Капли девонского дождя

Давно прошло то время, когда лишь именитые или богатые люди могли заказывать собственные портреты.

Появились фотоаппараты.

Приобрести собственный портрет стало доступно каждому.

Фотография пригодилась не только в быту, но и в науке.

Не обошла она и геодезию с картографией.

Вместо того чтобы зарисовывать Землю, можно сфотографировать ее с большой высоты. Получится точнейшая фотокарта местности.

Такой способ составления карт называется аэрофотосъемкой.

Но у фотоаппарата есть серьезный недостаток: он одноглаз, как циклоп.

А если глядишь одним глазом, мир кажется плоским, неживым.

Но и эту беду преодолели.

Фотосъемку стали проводить двумя фотоаппаратами одновременно.

Расстояние между объективами аппаратов сделали равным расстоянию между глазами человека — около шести сантиметров.

Стал фотоаппарат глядеть на мир двумя глазами. Как человек.

На специальных приборах — стереометрах — можно разглядывать сразу два аэрофотоснимка, снятых одновременно. Левый глаз глядит на снимок левого аппарата, правый — правого. В нашем воображении два снимка сливаются воедино. И получается стереоскопический эффект. Горы видятся объемными. Между ними в тенистых ущельях петляют ручьи и реки. Словно смотришь не на плоские копии, а на саму Землю с самолета.

Удивительное зрелище!

По аэрофотоснимкам составляются топографические карты.

И не только топографические.

Для геологов и географов аэрофотоснимки — замечательное подспорье.

На них четко выделяются не только дороги, тропинки, реки, леса, болота. Опытный глаз отметит изломы и складки, границы слоев и даже состав горных пород (конечно, ориентировочно).

Подобная работа называется дешифровкой аэрофотоснимка.

Прежде чем отправиться в геологическую экспедицию, тщательно геолог изучает облик местности, которую ему придется исследовать, дешифрирует аэрофотоснимки.

А потом, блуждая в безлюдной тундре или среди таежных буреломов, он много раз будет останавливаться, доставать из полевой сумки топографическую карту и аэрофотоснимки, отмечая на них свой путь и свои наблюдения о залегании горных пород.

В геологических поисках невозможно обойтись без хорошей топографической карты.

Свойства, строение и историю планеты Земля вряд ли можно изучить, не имея точных сведений о ее форме и характере ее поверхности.

Для разрешения некоторых геологических проблем геодезические измерения могут сыграть решающую роль. Например, в вопросе о движении материковых глыб (Северной и Южной Америк, Австралии).

До сих пор никак не удается с достаточной точностью установить положение этих континентов на поверхности планеты и затем, повторными замерами, определить, изменяются ли расстояния между ними или остаются постоянными.

И до тех пор, пока не удастся произвести эти геодезические измерения, спор о движении материков (о нем пойдет у нас речь в четвертой главе) вряд ли будет разрешен.

Многое еще можно сказать о значении геодезии и топографии.

В наши дни без их помощи не обходятся ни одна более или менее значительная стройка, ни одна проектируемая трасса, ни одно из мероприятий по преобразованию природы…

Глава 2

Сферы хрустальные

Отсюда ввысь стремлюсь я, полон веры,

Кристалл небес мне не преграда боле,

Рассекши их, подъемлюсь в бесконечность.

И между тем, как все в другие сферы

Я проникаю сквозь эфира поле,

Внизу — другим — я оставляю Млечность.

Джордано Бруно, 1584.

От протоплазмы до ихтиозавров,

От дикаря, с оружьем из кремня,

До гордых храмов, дремлющих меж лавров,

От первого пророка до меня —

Мы были узники на шаре скромном,

И сколько раз в бессчетной смене лет

Упорный взор земли в просторе темном

Следил с тоской движения планет.

В. Брюсов

Мелодии небесных сфер

Для очень маленьких детей главное в игрушке — ее внешность. Они радуются ярким краскам и причудливым фигурам. Они могут без устали трещать погремушкой, не заботясь ни о чем на свете.

Дети постарше — вдумчивые исследователи. Их занимает важный вопрос: что же скрыто внутри куклы? Какая сила движет заводной автомобиль?

Во всем так: при первом знакомстве примечаешь внешний вид, а там настает черед заинтересоваться содержанием.

Глобус похож на футбольный мяч. Он пуст внутри. Словно нет у Земли атмосферы и глубоких недр.

Воздух прозрачен и потому не виден. Земная твердь непрозрачна, и потому мы видим лишь ее поверхность.

С давних пор стремился человек постичь, как устроены Земля и небо, из чего они состоят.

Инки, «дети Солнца», древние обитатели Центральной Америки, единство мироздания олицетворяли в Ометеотле — вездесущем:

«Мать богов, отец богов, старый бог, распростертый в центре земли, заключенный в бирюзовую темницу. Ты, который находишься в водах цвета голубой птицы, тот, который скрыт облаками. Старый бог, который живет среди теней из мира мертвых, властелин огня и года».

Но в единой природе существуют непохожие друг на друга вода, воздух, суша, и они, в свою очередь, неоднородны. Девять подземелий, девять мрачных адов, располагаются одно под другим. Тринадцать небес — прозрачных потолков — поблескивают светлячками звезд.

Небольшой северный народ манси, не имевший представления о далеком заморском континенте, передавал из поколения в поколение сказание о Земле, устроенной в виде трех ярусов, и о трехъярусных небесах над ней.

Известный нам Козьма Индикоплов упоминал о небесных сферах — месте обитания ангелов и планет. В русском переводе его «Христианской топографии» схема небесных сфер была для наглядности дополнена фигурами ангелов.

Мысль о многослойности Земли и неба нравилась и Магомету — неистовому пророку, вдохновенному и неграмотному автору Корана. Он красочно описал шесть подземных отделений ада — бездны страданий и ужасов, — и семь небесных сводов, без единой подпорки, одной лишь волею аллаха царящих в вышине. Подземелья были уготованы противникам магометанства. Небеса — место вечных радостей — сторонникам и верным слугам пророка Магомета.

Христианский писатель Фома Аквинский, живший в XIII веке, Землю представлял в виде шара. Словно драгоценное зерно, хранится она в хрустальной многослойной скорлупе. Ближняя к Земле сфера принадлежит Луне. Лунную сферу обволакивает солнечная. Далее располагается единая сфера Венеры и Марса. Легкокрылые ангелы без устали крутят прозрачные оболочки. А над миром восседает триединый бог, наслаждаясь хрустальной мелодией небесных сфер.

Картина получалась образной, завершенной и фантастичной.

Три столетия спустя на одной из карт был изображен земной шар, насаженный на прочный вал, как утка на вертел, и ангелы на полюсах, вращающие этот вал. Изумительное смешение фантастики с реальностью!

Великого математика и астронома Иоганна Кеплера поражали четкие соответствия в движениях небесных тел. В своем труде «Гармония мира» он уподоблял эти математические соответствия музыкальным созвучиям. Он тоже писал о музыке небесных сфер. Это, конечно, не имело никакого отношения к математике и астрономии, зато было близко к поэзии.

А великий Данте в своей «Комедии», которую стали называть «Божественной» за ее совершенство, помимо гармонии строк стремился и к чисто математической гармонии. «Божественная комедия» построена по закону «магических цифр» — 3, 9, 10. В ней 3 части по 33 песни, всего — 99, со вступлением 100.

Закону «магических цифр» подчинил Данте и мироздание. Духам умерших открыты 9 райских сфер, 9 ступеней чистилища. Для грешников разверзнуты 9 кругов ада.

Идея сферичности Земли и неба прочно утвердилась в поэтических представлениях людей.

Фантазия поэта и знания ученого

Во второй половине прошлого века замечательный австрийский геолог Э. Зюсс вновь предложил выделять земные сферы.

Зюсс был одним из тех геологов, которые не только исследуют природные явления пунктуально и внимательно, как мертвое тело в анатомическом театре. Зюсс постоянно восхищался неуловимой, живой прелестью гор, долин, скал, деревьев. В свою рабочую полевую книжку он заносил не только обычные геологические схемы, объясняющие условия залегания слоев. Он рисовал и аккуратные домики, и деревья, и дальние контуры хребтов.

Его называли «геопоэтом» не без некоторой иронии. Многие ученые-педанты не разделяли его восторженного отношения к природе. Им не нравился образный, живой язык его научных произведений. Но были и такие геологи, которые имели на этот счет прямо противоположное мнение.

Академик Обручев писал: «Эпитет „геопоэт“ является почетным. В общении с природой — величайшим поэтом — Зюсс черпал вдохновение и облекал свои научные труды в художественную форму; сухой перечень фактов превращался под его пером в красочное описание, доступное широкому читателю».

Именно геопоэтами лучше всего называть великих естествоиспытателей: Джордано Бруно, Гете, Гумбольдта, Леонардо да Винчи, Ломоносова…

Зюсс первым из геологов сумел мысленно охватить всю Землю, с ее океанами, материками, горами. Французский геолог прошлого века Термье так охарактеризовал его книгу «Лик Земли»:

«Вся эта книга изображает нашу планету как бы издалека, как видел бы ее путешественник, приближающийся с другой планеты нашей Солнечной системы… После современного поколения, которое буквально выросло на этом сочинении, многочисленные поколения геологов будут формироваться под его сенью, будут жить идеями Эдуарда Зюсса, применять его метод, говорить его языком, таким особенным, образным и пластическим, который оживляет камни, океаны, горы».

Зюсс не считал мнение свое единственно верным, сердцем ощущая неисчерпаемость тайн природы. Последний том своего труда «Лик Земли» закончил он словами:

«Многочисленные вопросы и сомнения остаются в результате этого несовершенного опыта обзора лика Земли, подобно нитям, спускающимся с концов незаконченной ткани».

Ткань научных идей, к счастью, никогда не будет завершена, а замечательная мысль о геосферах — многослойной скорлупе планеты — остается путеводной нитью многих геологических теорий, позволяет изучать всю планету по стройной системе.

Именно Зюсс, сочетавший в себе знание наук с поэтическим воображением, ввел в геологию множество новых точных и мудрых названий, и среди них: гидросфера, биосфера, литосфера.

Говоря о строении Земли, ученые не ссылаются на Магомета или Фому Аквинского, на Данте или индийских мудрецов. Легендарные их сферы остались поэтическими сравнениями, догадками без доказательств. Такова уж судьба многих замечательных по своей красоте и прозорливости мыслей древности.

Земля начинается в космосе

Мягкое прозрачное одеяло окутывает планету. Это атмосфера — воздушная оболочка Земли. Ее не назовешь невесомой. Толща воздуха давит на каждого из нас с силой около пятнадцати тысяч килограммов. Ею мы не раздавлены потому, что наши клетки создают «противодавление», сопротивляясь сжатию. За единицу давления — одну атмосферу — принято давление воздуха на квадратный сантиметр поверхности Земли.

В воздушном океане вскипают могучие вихри, текут прозрачные потоки. Он пронизан солнечными и космическими лучами. Его придонная область, в которой мы живем, называется тропосферой.

Второй газовый слой, обволакивающий Землю, — стратосфера.

Третья, внешняя оболочка планеты — ионосфера — оканчивается далеко от земной тверди, там, где еще может удержать некоторые ионы ослабевшее земное притяжение.

Толщина тропосферы совсем «крохотная» — около десяти километров. Зато она составляет четыре пятых части всей атмосферы по весу, потому что именно здесь находятся самые плотные, самые тяжелые ее слои.

В тропосфере, невидимые нашему глазу, содержатся и минеральные соли, и пыль, и различные газы. Но больше всего здесь азота — 75,7 % и кислорода — 23,01 %. Из других газов: аргона — 1,28 %, углекислоты — 0,03 %. На долю всех остальных приходится самая малость.

Состав тропосферы в различных частях земного шара имеет свои особенности. А в прежние времена он и вовсе не походил на современный.

Зеленые волшебники — растения — за сотни миллионов лет создали современную атмосферу, насыщенную живительным кислородом.

Человечество ежегодно выдыхает миллион тонн углекислого газа. А ведь, кроме нас, дышат и животные, не прекращают свои ядовитые испарения вулканы, загрязняют воздух тысячи огромных городов, заводов и фабрик.

Ухаживая за деревьями, сажая их, мы не только ожидаем аппетитных плодов. Растения дарят нам бесценное сокровище — кислород.

Нелегко растениям очищать тропосферу. Гигант эвкалипт за день перерабатывает менее полкилограмма углекислого газа — третью часть того количества, которое выдыхает человек за это же время.

Некоторые химические элементы, свободно блуждающие в атмосфере, несут нам свет.

Атомы неона встречаются в десятки тысяч раз реже, чем атомы азота. Но именно их извлекают из воздуха заводы. Именно они, распростившись со «свободной» стихией, замыкаются в стеклянных трубочках и вечерами вспыхивают, словно крохотные разноцветные солнца.

Воздух тропосферы — водонос. Без устали катит он по небу белые облака, насыщенные влагой. Вес их — десятки, тысячи, миллионы тонн!

Воздух могуч. Вздымая пыльные бури, легко переносит он тысячи тонн земли на сотни и тысячи километров. Может он и удивить людей какой-нибудь шуткой: то бросает на поля с дождем рыб и лягушек, то щедро сыплет пшеницу с неба (предварительно взметнув все это с земли). Такие подарки наводили прежде людей на мысли о верхнем обитаемом мире. Представлялось, что и там рыбаки ловят рыбу, земледельцы выращивают пшеницу.

Потоки воздуха увлекают за собой воды океана. Возникают могучие морские течения.

От больших скоплений колоссальных воздушных масс может даже чуть-чуть изменяться скорость вращения Земли.

Перед ненастьем резко понижается давление воздуха. Ткани мышц, привыкшие к большой нагрузке, словно раздуваются изнутри. Они давят на нервные волокна. Животные и люди ощущают недомогание.

Даже заскорузлая поверхность Земли реагирует на смену атмосферного давления.

Иногда перед непогодой начинают трещать, лопаться и осыпаться со склонов глинистые сланцы. Их так и называют трескунцами или лопунцами.

Понижение давления атмосферы возбуждает деятельность вулканов. Это, например, случается со Стромболи в Средиземном море. Перед штормом он извергается с особой силой. Моряки научились по нему даже предугадывать погоду.

Резче всего изменяются свойства тропосферы с высотой.

Подъем на заоблачную вершину — самый короткий путь к вечным льдам. Чтобы по меридиану миновать все климатические зоны от экватора до полюса, требуется преодолеть десяток тысяч километров. Подобное путешествие от жаркого подножия до снеговой шапки горы займет совсем немного времени.

Высота негостеприимна. Чем выше, тем меньше кислорода, меньше водяного пара. У верхней окраины тропосферы человек задыхается в разреженном воздухе, как рыба, вынутая из ее привычной плотной среды. Толщина тропосферы от 8 километров (у полюсов) до 17 километров (над экватором).

На окраине тропосферы первый морозный барьер: температура воздуха снижается до –50°, –80 °C.

Отсюда начинается следующий газовый слой — стратосфера.

Холода в стратосфере не более жестоки, чем в Антарктиде (хотя плотность воздуха в десятки и сотни раз меньше). На высоте 25–30 километров стоит неизменное «стратосферное лето» с плюсовыми температурами, близкими к нулю. А еще выше вновь начинается похолодание, и к верхнему пределу слоя, ко второму морозному барьеру, стужа становится еще более жестокой, чем на нижней границе.