Помоги проекту - поделись книгой:
Наконец, еще пример из арсенала новейших космических открытий, связанных с Землей. Инструмент — всё те же спутники и ракеты. Задача: посмотреть поподробнее, что происходит, когда планета обдувается «солнечным» ветром, который встречается с нею на большой скорости. Это напоминает сверхзвуковой самолет: если он летит быстрее звука, возникают воздушные уплотнения, конусообразные ударные волны. Не произойдет ли чего-нибудь подобного с планетой в плазменном потоке? Космос, конечно, не атмосфера, но ведь разреженнейший межзвездный газ там есть. А плазма разгоняется при встрече до сверхзвуковой (в применении к этому газу!) скорости. Появится ли ударная волна или нет? И ответ оказался: да! Конус создает, подобно самолету, земной шар — корабль, несущийся в космосе. Он, видимо, играет свою роль в жизни магнитосферы и верхней атмосферы Земли.
Вот как много нового и интересного дало путешествие в космос, откуда мостик перекидывается в недра Земли.
Век покорения космоса наступает. Столь же неизбежно наступление века решительного штурма Земли. И вот еще пример того, как переплетены они между собой, как освоенный космос помогает разгадывать загадки земных недр.
Спутник кружится вокруг планеты. Неотступно следят локаторы за маленькой искусственной луной. Электронные математики вычисляют ее орбиту. Виток за витком опоясывает Землю — это спутник совершает одну кругосветку за другой.
Но проследим, как проходит какой-то любой виток. Сначала его рассчитаем. Зададим-ка задачу вычислительной машине. Все данные из теории известны, остается их только ввести — и, помигав цветными огоньками, автомат через доли секунды даст ответ.
Он точно скажет, когда, где и на какой высоте пройдет над Землей наш спутник. Наименьшее удаление… промежуточные высоты… Расчетный эллипс готов.
Теперь попросим машину потрудиться еще раз, только дадим ей для обработки данные с локаторных станций. Сравним, как должна была бы двигаться и как движется на самом деле луна, заброшенная в поднебесье.
Сравним теорию с практикой. Оба эллипса наложены друг на друга. Совпали? Почти… Местами истинный отклоняется от расчетного — и притом в сторону Земли. Похоже, она притягивает спутник то слабее, то сильнее. Орбита становится слегка волнистой, и не один, а множество чуть спотыкающихся неровных витков ложится на карту земного шара.
Почему так происходит? Понятно, что орбита не может оставаться постоянной. Следы атмосферы делают свое дело — медленно, но верно тормозится полет. Пройдет время, и отслуживший спутник врежется в плотные слои, чтобы сгореть, как метеор, Звездочка упадет и погаснет. Это в порядке вещей,
Но почему же с самого начала сбивается Земля с намеченного пути? Ошибка вычислений? Нет, ошибка в предположениях, из которых исходит расчет. Планета неоднородна, это мы и забыли, вернее, не знали, так как не знаем всех тайн недр. И спутник обращает наше внимание — внутри планеты залегают и более тяжелые массы (я вынужден немного спуститься — Земля меня притягивает сильнее) и более легкие (я опять на расчетной орбите).
С высоты нескольких сотен километров удается словно заглянуть в недоступные глубины, помогая сейсмографам, слушающим пульс Земли, и магнитометрам, следящим за магнитным земным полем. Спутник находит постоянные магнитные аномалии и помогает узнавать, как распределяются массы в земной коре — на суше и под недоступным для постоянных наблюдений дном океанов.
Кстати, эта удивительная возможность уже на практике подтверждена. Третья советская звездочка, накрутившая десять тысяч оборотов, позволила геологам сказать, где и на какой глубине залегают в Восточной Сибири породы, нарушившие там однородность земной коры.
А это район магнитной аномалии. Значит, здесь, как и под Курском, могут находиться залежи железных руд. Но, быть может, причины Восточносибирской магнитной аномалии лежат не в коре, а гораздо глубже — в самом ядре? Такая мысль появилась у ученых в последнее время.
Посмотрим, где еще можно будет поставить на карте значки по указке с неба. Спутники становятся орудием геофизики и геологии. Небесные разведчики земных недр помогут — еще до глубинных кораблей — как будто побывать под дном океанов, под глыбами материков.
Они расскажут не только о коре, но и о мантии. Спутники уже подтвердили предположение о том, что мантия неоднородна. Значит, удается как бы заглянуть на сотни километров в глубину.
И можно представить себе, как в будущем появится целая сеть спутников внеземной геологической службы. Они дадут возможность уточнить строение земного шара. А затем наступит очередь и прямой проверки всех данных, полученных о Земле, которую изучают теперь и из космоса.
«Крутится, вертится шар голубой… Крутится, вертится, хочет упасть»… Хочет, да не может. Цепко держит его могучее притяжение Солнца.
Вспоминаются строки Валерия Брюсова:
И вертится шар — за днями день, за годом год, за оборотом оборот…
Шар, шар, шар… Сколь сильна привычка! А ведь еще два века назад Исаак Ньютон доказал, что жилище наше вовсе не шар, потому что планета сплюснута у полюсов. Он вычислил, на сколько, и нарисовал фигуру Земли: не сфера — эллипсоид, который получится, если эллипс вращать вокруг малой оси.
Но английскому математику возразили французские геодезисты. Начали измерять длину дуги одного градуса меридиана на севере Франции и на юге. Получилось совсем не то, что следовало ожидать: «северная» дуга оказалась меньше «южной».
Между тем к экватору, южнее, где шар не сплюснут, кривизна должна быть больше, дуга же короче. Все наоборот. Ньютон ошибается, и французы устроили ожесточенную перепалку с теми, кто его защищал.
Спор мог решить только опыт. Отправили экспедиции на север и экватор да заодно сделали новый промер под Парижем. Правота Ньютона подтвердилась блестяще. Дуга менялась именно так, как предписала теория.
Однако, установив форму, ученые тогда еще не определили размеры бывшего шара. Спор уступил место работе, которая длилась ни много ни мало полтораста лет и не закончена до сих пор.
Да и могло ли выйти иначе! Кропотливые измерения делались астрономо-геодезической службой разных стран. Пользуясь собранным скопищем цифр, ученые пытались затем построить наиболее подходящую фигуру. Увы, в арсенале геометрии идеального кандидата все-таки не нашлось.
Если бы найти какой-нибудь другой способ — поточнее! Когда прорыв в мировое пространство стал явью, тотчас же обратились к спутнику, который движется по орбите, зависящей от свойств самой Земли.
Сила тяготения и форма планеты связаны между собой. Тяготение же определяет орбиту. Вот так, идя обратным порядком, можно от формы орбиты добраться до формы Земли.
Изменчива орбита спутника, изменчива и его скорость. За это можно ухватиться. Скорость меняется потому, что Земля сжата у полюсов. «Полярный» радиус меньше «экваториального», различно и притяжение, которое зависит от расстояния до центра Земли. Над полюсами оно меньше, и спутник движется быстрее. Если выяснить, на сколько быстрее, узнаем, как сильно сплюснута планета.
Для того чтобы по данным геодезистов рассчитать, на сколько сжата Земля, ученым потребовалось много лет упорной работы. И всего несколько месяцев наблюдений за искусственными спутниками плюс еще несколько недель на обработку наблюдений решили эту задачу, и притом гораздо точнее.
Но работа должна продолжаться. Легким путь не будет и очень коротким тоже, хотя для него, конечно, и не потребуется полутораста лет. Не один, не два — множество спутников должно исчертить небо над планетой, чтобы как можно точнее узнать истинную форму Земли.
Надо послать искусственные луны в облет экватора, а также северной и южной полярных областей. Надо заставить их пролететь над разными континентами, двигаться в сторону вращения земного шара (теперь скажем лучше — геоида, от слова «гео» — Земля), либо наоборот. Наконец, надо вынести орбиту повыше, туда, где следы атмосферы не помешают полету, — тогда с влиянием торможения не придется считаться.
И пусть проделают наши небесные землемеры тысячи, десятки тысяч витков. Только так нам удастся обмерить Землю из космоса со всех сторон, только тогда выяснятся истинные очертания планеты, на которой мы тысячелетия живем и которую тем не менее плохо еще знаем.
Это в наших возможностях даже сегодня.
Обороты, сделанные маленькими «сателлитами», которые запущены в разных странах за последние годы, становится все труднее считать. Среди них есть «старички», прожившие по нескольку лет.
Есть рекордсмены — они забрались так далеко, что жизнь их продлится целых два века!
Электронно-счетным машинам хватит работы. Каждый новый виток будет добавлять крупинку в гору цифрового сырья, и с каждым новым расчетом, шаг за шагом, Земля будет обретать в наших глазах свою подлинную форму.
Уже сделаны первые, хотя и скромные шаги. Картина проясняется и в то же время становится все более сложной. Мы действительно живем на эллипсоиде, хотя вернее было бы сказать, что фигура Земли его лишь только напоминает. А новые наблюдения за спутниками говорят уже иное: планета не сплюснутый шар — она похожа на грушу. Если разрезать ее по экватору, то не получится одинаковых половинок.
Ученые попытались рассчитать, что представляет собой экватор. Он круглый?
Нет, и здесь оказалась ошибка — вместо окружности тут получился эллипс.
Между его большим и малым радиусами разница в сто метров. Средний же, по данным десятков тысяч наблюдений (да, это не оговорка — 46 500!) со спутников, оказался равным 6378,169 километров. Ошибка в ту или иную сторону здесь не превосходит всего восьми метров.
Так известный с давних времен шар превратился в конце концов в грушу. Но и это слово не последнее. Новейшие наблюдения показывают, что и груша — сравнение не совсем удачное, что подобрать точную аналогию, очевидно, не удастся. Вот насколько сложна и неправильна форма Земли!
Спутники обнаружили и впадины, и повышения по сравнению с тем стандартом — эллипсоидом (геоидом), которого придерживались раньше. В Азии, например, есть понижение, в Европе и Австралии, наоборот, повышение, у Южного полюса — впадина. Западное полушарие почти не отклоняется от принимавшейся нормы. Почему? Этого пока не знают. Геодезическим спутникам придется еще потрудиться. Их будут запускать на очень высокие орбиты, устроят на них освещение — превратят в небесные светлячки, чтобы легче было наблюдать.
Кстати, опыт запуска «мигающих» спутников уже есть. На спутнике устанавливали лампы-вспышки, дававшие яркий свет (в полтора миллиона свечей!). С Земли фотографировали эти световые отметки на орбите. Так положено было начало точнейшим геодезическим измерениям планеты — вне планеты.
И в будущем удастся еще точнее провести измерения, узнать, где и как меняется гравитация, сила тяжести на планете. Первые наблюдения показали, что есть места с пониженной гравитацией, они там, где в океанах проходят срединные хребты. Но есть и области усиленной гравитации. Почему? Опять-таки это пока неизвестно.
Геодезисты на небе тогда помогут геологам, расскажут новое и о глубинном строении Земли и, в частности, дополнят наши знания об океанском дне, о Земле, оказавшейся и снаружи столь сложной формы.
Форма формой, но и еще иную, казалось бы, давно решенную задачу надо теперь все-таки заново решить. Географические карты придется тоже подвергнуть пересмотру. Как же так? Карты, составленные кропотливым трудом поколений географов, неточны?
Разумеется, их не стоит выбрасывать в корзину. Верой и правдой они служили плавающим и путешествующим всех времен и народов. И все-таки точные карты созданы только для какой-то части земной суши. На Земле осталось еще немало белых пятен, если иметь в виду подробные, а главное, точные карты.
Не найдут ли космические географы каких-либо погрешностей у своих предшественников, привязанных к поверхности Земли?
С фотоаппаратом, а лучше — с телекамерой на борту спутник заглянет во все, даже самые недоступные уголки. Уж если мы сумели заснять обратную сторону Луны, то Землю заснимем подавно!
Снимки из космоса не откроют, конечно, неведомых материков — как-никак географы прошлого трудились недаром. Но телеглаз подметит то, что ускользало от них до сих пор в сложном, разнообразном земном рельефе.
Вот пример: именно благодаря снимкам со спутников-кораблей определили (сверху виднее!), как геологически устроены Гималаи, что представляет собой Аравийский полуостров. А в будущем космическая фотосъемка поможет выяснить многое о коре — разломах и сдвигах, поможет лучше узнать то общее, что присуще Земле-планете. Отсюда — и прямая польза геологам, разведчикам недр. Ведь пользуются же они в своих поисках аэрофотосъемкой. Теперь в их распоряжении будут и космические фотографы-автоматы.
Уточнятся детали, намного более подробным станет описание лика планеты. Расстояния между материками, размеры островов — словом, все интересующее географов будет обмерено с точностью до метра (быть может, и точнее?). И опыт кое-какой уже есть: со спутников по телекосмовидению передается множество ценнейших снимков — заготовок для будущей генеральной карты планеты Земля.
Чтобы получше рассмотреть нашу планету, хорошо бы убрать на время облака. Но то лишь фантазия, лишь условный прием. Облачный покров от Земли неотделим, и он весьма интересует метеорологов. Им хотелось бы также следить за дрейфом льдов в арктических морях, за грозами и тайфунами, за тем, что творится на суше и на воде, над сушей и над водой. Опять — за помощью к спутнику. Спутники помогут уточнить очертания ледяного покрова Земли. Даже подземные воды и те можно будет искать из космоса по изменениям температуры земной поверхности в районах, где текут скрытые недрами реки.
Всемирная служба погоды? Всепланетная разведка льдов? Картографирование всего земного шара? Об этом уже вряд ли успеешь написать научно-фантастический роман — жизнь обгонит мечту…
Первая вылазка — и вверх и вниз — подошла к концу. Следующий поход — впереди, но надо сначала узнать о том, что нас ожидает и что предстоит в нем решать. А потому послушаем ученых, поговорим и поспорим.
КОСМИЧЕСКАЯ БИОГРАФИЯ ПЛАНЕТЫ
Так бы и хотелось поместить одно объявление.
Тут покрупнее, да еще цветными буквами:
СЕГОДНЯ ИНТЕРЕСНАЯ ВСТРЕЧА
Тут помельче, но тоже броско:
СОСТОИТСЯ РАЗГОВОР О НЕРАЗГАДАННЫХ ТАЙНАХ
Можно добавить:
Разрешается спорить, нападать и защищаться, приводить любые мнения, если они понадобятся в споре, чтобы утверждать или отрицать.
Запрещается выдвигать аргументы без всяких на то оснований, а если фантазировать — то не произвольно!
В разговоре примут участие…
Однако придется обойтись без такого окончания афиши.
Разговор у нас совершенно особенный.
В нем участвуют люди науки, причем разных времен и разных стран. Для нас это возможно — свести спорщиков за круглым столом, потому что каждый из них уже сказал свое слово. Известно мнение каждого. Но вместе спорящие стороны не собирались.
Пусть же соберутся! Пусть скрестятся словесные шпаги и будет встречен одобрением каждый удачный удар, каждый остроумный выпад! Пусть рассыпаются фейерверком смелые гипотезы и откроется широкое поле для предположений!
А мы? В нашей власти пригласить и послушать кого угодно, только бы разговор был интересным. Мы направим его по нужному руслу и охотно послушаем всех, кто сможет помочь нам в разгадке неразгаданных тайн. И будем следить за ходом спора — ведь сражение должно вестись по правилам честного боя.
Рождается истина. До нее добираться долго и трудно. Пройдет время, и многое рухнет, многое станет достоянием лишь истории. Не удивляйтесь, что далеко не всегда вы получите ясный и определенный ответ. Его даст только будущее. И как ученые постепенно открывают тайны космоса, так, проникнув в земные глубины, они разгадают их тайны.
Но сейчас стоит собрать и взвесить уже добытое до сих пор. Тогда и определятся пути, по которым надо идти, чтобы стирались одно за другим белые пятна знаний о Земле.
Такова тема наших бесед. Программа обширна. С чего начинать? Сразу на все «сто тысяч почему» не ответишь.
Может быть, попробовать разобраться в том, как устроена Земля — из чего же, в конце концов, состоят ее слои?
Или попытаться ответить на вопрос: почему различна кора под материками и океанами, как возникают в ней залежи руд, как образуется нефть?
Либо заглянуть в далекое прошлое: как появилась и как развивалась наша планета, всегда ли такой она была?
Любопытно подумать и о судьбе, ожидающей земной шар: превратится ли он в огненный клубок, покроется ли, наоборот, ледяной коркой? Остывает или нагревается Земля?
Вопросы, вопросы, вопросы…
Возьмем наудачу.
Между континентами и океанами идет постоянная война. В чью пользу? Кто наступает, кто отступает в этой борьбе, идущей миллионы, десятки миллионов лет? Почему возникло земное магнитное поле — вызывает ли его скопления магнитных пород в коре или токи в жидком ядре? Почему существуют бродячие токи — в земле, воздухе и воде?
Откуда взялись разломы, и в том числе разлом, который рассекает всю Землю и тянется почти на семьдесят тысяч километров только по океаническому дну?
Полюса — магнитные, географические — на месте не стоят. Что же вынуждает их двигаться, и двигаются ли сами материки? Быть может, они гигантские острова, плавающие в жидкой магме?
А Мировой океан? Это ведь поистине океан тайн! Как он образовался? Почему столь сложен подводный рельеф? Почему и сколько скопилось осадков? Отчего появились рудные россыпи на дне? Ведь оно усеяно миллиардами тонн железа и марганца!
Вопросы, вопросы, вопросы… Не запутаемся ли мы? Надо все-таки навести какой-то порядок. И самое простое, что напрашивается сразу, — выстроить в ряд:
ПРОШЛОЕ,
НАСТОЯЩЕЕ,
БУДУЩЕЕ
Будут возражения? Предвижу одно.
Настоящее — наша жизнь. Будущее всякому интересно, потому что никто не живет только сегодняшним днем, кроме разве тех, кто ленив и нелюбопытен, а с ними мы распростились еще на самых первых страницах.
Но прошлое — кому и для чего нужна сегодня старина, если исключить историков, археологов, палеонтологов? Только узким специалистам?
Нет, в науке о Земле все тесно связано между собой, и нельзя понять, что происходит сегодня и что произойдет завтра, если не вспомнить о том, что происходило вчера.
Простейший пример. Руды и нефть — подарок из прошлого. Зная, как возникли они, можно узнать, где, в каких местах вероятнее всего найти эти дары природы. Прямая помощь настоящему!
И разведчик недр советуется с палеонтологом: остатки ископаемых животных и растений помогут определить возраст горных пород. А это важно для поисков руд и угля — ведь они не разбросаны как попало в слоях определенных геологических эпох. Разведчик недр обращается и к исторической геологии, потому что в родословной гор и материков он тоже найдет совет о том, где искать подземные кладовые.
Ну, а в чем помощь будущему? Хотя бы в том, чтобы воскресить прошлое — искусственным путем. Создавать ископаемые по заказу! Благо у нас есть новые средства воздействия на вещество — сверхвысокие давления, сверхвысокие температуры. Подражая природе, мы постараемся отойти от нее, и в лаборатории геологические процессы пойдут несравненно быстрее — не миллионы лет.
Хватит даже и одного такого примера: становится ясным, насколько тесно переплетены и прошедшее, и наше время, и время, которое будет.
Потому первую встречу посвятим прежде всего тайнам прошлого.
Эта тайна едва ли не самая волнующая, самая важная среди других.
Как возник мир? В библейские сказки о шести днях творения сейчас и сами церковники не верят. Конечно, они не склонны искать первопричину вещей в естестве природы. Начало начал, по их мнению, — это проявление воли высшей неведомой силы. Под ней разуметь надо бога. Собственно, и науку служители божьи ныне готовы объявить проявлением всевышнего.
Поделиться книгой: