Понедельник, 12.04.2021, 22:56
Icemaker
Каталог файлов
Категории раздела
Мои файлы [23]
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 23
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru каталог интернет-сайтов
реклама
Главная » Файлы » Мои файлы

Снег и лёд (Александр Волков)
27.04.2015, 13:02

Снежинки зарождаются в облаках, конденсируясь из водяных паров в виде крохотных капелек. Сперва капельки остывают до температуры ниже 0 градусов, но не замерзают. Лишь витающие в воздухе пылинки способствуют их превращению в снег. Как только капельки сталкиваются с этими „центрами кристаллизации“, они тут же лопаются, образуя шестиконечные кристаллики.

По мере полёта к Земле снежинки притягивают к себе всё новые капли воды, постепенно увеличиваясь в размерах. Японский физик Укитиро Накая ещё в 1930-е годы выяснил, что форма снежинок зависит от температуры окружающего их воздуха. Так, если на их пути встретится поток очень холодного воздуха, кристаллик начнёт расти в высоту, вытянется в небольшой столбик. В более тёплых слоях воздуха обычно формируются пластинки. Если же температура воздуха оказывается выше точки замерзания, снежинка тает, вновь превращаясь в дождевую каплю.

На самом деле, судьба снежинок сложнее. Они минуют множество температурных слоёв. Постоянное чередование температуры превращает кристаллики снега в уникальное творение. Американские учёные, обследовав с помощью электронного микроскопа около 12 тысяч снежинок, выявили у них самые разнообразные дефекты, нарушавшие симметрию. Тут и там виднелись точечные и нитевидные наросты, портившие обличье снежинок. Немецкие метеорологи подсчитали, что каждый год на Германию падает несколько септильонов — числос 24 нулями — снежинок. Но среди них не найти двух одинаковых! Снежный покров, устилающий землю в зимние месяцы, жизненно важен для растений. Он спасает их от вымерзания. Рыхлый снег пронизан воздухом. Порой снежная „перина“ на 90 процентов состоит из воздуха, а ведь он является отличным изолятором.

Впрочем, некоторым живым существам тепло не только под снегом, но даже в толще снега. Речь идёт о микроорганизмах, например, водорослях, порой окрашивающих снег в горах в разноцветные тона.

Выяснилось, что в местности, изобилующей водорослями, поглощение углекислого газа достигает 28 миллиграммов на квадратный сантиметр в день, что лишь в десять раз меньше количества СО2, поглощаемого многими комнатными растениями. За год микроводорослиChlamydomonas nivalis, живущие в снегу, образуют около пяти граммов новой биомассы на квадратный метр. Продуктивность неприметных водорослей оказалась очень высока, а ещё выше их выносливость.

Льды и снега Антарктиды тоже не назовёшь „безжизненным простором“. Даже в каменистых антарктических пустынях, где условия почти „марсианские“, где в зимнюю пору температура опускается до 60 градусов ниже нуля и нет ни снега, ни льда, всё равно можно встретить водоросли, цианобактерии и лишайники. Они, впрочем, прячутся в расселины камней и, пребывая в спячке, выжидают там до наступления полярного лета, когда начинает идти снег. Падая на камни, он подтаивает на солнце, и тогда эти крохотные живые организмы просыпаются, оживляемые двумя эликсирами — светом и водой.

А человек, разве он не мастер выживания? Двадцать тысяч лет назад, во время последнего ледникового периода, Центральная Европа, как считалось прежде, представляла собой снежную пустыню. Ледники, двигавшиеся со Скандинавии, достигли Альп и Боденского озера. Здесь царил жуткий холод. Здесь не было места людям. Однако недавние находки археологов показывают, что даже в эту пору первобытные люди продолжали обживать территорию современных Швейцарии и Германии. Томас Тербергер из Грейфсвальдского университета и его коллега Мартин Штреет из Майнца датировали находки, обнаруженные в захороненияхВисбаден-Игштадт, Кастельхеле-Норд и Миттлере Клаузе. Их возраст составил именно 20 тысяч лет. Это опровергает теорию, согласно которой в период с 24000 по 14000 годы до новой эры в западной части Центральной Европы вообще не селились люди. Теперь очевидно, что даже в самые суровые периоды оледенения люди укрывались от холода. Первобытные люди оказались умелыми полярниками.

А кто они, кстати, были, европейские полярники каменного века? В последние годы было проведено два крупных исследования, авторы которых — британский генетик Мартин Ричардс, а также его коллеги, Питер Андерхилл из США и Орнелла Семино из Италии, — пришли к сходным выводам. Вот как выглядит с новейшей точки зрения история заселения Европы.

Первые люди появились в Европе 800 — 1200 тысяч лет назад. Это и были предки неандертальцев.

Около 40 тысяч лет назад (по данным Ричардса, 45 тысяч лет назад) в Европу нагрянули новые колонизаторы этой части света. Они занимались в основном охотой. Умели хорошо обрабатывать каменные орудия. Покрывали стены пещер удивительными наскальными рисунками. Их культура получила название „ориньякской“. По расчётам Ричардса, прямые потомки этих людей живут сейчас на севере Испании, в Басконии, и на Скандинавском полуострове. Их оттеснили туда новые „колонизаторы“ Европы.

Около 20 — 30 тысяч лет назад, до последнего оледенения, с Ближнего Востока пришли новые племена. Они умели изготавливать изящные каменные топоры и мастерили каменные фигурки женщины. Вскоре ледники разделили Европу на две части — западную и восточную. На Пиренейском полуострове по-прежнему развивалась „ориньякская“ культура. На Балканах укрылось новое население Европы. Его потомками являются большая часть современных европейцев.

В эпоху неолита, около 10 тысяч лет назад, с Ближнего Востока пришли племена, уже умевшие выращивать злаки. Их потомками являются 10 — 20 процентов европейцев.

Было время оледенения, а теперь — вот он вектор температурных перемен! — и лёд обещает стать исчезающе редким. Высоко в горах за последние сто лет стремительно сокращаются площадь и масса ледников — всюду, на всех континентах. А ведь ледники — это „глобальный термометр“, показывающий, как лихорадит наш климат.

В Африке через несколько десятилетий можно будет забыть, что Килиманджаро — „покрытый вечными снегами горный массив“, ведь за последние сто лет объём ледника на Килиманджаро сократился в три с лишним раза.

В Восточных Гималаях растаяла пятая часть всех ледников. За последние сорок лет ледники Центральной Азии потеряли 22 процента своего объёма, а ледники Новой Зеландии за минувшие полвека — около 38 процентов.

В минувшее десятилетие ледники на юге и востоке Гренландии ежегодно становятся ниже примерно на метр и всё быстрее сползают в море.

В Европе за последние полтора века площадь, занимаемая альпийскими ледниками, сократилась примерно на 40 процентов, а их объём уменьшился наполовину. В испанских Пиренеях с 1980 года из 27 глетчеров полностью исчезли четырнадцать.

Таяние ледников отрицательно сказывается и на речных системах Европы, ведь именно в Альпах берут начало такие реки, как Рейн, Рона, По. Исчезновение ледников ухудшит снабжение Центральной Европы питьевой водой. Одновременно начнётся стремительная эрозия горных склонов, что заставит эвакуировать целые деревни. Во многих альпийских деревнях всё чаще ожидают схода лавин из грязи, льда и талой воды. Трагедия в Кармадонском ущелье на Кавказе — предвестие будущих катастроф.

Тает лёд на горах, как тают летящие к нам крохотные кометы. По мнению ряда учёных, жизнь на Земле тоже появилась благодаря льду — космическому льду. Оживлённая дискуссия на эту тему вспыхнула в 1981 году, когда в руки учёных попали фотоснимки, сделанные в верхних слоях атмосферы спутником „Dynamics Explorer“. Это были потрясающие по качеству фотографии, на которых, впрочем, имелся один изъян: множество чёрных точек. Очевидно, дефект фотоплёнки, предположили большинство экспертов. Совсем по-иному рассудил Луис Фрэнк, профессор физики из Айовского университета. По его мнению, фотокамера запечатлела космические „снежки“, летящие в сторону Земли. Каждый день, по словам Фрэнка, нашу планету обстреливают около 30 тысяч ледяных комет. Впрочем, эти глыбы массой от 20 до 40 тонн,попав в атмосферу, испаряются, поэтому и остаются незамеченными.

Смелое утверждение! Так можно объяснить не только появление водяных паров в атмосфере. За миллионы лет эти космические „снежки“ принесли на Землю, наверное, столько воды, что все впадины и низменности рельефа покрылись океанами и морями! Земля — это пустой сосуд, без устали наполняемый Космосом. Довольно! Коллеги посчитали профессора Фрэнка фантазёром. На научных конференциях с ним перестали разговаривать. Его исследовательские заявки отклонялись. Журналы возвращали его статьи. Однако физик не сдавался. В 1997 году с помощью специальной фотокамеры он заснял на плёнку светящиеся следы. Их оставляли распадавшиеся снежные глыбы — те самые мини-кометы. Учёный был реабилитирован. „Его гипотеза подтверждается“ — признали самые ярые противники профессора Фрэнка, хотя и оспаривали количество подобных комет, попадающих в атмосферу.

Эти космические „снежки“ так мимолётны, так незримы, а лёд — вот он, под тонкой снежной крупой — так явственно ощутим. А знаем ли мы, что такое лёд? На первый взгляд, это прозрачное вещество кажется очень простым. На самом деле, лёд таит множество загадок. Некоторые его свойства учёные так и не сумели пока объяснить. Другие тайны разгаданы лишь недавно.

Вот, например, бег на коньках. Почему коньки скользят по льду? Ещё несколько лет назад учёные давали следующий ответ: под узкими полозьями коньков создаётся высокое давление, и лёд плавится. Конькобежец катится не по льду, а по скользкой, залитой водой колее. В это верили целые поколения физиков и химиков, но такое объяснение было ошибочным.

Ошибка выявилась в середине девяностых годов, когда американские учёные сканировали поверхность льда с помощью современной электроники. Поверхность ледовой дорожки и впрямь была залита водой, но, удивительное дело, вода выступала даже при нормальном давлении! Молекулы, составляющие верхний слой льда, слабо связаны друг с другом, поэтому почти беспрепятственно переходят из одного фазового состояния в другое. Лишь при температуре порядка –60 градусов поверхность льда становится вязкой. „Тогда и скользить на коньках будет проблематично“ — замечает химик Габор Саморджаи из Берклийскойлаборатории (США). Итак, дело не в высоком давлении, а в поверхностных свойствах самого льда. Впрочем, каждому из нас это было известно давно: если выйти на лёд не в коньках, „звучно его режущих“, а в обычных ботинках, всё равно по льду будешь скользить.

Кстати, лёд льду рознь. При низких температурах и высоких давлениях мы будем иметь дело с другими видами льда. Сколько их, не знает никто. Пока их насчитывают двенадцать, в том числе „аморфный лёд“, который, как полагают, существует в космосе. Самой экзотичной формой является, наверное, лёд (Х). Он образуется при давлении, которое в миллионы раз превосходит атмосферное давление. Такое давление возникнет, например, под остриём иглы, ежели на игольное ушко взгромоздить автомобиль. Некоторые формы льда (VI и VII) образуются даже при плюсовых температурах. Предпосылкой к тому служат сверхвысокие давления, которые встречаются только в космосе.

Удивительно, но лишь одна из этих модификаций льда не тонет в воде, а плаваетпо её поверхности, — разумеется, та самая, с которой мы все хорошо знакомы. Причина кроется в особенности её строения: в её кристаллах молекулы располагаются очень свободно, между ними имеются огромные зазоры. Если все другие вещества, замерзая, сжимаются, то вода, превращаясь в такой знакомый — и загадочный — лёд (I), расширяется. Её объём растёт, масса остаётся неизменной. Так возникает „рыхлая“, лёгкая структура. Насколько она важна, показывает простой умозрительный эксперимент. Представим себе, что вода перестала расширяться при замерзании. Как изменится наш мир?

Сперва хорошие новости: зимой перестали бы лопаться водопроводные трубы; мы без малейших колебаний ставили бы в морозильник банки с пивом или минеральной водой. Наконец, плавать в полярных морях можно было бы без всякой опаски, и знаменитый „Титаник“ никогда бы не потонул, ибо во всём Атлантическом океане невозможно было бы сыскать ни единого айсберга — эти горы льда шли бы ко дну, как свинцовые грузила.

Теперь новости похуже. Их возвещают крики зверей и молчание рыб. Легко догадаться, что белых медведей и прочих обитателей Арктики перемена льда ничуть не обрадовала бы. Их жизненное пространство сузилось бы до толики небольших островов, затерянных в Северном Ледовитом океане, ведь лёд, сковывающий этот океан, неминуемо пошёл бы ко дну. Погибли бы и рыбы, населяющие реки и озёра в северных широтах Евразии и Америки, ведь эти водоёмы в зимнюю пору промерзали бы до дна.

Продолжим наше путешествие по Земле изменившегося льда. Здесь стало несравненно теплее. Сейчас льды, покрывающие приполярные области, содержат многочисленные пузырьки воздуха. Они почти идеально отражают солнечные лучи. Когда огромные массы льда потонут в водах северных морей, поверхность Земли станет темнее. Она будет лучше поглощать солнечный свет, абсорбировать его энергию, и, как следствие, земная атмосфера разогреется. Постепенно растают материковые льды, покрывающие сейчас Антарктиду. Уровень моря возрастёт. Портовые города скроются под толщей воды. Лишь фотографии и киноленты будут напоминать нашим потомкам о знаменитых портовых городах

Категория: Мои файлы | Добавил: deft
Просмотров: 235 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
avatar
Вход на сайт
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Copyright MyCorp © 2021Бесплатный конструктор сайтов - uCoz