их извержениями. Но очаги вулканов тоже находятся не так уж глубоко.

Единственный же способ заглянуть в самую середину планеты напоминает метод, знакомый всем кладоискателям. Если стену, в которой вы намерены найти клад, не хочется разбирать по кирпичику, то можно ее простучать. Разные участки стены отзовутся на постукивание по–разному. И пустоту внутри нее удастся отыскать. Так же и с планетой, только она гораздо больше стенки, и удары должны быть соответствующими. В роли ударов выступают землетрясения – когда они происходят, во все стороны от очага начинают расходиться ударные волны. Засекая время, за которое они добираются до разных мест, можно определить, с какой скоростью они движутся. А по разности скоростей понять, сквозь что им приходится проходить. Чтобы засекать волны, на всей Земле построены тысячи сейсмостанций, то есть специальных помещений, в которых установлены сейсмографы.

Это довольно простые приборы. Они представляют собой маятники, которые обычно подвешены в состоянии покоя, но если земля вздрагивает, начинают качаться. А соединенные с ними пишущие механизмы отмечают, когда и как происходило вздрагивание.

По прохождению сквозь планету этих волн мы и узнали о существовании ядра Земли и о движениях в ее мантии. Конечно, измерять скорость волн – это совсем не то, что по–настоящему заглянуть в глубь планеты. Так же, как и с кладами, – постучишь, решишь, что его и нашел, а когда разберешь стенку, наткнешься на какую–нибудь ерунду. Бывают конфузы и у геологов. Например, ту самую Кольскую сверхглубокую скважину начали бурить именно там, несмотря на то, что Арктика – не самое подходящее место для работы, потому что рассчитывали, что уже на пятом километре можно будет добраться до мантии и добыть кусочек прямо из нее. Но, даже пробурив почти втрое больше, так до мантии и не дошли. Геологи узнали много нового и интересного, но «клада» не оказалось.

Сейсмограф

Дрейф материков

В центре планеты, под мантией, з ядре Земли температуры очень высоки. И в мантии происходит движение вещества: нагретое вещество поднимается из глубины планеты к ее поверхности, растекается в стороны, остывает и опускается. Потоки эти очень медленны по нашим, человеческим, меркам, но настолько могучи, что, подходя снизу вверх к земной коре, часто оказываются в состоянии расколоть ее. В ней образуются громадные трещины – разломы, по которым происходят извержения множества вулканов. Раскаленное вещество мантии устремляется в эти трещины, а оказавшись на холодной поверхности Земли, застывает, превращаясь в камень, в новую, молодую, земную кору.

Такие разломы встречаются и на суше (например, в Африке), но обычны они и в океанах. Связано это с тем, что земная кора под океанами гораздо тоньше, чем под материками, и взломать ее легче. Эти разломы, вдоль которых тянутся цепи сотен и тысяч вулканов, образующих громадные горные хребты, протягиваются по дну всех океанов

Земли. Часто они распололсены примерно посередине. Поэтому их называют срединноокеаническими хребтами.

Обычно высота вулканов меньше, чем глубина толщи воды над ними (ведь средняя глубина океанов Земли – около четырех километров), но иногда извержения столь сильны и часты, что вулкан оказывается выше уровня моря и превращается в остров. Именно так образовалась Исландия (и другие острова).

Плиты, на которые земную кору разбивают трещины срединно–океанических хребтов, включают материки и прилегающие к ним участки океанического дна. И мантийные течения – в тех местах, где они движутся под земной корой параллельно поверхности планеты, – начинают двигать эти плиты, что приводит к их столкновениям.

Таким образом, материки, многим поколениям людей казавшиеся самым стабильным, постоянным из всего, что есть на планете, оказались «плавающими», перемещающимися по поверхности планеты. Они умеют раскалываться и сталкиваться. Конечно, скорости этих процессов настолько невелики по человеческим меркам, что только около пятнадцати лет назад, когда появились искусственные спутники Земли, умеющие измерять расстояние между материками с точностью до сантиметра, эти скорости удалось измерить. Оказалось, что они составляют от полутора до пятнадцати сантиметров в год.

И сейчас большинство геологоз полагают, что Антарктида – часть существовавшего некогда гигантского суперматерика Гондваны. Еще в середине XIX века в отчетах экспедиции Джеймса Росса отмечалось сходство флоры (растительности) Австралии, Антарктики и Южной Африки и что они могли составлять единую флору. В оазисах Антарктиды и ка островах в ее окрестностях обнаружены горные породы, подтверждающие эту точку зрения. Такие, как каменный уголь, впервые найденный здесь. X. Ферраром, геологом Первой Британской антарктической экспедиции Р. Скотта, в горах Принца Альберта на Земле Виктории. Позднее здесь нашли окаменевшие стволы древовидного папоротника диаметром до полуметра. Есть уголь и на Южных Шетландских островах, и на Земле Александра Первого, и в других районах. Образовавшая его древняя растительность сходна .

Кроме угля, в пользу единства материков говорят и останки животных, например листрозавра, части скелетов которого находят и в Антарктиде, и в Индии, и в Южной Африке.

Суперматерик Гондвана

Работа и гибель Альфреда Вегенера

Создатель теории дрейфа материков, Альфред Вегенер, был еще и исследователем Арктики. В 1912 году, когда он сформулировал свою догадку, до спутников было еще очень далеко, и идея движущихся материков подвергалась уничтожающей критике больше, чем полстолетия. Потом она была признана, но доказана – еще позже. Так что Вегенер опередил современников больше чем на семьдесят лет!

В 30–е годы он был геофизиком и занимался подготовкой создания двух метеорологических станций в Гренландии (на восточном и западном побережьях). Было ясно, что погода в Арктике оказывает немалое влияние на погоду и окружающих ее материков. И чтобы дать прогноз погоды, скажем, в Европе, необходимо представлять, что происходит в воздухе Арктики. . Для этого и нужны метеостанции. Немецкую станцию «Айсмитте» заложили в точке с координатами 70 55' с.ш. и 40°42'з.д., в середине острова. Для перевозки сборного домика, горючего, продовольствия и приборов профессор Вегенер решил воспользоваться не только традиционными нартами с собачьими упряжками (на станцию он отправил десяток нарт с сотней собак, но этого было недостаточно), но и аэросанями. 1 ак назвали гибрид саней с самолетом. На сани устанавливали двигатель (а в те времена самолетные двигатели были немногим крупнее современных мотоциклетных и имели такую же мощность), и воздушный винт, пропеллер. Винт вращался и отбрасывал назад поток воздуха, толкающий сани вперед. Первые такие машины не отличались надежностью. Даже на самом коротком привале их дюралевые полозья примерзали ко льду так прочно, что оторвать их было очень трудно. А двигатели не выдерживали низких температур и ломались. Но все это стало ясно только потом.

А пока – водители, впервые столкнувшись с этими проблемами, бросили сани, и станция осталась и без домика, и без радиостанции, и без баллонов с водородом (предназначавшимся для Того, чтобы надувать воздушные шары – зонды, с помощью которых определяют направление и скорость ветра на большой высоте). Вегенер, находившийся на базе, расположенной на западном берегу Гренландии, узнал об этом из записки двоих наблюдателей, остававшихся на «Айс–митте», переданной с эскимосом – погонщиком собачьей упряжки. И профессор, опытный полярник (уже за восемнадцать лет до этого он в составе экспедиции Йохана Петера Коха, датского путешественника, прошел всю северную часть острова), решает возглавить поход к метеостанции.

Полтора десятка саней, полторы сотни собак и двенадцать погонщиков отправились в путь. На пятнадцатом километре встретили водителей аэросаней, возвращавшихся на базу. Отряд пошел дальше. Но эскимосы–погонщики, никогда не забиравшиеся в глубь острова, уже через неделю отказались двигаться дальше. Зачем нужна метеостанция, они не знали и вряд ли могли бы понять, зато легенды о населявших ледяные пустыни великанах «симертси», швыряющихся обломками скал и льда, и кровожадных полулюдях– полусобаках «экридит» – знали хорошо. Может быть, замечательный геофизик Вегенер был не таким замечательным психологом и просто не сумел убедить их (как убедил в свое время Роберт Пири). Но как бы то ни было дальше, вместе с профессором и его ассистентом доктором Леве пошел лишь один из погонщиков,

Расмус. Они прошли 500 километров! Когда они добрались до «Айсмитте», термометр показывал –68°С. Остаться на станции всем – невозможно, на пятерых не хватит продовольствия. Но доктор Леве обморозил обе ступни, и его пришлось оставить. А Вегенер с Расмусом отправились в обратный путь. Но не дошли. На леднике, на месте их гибели, установлен большой стальной крест.

А метеостанция продолжала работу. На следующий год в Гренландии высадился младший брат профессора Вегенера, Курт. Среди прочего, ему удалось справиться с аэросанями. Путь до «Айсмитте» занял у него всего лишь сутки!

Острова

В Северном Ледовитом океане очень много островов и архипелагов: Гренландия (крупнейший остров Земли), Канадский Арктический архипелаг, Шпицберген, Земля Франца–Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова, остров Врангеля и другие, общей площадью около четырех миллионов квадратных километров. Такое их количество связано с тем, что Северный Ледовитый океан – самый мелководный из океанов Земли.

Большая часть островов представляет собой продолжения горных хребтов, а иногда и равнин материковой части Арктики. Таковы, например, почти вся Гренландия, Баффинова Земля и многие острова Канадского Арктического архипелага. А то, что острова Новая Земля – продолжение гор Урала, легко увидеть даже на самой мелкой карте.

Новая Земля

И еще совсем недавно (конечно, по геологическим меркам), меньше чем 20 тысяч лет назад, эти острова вовсе и не были островами. Океан тогда был на сто метров мельче, чем сейчас (вода была «связана» в громадных ледниках, лежавших на суше), и многие нынешние проливы были не проливами, а перешейками. Как, например, Берингов пролив: он не разделял Евразию и Северную Америку, а соединял их.

Среди небольших островов немало островов – останцов (от слов «остаться, оставаться»), представляющих собой кусочки берега, отрезанные от материка разрушительным прибоем. А кроме прибоя, на берег, который во многих местах сложен смерзшимися между собой мелкими частицами грунта, разрушительно действует и тепло воды, «размораживающее» такие берега и острова. Подземные льды (мерзлота) тают, и частицы грунта, скреплявшиеся льдом, как кирпичи цементом, рассыпаются. Этот процесс за сравнительно небольшие отрезки времени может целиком уничтожить целые острова, даже довольно крупные. Вероятно, именно это случилось со знаменитой Землей Санникова. Остров, располагавшийся к северу от Новосибирских островов, впервые увидел в 1811 году исследователь этого архипелага Яков Санников. Найти остров впоследствии не удалось, несмотря на усиленные поиски его в первой половине XX века. Не исключено, впрочем, что Санников принял за землю поверхность айсберга – такие случаи тоже известны.

При разрушении берегов образуется множество отдельных частиц грунта, которые попадают в океан. И дальнейшая судьба их может оказаться различной: течения могут унести их далеко от берега (и там они осядут на дне океана), либо перемещать их вдоль берега. В этом случае такие частицы могут встретить на своем пути какое–нибудь препятствие (например, выступ берега, замедляющий скорость течения). Они начинают скапливаться, образуя вначале мели, а затем (хотя и не всегда) – острова. Такие мели и острова, сложенные накопившимися мелкими частицами, называют косами (если они соединяются с берегом) и барами. Таковы, например, острова Камбальницкие Кошки, островной бар Торасавей, полуостров Святой Нос (представляющий собой косу, соединяющую берег и скалу–останец) и многие другие.

Шхеры

Очень много в Арктике крошечных островков (площадью иногда всего несколько квадратных метров). Они имеют обычно округленную, сглаженную форму и покрыты бороздами. В Скандинавии их называют шхерами, в России – лудами. Интересно их происхождение. Как мы уже говорили, несколько тысяч лет назад, в период последнего оледенения, уровень океана был примерно на 100 метров ниже современного – вода была связана в ледниках. Мелководье Северного Ледовитого океана было тогда сушей, по которой двигались на юг ледники. Подобно гигантским бульдозерам, они сдирали с поверхности рыхлые отложения, но, встретив выступ скальной породы, часто не могли с ним справиться. Такие выступы оставались под ледником, а он «оглаживал» их – в основном не сам (лед ведь довольно мягок), а вмерзшими в него камнями. Камни покрупнее оставляли на скалах борозды. После того, как ледники растаяли, эти выступы сохранились в рельефе. Называют их бараньими лбами. Есть и другая разновидность подобных холмов – друмлины; сложены они не скалой, а вытаявшими из ледника рыхлыми отложениями.

Когда ледники растаяли и уровень океана повысился, множество таких холмов оказалось затопленными, и на мелководье именно они образовали шхеры.

Гренландия

В VIII столетии викинги из Скандинавии, скудость природы которой заставляла их искать новые земли, достигли Оркнейских и Шетландских островов, Гебридов и Ирландии, а в середине IX века – Исландии. Именно из Исландии в 982 году Эйрик Рыжий, изгнанный за буйный нрав из родных мест (нынешней Норвегии), набрав команду, отправился на запад в поисках земли. Не имея ни карт, ни компаса, он добрался до крупнейшего острова Земли – Гренландии. Найдя здесь луга, покрытые сочной травой, Эйрик назвал это место Гренландией (Зеленой Землей), и многие географические объекты получили его имя: фиорд Эйрика, остров Эйрика и другие. Через три года он вернулся в Исландию, собрал флотилию из двадцати пяти кораблей (драккаров) и вновь отправился к Гренландии. После трудного и опасного путешествия до цели добрались лишь четырнадцать из его судов. Эйрик с семьей обосновался на новых земчях и был провозглашен их правителем.

Эйрик Рыжии в поисках новых земель

Вслед за первопоселенцами потянулись сюда и другие обитатели Исландии. Поселялись они обычно по берегам фиордов, закрытых от холодных ветров, дующих из центральных районов острова. К XI веку здесь жили уже около четырех тысяч человек. На юго–западном побережье острова возникли два больших поселения: восточное и западное, Эстербюгден и Вестербюгден. Как повествует исландская летопись, «там достаточно хороших пастбищ, люди делают масло, сыры и этим, главным образом, и питаются; у них есть в изобилии мясо тюленей, медведей, карибу, а также китов».

Но климат Исландии и Гренландии, бывший во времена Эйрика относительно теплым и сухим, резко ухудшился, и за следующие четыреста лет поселения викингов в Гренландии пришли в полное запустение из–за усиливавшихся холодов и прекращения контактов с внешним миром. Плавания у побережья Гренландии стали невозможными из–за выноса морских льдов из Арктики. В Зкакдинэзии и ряде других районов начались крайне суровые зимы, подвижки ледников и частые неурожаи. Позже это время назвали малым ледниковым периодом – похолодание проявилось не только в Европе, но и в других районах Земли. Он достиг максимума около двухсот лет назад и постепенно ослабевает.

Гренландия

Все это привело к тому, что к концу XIV века европейцы покинули Гренландию.

Только спустя полстолетия в Ватикане обнаружили, что от христианских приходов острова уже давно нет вестей (а из документов видно, что только за год в папскую казну попадало больше тонны драгоценных по тем временам бивней нарвала, не считая моржовых клыков, мехов и других подношений).

Папа Римский отправил на остров миссионеров, чтобы они выяснили, что происходит. «Когда мы прибыли туда, то не застали там ни одного человека – ни христианина, ни язычника, нашли только немного одичавшего скота и овец», – писал по ;ланец Ватикана. Только тогда норвежский король Магнус Благочестивый узнал об участи своих забытых подданных.

Северная оконечность Гренландии, расположенная выше 83 с.ш., находится а 700 километрах от Северного полюса, а южная – на 60°с.ш., ю есть на широте Санкт–Петербурга или Осло. Длина острова – больше двух с половино, тысяч километров. Почти весь он покрыт льдом, образующим несколько куполов. Толщина льда достигает в центре острова трех километров! Здесь – больше десяти процентов наземного льда Земли. Под давлением гигантской толщи льда центральная часть острова прогнулась местами ниже уровня моря. Лишь кое–где (в основном на окраинах острова) из–подо льда торчат вершины скал. Если этот ледник растает, уровень Мирового океана поднимется примерно на 7,5 метров! В Гренландии отмечались температуры ниже –65,5°С.

В приповерхностных слоях льда можно обнаружить пыль, принесенную сюда современными ураганами, а на глубине около 50 метров находят пепел, выброшенный в воздух при извержении в 1883 году вулкана Кракатау.

Грандиозные, высотой до 300 метров, стены ледяных берегов протянулись здесь больше чем на 500 километров. Языки льда спускаются в море, и штормы отламывают их. Образуются айсберги – до 15 тысяч в год!

Исландия

Вдоль Атлантического океана, почти точно посередине, тянется от Арктики до Антарктики Срединно–Атлантический хребет. Он – часть гигантской, охватывающей весь земной шар системы срединно–океанических хребтов.

В основании этих хребтов находятся глубокие разломы земной коры, по которым вещество мантии Земли вырывается на поверхность, образуя множество активных вулканов. По большей части они остаются ниже уровня моря, но некоторые, вырастая, «выныривают» из–под воды, образуя острова. Такова Исландия.

Площадь этого острова – немногим больше 100 тысяч квадратных километров, максимальная высота – 2 119 м (вулкан Хваннадальсхнукюр). Действующих вулканов здесь около сорока, и за историческое время (то есть приблизительно с X века н.э. – со времени заселения острова людьми) они извергли несколько десятков кубических километров лавы и обломков. Этого хватило бы, чтобы засыпать не одну сотню таких городов, как Помпеи или Геркуланум (погубленные извержениями Везувия), если бы на острове были такие города.

Вулкан Гекла

Самые известные из здешних вулканов – Гекла, полуторакилометровой высоты, и Лаки (818 м), представляющий собой длинную, двадцатипятикилометровую трещину, вдоль которой образовалось более ста отдельных конусов высотой до 90 метров. С вулканами связаны и выходы ка поверхность горячих подземных вод, газов и пара. Встречаются и фонтанирующие источники – гейзеры.

Больше десяти процентов остроча покрыто ледниками, и само название острова переводится как «страна льдов». Самые крупные из ледников – куполообразные Ватнайёкюдль (восемь с половиной тысяч квадратных километров площади, более километра толщины льда), Лаунгиёкюдль и Хофсйёкюдль.

Размеры ледников подвержены сильным изменениям, связанным с изменениями климата. Например, за период с 1890 по 1936 год Хофсйёкюдль «похудел» примерно на треть. Многие ледники движутся, и их подвижки часто грандиозны. Например, ледник Бруарёкюдль в 1963–1964 .гг. за несколько месяцев продвинулся на 8–10 км со скоростью, достигавшей 120 м/сутки.

Соседство ледников с вулканами порождает ееобычные явления природы – йокульхлаупы (или йёкюдльхлёупы) – катаcт рофические наводнения на реках, питаемых ледниками, случающиеся в связи с подледными извержениями вулканов. В русском языке слова для такого явления не существует, ведь в России и самого явления не наблюдается; поэтому в рассказах об Исландии приходится прибегать к исландскому же слову, передать которое русскими буквами не так–то просто; отсюда и разница в написании у разных авторов.

Самые грандиозные из них сл учаются при прорывах подледного озера, расположенного в кальдере вулкана Гримсвётн (кальдера – это кольцеобразная возвышенность, напоминающая лунные кратеры, образующаяся на месте вулканического конуса после того, как взрыв при извержении уничтожает его срединную часть).

Площадь этого озера около 40 квадратных километров, глубина до полукилометра. Вода в озере образуется при таянии ледника, перекрывающего озеро, как крыша. Таяние льда связано с теплом вулкана (примерно на три четверти) и с солнечным теплом. Жители острова были уверены, что наводнения связаны с извержениями – они происходят практически одновременно. И связь между ними казалась простой: извержение приводит к усиленному таянию льдов, озеро переполняет кальдеру и выплескивается. Но картина оказалась сложнее.

Йокулъхлауп

После очередного йокульхлаупа на протяжении 5–10 лет озеро постепенно наполняется до тех пор, пока уровень его не поднимется примерно на 100 метров. Напор воды приподнимает ледяной покров озера над подледным гребнем кальдеры вулкана. По образовавшейся между льдом и скаюй щели вода устремляется в подледную долину, занятую ледником Скейдарарйёкюдль, прокладывая в нем и под ним тоннели длиной около 50 км. Мощные потоки воды и грязи (до 50 кубических метров в секунду, как самая полноводная река мира – Амазонка!) вырываются из–под ледника, увлекая громадные глыбы льда. Почти вся равнина между ледником и берегом моря оказывается затопленной. Из озера выливается за несколько часов более 10 кубических километров воды, и его уровень понижается на 100 метров.

Сель

Давление на дно кальдеры уменьшается, и начинается извержение. Из жерла вырывается столб пара и пепла высотой до 10 км, таяние льда резко усиливается и йокульхлауп достигает максимальной силы. Поэтому и кажется, что прорыв озера и извержение происходят одновременно. В действительности первое предшествует второму.

После того, как уровень озера понижается и перестает держать лед «на плаву», щель закрывается и озеро начинает вновь наполняться, пока не достигнет критического уровня. За период с 1861 по 1964 год йокульхлаупы на озере Гримсвётн повторялись 14 раз. В последние годы они происходят чаще, но объем их уменьшился; ледник стал тоньше, и для того, чтобы приподнять его, достаточно меньшего количества воды.

Исландские геологи считают, что если откачивать из озера примерно 20 кубических метров воды в секунду, йокульхлаупов можно вообще избежать.

Гейзеры

Что такое гейзеры, которые мы упомянули в предыдущем разделе? Это – очень интересная разновидность источников подземных вод. Источники такие бывают разными.

Например, очень часто горные породы, слагающие верхние слои земной коры, различаются по своей способности пропускать сквозь себя воду. Так, песок с легкостью пропускает ее: расстояния между отдельными песчинками достаточно велики, чтобы вода могла спокойно протекать по ним. А вот частички глины при намокании разбухают, и трещинки между ними закупориваются. И даже чуть–чуть намокшая глина уже служит для воды непреодолимым препятствием. Пески и похожие на них породы называют водоносными, а такие, как глина, – водоупорными. При этом те и другие обычно чередуются в земной коре, образуя своего рода слоеный пирог. Вода, выпадающая на поверхность Земли в виде атмосферных осадков, частью стекает в реки, а частью просачивается вглубь. И ясно, что если уже на поверхности она встретит водоупорную породу, то просочиться ей че удастся – придется течь по поверхности. Но если ей встретятся пески или похожие на них породы, она впитается в них. И будет стекать все глубже (притяжение Земли!), до тех пор пока не наткнется на водоупор. И образует над ним водоносный пласт (или, как говорят геологи, горизонт).

Что дальше? Если вода накапливается на большой глубине, она может образовать пласт, который сохранится нетронутым в течение целых столетий или даже тысячелетий. Но если она накапливается вблизи поверхности, то до водоносного горизонта могут добраться русла рек или овраги. Тогда вода из подземного водоносного горизонта начнет вытекать, образуя источники. Их легко обнаружить, плавая в реке, по температуре воды: речная вода прогревается солнцем и становится более или менее теплой, а вода из–под земли – холодная. А еще до таких горизонтов легко добираются люди: вырыв яму, доходящую до водоносного горизонта, они получают доступ к воде из него, которая начинает в этой яме накапливаться. Это – колодец, и строить их люди научились давным–давно. И колодцы, и источники в реках и оврагах имеют важное общее сво 'ство – вода из них вытекает без напора, только под действием притяжения Земли. Бывают и другие – напорные – источники.

В том случае, когда водоносный пласт расположен не горизонтально, а изогнут, смят в складки, содержащаяся в нем вода, стремясь (опять–таки под действием земного притяжения) стечь поглубже, начинает давить сверху на нижележащие порции). Испытывая давление, вода из нижних частей такого пласта, готова вырваться из него даже вертикально вверх – конечно, если давление внутри пласта мощнее, чем сила тяжести. Так, если мы сожмем в руках пластиковую бутылку с водой, мы можем заставить воду выплеснуться – надо только нажать с достаточной силой. Впервые такие источники были обнаружены во Франции, в провинции Артуа (по–латыни – Artesium), где уже в XII веке был построен первый в Европе фонтанирующий колодец. В честь него такие источники называют артезианскими. Даже если расположены они совсем не во Франции, а, например, в Москве (которая немалую часть питьевой воды получает из–под земли).

Гейзер

И напорные, и безнапорные источники – обычно холодные. Но если они находятся вблизи действующих вулканов, то вода в подземных водоносных горизонтах может встретиться с горячим газом или паром, вырывающимся сквозь трещины земной коры из глубин планеты. Вода при этом к агревается, и источники становятся горячими (их называют термальными). Иногда (например, на Камчатке) горячие подземные воды используют для отопления домов.

А среди термальных источников встречаются гейзеры – фонтанирующие источники. Только их фонтанирование связано не с давлением воды внутри пластов подземных вод, а с давлением пара, который образуется под действием вулканического тепла.

Если трещинки в горных породах, по которым перетекает с места на место вода, имеют подходящую форму, то в них может скопиться пар, который начнет давить на воду. И если это давление окажется достаточно большим, оно сможет заставить воду выплеснуться из–под земли. Иногда такие фонтаны достигают высоты десятков метров. Подобно йокульхлауиам, они дег ствуюг периодически. Пар вырывается наружу вместе с водой, и давление падает. Гейзер замирает. Но если трещина не разрушилась при выбросе, процесс начинается сначала. Вода накапливается, нагревается, превращается в пар. Происходит следующий выброс.

Гейзер, так же, как и йокульхлауп, – исландское слово. Но сами гейзеры есть во многих районах Земли – на Камчатке, где их около сотни, в США – в Йеллоустоуне, в Новой Зеландии и других странах. Поетому и слово это перешло во многие языки.

Оазисы и острова антарктики

Все мы представляем себе оазисы в жарких пустынях: ручей, пальмы, караван верблюдов. А что такое антарктический оазис? Вряд ли он выглядит так же! В 1938 году англичанин А. Стефансон впервые назвал оазисом свободный ото льда участок антарктической суши. Темные скалы среди ледяных пустынь, кое–где покрытые мхом и лишайниками, синеющие в углублениях озера – действительно отчасти напоминают оазисы жарких стран. Открыли их, конечно, гораздо раньше – уже первые экспедиции Роберта Скотта и других исследователей столкнулись с довольно крупными свободными ото льда каменистыми пространствами. Они есть на Земле Королевы Виктории, Земле Королевы Мери, а особенно много их – на Антарктическом полуострове и окружающих его островах. Это неудивительно, ведь полуостров – самая северная и потому самая теплая часть материка.

Оазисы и острова Антарктики

Об их происхождении высказывались разнообразные догадки. В 1947 году американский летчик Бангер, пролетая над Землей Королевы Мэри, увидел внизу многочисленные скалы и озера и сумел приводниться на одно из них (он летел на «летающей лодке» – гидросамолете, на шасси которого установлены не колеса или лыжи, а поплавки).

Термометра у летчиков не было, и им показалось, что вода в озере гораздо теплее морской. И родилась гипотеза о том, что оазис Бангера (как его назвали) создан подземным теплом. Может быть – подземным угольным пожаром, может быть – распадом радиоактивных веществ, а может – потоком тепла сквозь разломы земной коры. Все это похоже на правду: известен угольны] г пожар, продолжающийся уже несколько сотен лет в недрах гор Таджикистана, известны остатки природного «атомного реактора» в Южной Африке (он возник из–за очень высокой концентрации урановых руд, но за прошедшие миллионы лет успел «выгореть»). Известно и то, что сквозь разломы проходит большое количество тепла из мантии Земли – большее, чем сквозь сплошную кору; например, полыньи во льдах Байкала повторяют рисунок разломов на его дне – вероятно, это связано с тем, что лед над ними тоньше, чем на других участках.

И оазисы начали изучать не «на бегу», а построив исследовательские станции, такие, как «Новолазаревская». Ее с( здали в 1661 году в оазисе Ширмахера, названном в честь немецкого пилота, участника экспедиции 1938 года, открывшей горную страну на Земле Королевы Мод. Первые же измерения показали, что никакого потока тепла из глубин планеты здесь нет. Как же удается оазисам сдерживать льды?

Антарктида – очень холодное место. Но солнечного света сюда приходит больше, чем в Арктику (ведь на лето Южного полушария приходится момент, когда Земля проходит в космосе через перигелий, самую близкую к Солнцу точку своей орбиты). Однако почти весь свет отражается от поверхности льда. А вот темная поверхность скал, оказавшихся достаточно высокими, чтобы выглядывать из–под ледника (в Арктике такие скалы называют нунатаками), отражает его плохо. И нагревается – иногда до двадцати и даже тридцати градусов тепла. Прогретая скала сохраняет это тепло. Именно оно и поддерживает существование оазиса.

Это явление влияет и на атмосферу. Над теплыми скалами нагревается и воздух. Нагревшись, он устремляется вверх. Там он остывает, и в нем начинается конденсация водяного пара, рождаются кучевые о£ иачка. Появляются они обычно около полудня, а к вечеру исчезают.

Но тепловое влияние оазиса распространяется не только вверх (а метеорологи установили, что ощущается оно до высоты около одного километра), но и в стороны. Льды вокруг оазисов тают намного интенсивнее, чем вдали от них.

На самих скалах начинают идти своеобразные процессы. Например, попеременное нагревание и охлаждение поверхности приводит к тому, что от камней отслаиваются верхние слои. Скала начинает шелушиться, и ровные, будто искусственно вырубленные пластинки устилают вершины и склоны холмов. Это явление называют десквамацией.

Идет и разрушение скал другого типа. Твердые как камень ледяные кристаллы переносятся ветрами и разрушают поверхность настоящих камней. Возникают ямки – ячейки, похожие на поверхность пчелиных сот. В ямках скапливается вода, которая, то замерзая, то оттаивая, продолжает формирование ячеек. Похожее ячеистое выветривание есть и в жарких пустынях – только там роль кристалликов играют песчинки. Продолжающееся выветривание образует поразительно затейливые формы, напоминающие кружева, чаши, фигурки людей и животных.

Выветривание

Встречаются здесь и разнообразные полезные ископаемые – уголь, железные руды, графит и многое другое. Например, мрамор. Глыба его, добытая из месторождения Марблпойнт, была вывезена в Новую Зеландию и использована для постамента памятника Р. Скотту.

Но добывать здесь что–либо, конечно, очень дорого. И полезные ископаемые Антарктиды, даже уже известные, остаются нетронутыми .

А другая земля Антарктики – ее острова? 14 декабря 1772 года экспедиция капитана Джеймса Кука, направившегося на поиски южных земель, впервые в истории мореплавания пересекла Южный полярный круг. Но суда «Адвенчур» и «Резолюшн» не смогли пробиться глубже в полярные воды и отст/пили, направляясь к Таити, но временно: в июле Кук отдал приказ о новом «наступлении».

Капитан «Адвенчур» Фюрно, войдя в пролив Кука, высадил на берег отряд, который подвергся нападению каннибалов и был уничтожен. Потеряв людей, Фюрно был вынужден вернуться. «Я решил отказаться от бесцельной мести людоедам и как можно скорее покинуть эту мрачную землю. На следующий день мы снялись с якоря...», – докладывал он позднее Адмиралтейству.

А Джеймс Кук на «Резолюшн» продолжал наступление на южные земли. 30 января 1774 года он достиг 1Т0' ю.ш., установив рекорд, продержавшийся по л столетия. С наблюдательного пункта на верхушке мачты были видны уходящие в облака вершины гор размером со Швейцарские Альпы (это были горы Колер, высотой превышающие четыре с половиной километра, на побережье Земли Меэри Бэрд). Но болезнь капитана заставила корабль вернуться. Март англичане провели на острове Пасхи, апрель – на Таити. И снова на юг!

В июле на карту были нанесены острова Новые Гебриды, в сентябре – Новая Каледония. Вторично был открыт обнаруженный в 1675 году испанцем Антонио де ла Роше остров Святого Петра, которому Кук дал имя Новая Георгия. И впервые была открыта громадная группа скованных льдом островов, которую в честь главы Британского Адмиралтейства назвали Южны ми Сандвичевыми островами.

Потом были экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева, и многих других.

Что же такое – острова Антарктики? Так же, как и в Арктике, среди них есть осколки литосферяых плит, а есть и более молодые вулканы, выросшие над разломами земной коры. Похожи они и ландшафтами: здесь холодно, и почва почти не возникает; скалы скованы вечным морозом. Так же, как, например, на Земле Франца–Иосифа.

Самые известные из вулканов – Террор и Эребус, образующие вместе с Бирдом остров Росса. Все они – действующие, но первые – высокие, поднимающиеся надо льдами, а Бирд покрыт мощным льдом. У его южного подножия образуются гейзеры.

Берега Северного Ледовитого океана принадлежат к двум основным типам. Эрозионные берега характеризуются разрушением береговой линии и отступанием ее в сторону материка (эрозия – это собирательное название для множества процессов, приводящих к разрушению горных пород). И аккумулятивные – те, в пределах которых обломочный материал (песок и галька) накапливается, и берег наступает в сторону моря.

И те и другие можно разделить на многочисленные семейства, каждое из которых отличается тем, какие процессы участвуют в образовании берега, и тем, из чего состоят берега.

Важно не забывать, что Земля имеет длинную историю, и любой участок ее поверхности – тоже. Например, берега Северного Ледовитого океана почти всюду поднимаются со скоростью до двух сантиметров в год. Связано это явление с тем, что ледники, приходившие сюда во время ледниковых периодов, своей массой прогнули земную кору. Затем, когда льды растаяли, земная кора начала разгибаться, подобно тому, как разгибаются рессоры автомобиля, из которого вышли пассажиры. И это определило облик многих участков берега.

Кроме того, с оледенениями связаны колебания количества воды в океане. Во времена великих оледенений уровень океана был значительно ниже современного, ведь вода была заморожена и находилась не в океане, а в ледниках. Когда ледники растаяли, уровень океана поднялся. Наступление воды на сушу, так же как и ее отступление, тоже влияют на облик берегов.

Немалые участки берегово! линии образованы дельтами впадающих в океан крупных рек (например, Лены).

Самый распространенный тип арктических берегов – термоабразионный. Термоабразия (от греческого thermos – теплый и латинского abrasio – соскабливание, соскребывание) заключается в том, что теплые воды океана растапливают мерзлоту, и частицы грунта, скреплявшиеся льдом, как клеем, рассыпаются. Она развивается там, где берег сложен не скальными, а мерзлыми'осадочными породами и много мелких частиц поступает в океан. Этот процесс довольно быстро (со скоростью до полутора–двух десятков метров за год) уничтожает участки берега и даже целые острова, даже довольно крупные.

Клиф

Берега, сложенные скальными породами, разрушаются действием прибоя. Такие берега называют абразионными.

И у тех и у других есть береговой уступ, или к лиф (от англ. cliff – крутой обрыв), образующийся при разрушении прибоем высоких морских берегов; он отступает в сторону суши при разрушении берега. К нему прилегает терраса, выбитая прибоем у основания клифа – бенч (от английского bench).

Частицы, попадающие в воду при разрушении берега, иногда переносятся течениями вдоль берега. Встретив на своем пути какое–нибудь препятствие, они скапливаются, образуя пляжи, мели, иногда – примыкающие к берегу гряды (косы). Такие берега относятся к аккумулятивным.

Интересная разновидность берегов в Арктике – фиордовые берега. Фиорды (или фьорды, от норвежского fjord) – это узкие и глубокие морские заливы с высокими и крутыми скалистыми берегами, возникшие при затоплении речных долин. Обычны фиорды для Скандинавии. В России самый крупный из них – Кольский залив. Глубина его превышает 300 метров. Иногда фиорды образуют не заливы, а проливы – между островами или островом и материком. Например, пролив Маточкин Шар. Длина его больше 100 километров, высокие и крутые берега всюду несут следы ледниковой обработки (ледник оставляет за собой борозды на скалах).

Фиордовые берега

Кроме фиордовых, широко распространены фиардовые берега. Фиарды (или фьерды, от шведского fjard) – это мелководные заливы с невысокими, но крутыми скалистыми берегами, изобилующие шхерами (лудами). Самый большой фиард в российской Арктике – Таймырская губа, в который впадает река Нижняя Таймыра.

Много в Арктике ледяных берегов. Например, на архипелаге Шпицберген или на юго–восточном берегу острова Северо–Восточная Земля (здесь находится огромная ледяная береговая стена длиной почти 200 километров и высотой до ста метров). Больше полутысячи километров таких берегов и в Гренландии. Здесь стены ледяного берега грандиозны, они достигают в высоту 300 метров.

Еще один тип берегов (ваттовые берега) мы уже упоминали: его формируют приливы и отливы вместе со сгонами и нагонами. Встречаются они на побережье Белого и Карского морей.

Берега Антарктиды устроены проще. Хотя их протяженность больше 30 тысяч километров, на 9/10 – это гигантские ледяные обрывы шельфовых и материковых ледников, отличающихся от арктических лишь размерами. И меньше чем 1/10 часть образуют выходы скальных пород, часто вулканических – на Антарктическом полуострове, на Земле Мэри Бэрд и в некоторых других местах.

Ледяные берега