Стивен Хокинг - Джордж и ледяной спутник

Lucy & Stephen Hawking

GEORGE AND THE BLUE MOON

© Л. Хокинг, текст, 2016 / Text copyright © Lucy Hawking 2016

© Е. Д. Канищева, перевод на русский язык, 2018

© ООО «Издательство «Розовый жираф», издание на русском языке, 2018

© Издательство «Рэндом хаус», иллюстрации Г. Парсонса, 2016

1-е издание на английском языке, 2016

Розовый коралл, покачиваясь на волнах, лениво шевелил бахромой, а мимо него пролетал рыбный косяк – миллионы крошечных серебряных рыбок. Словно единое живое существо, косяк устремился вниз, пронзая толщу воды, потом внезапно взмыл к бирюзовой глади над головой Джорджа. Там, между Джорджем и искрящейся на солнце поверхностью океана, плыла гигантская рыбина. Она медленно удалялась, величественная, как линкор, и так же прекрасно вооружённая.

На дне, где коралловый риф уходил в песок, сновали мелкие крабики, яростно размахивая клешнями, будто добыча так и спешила им навстречу. Вокруг них скользили черви, извиваясь, рисуя на песчаном дне затейливые фигуры.

Земля – наша с вами голубая планета – заметно отличается от всех остальных планет Солнечной системы: она почти на три четверти покрыта океанами. Откуда взялись эти океаны? Как ни удивительно – из космоса! Когда Земля формировалась, её поверхность была чересчур горячей, поэтому вода на ней не скапливалась, а испарялась. Как на вершинах высоких гор мы видим снежные шапки выше «снеговой линии» – чем выше, тем холоднее атмосфера, поэтому снег в горах не тает, – так и в Солнечной системе: чем дальше от раскалённого молодого Солнца, тем ближе к поясу вечных льдов.

В то время частицы льда могли появиться в Солнечной системе только там, где было достаточно холодно, – то есть намного дальше от Солнца, чем находится Земля: в поясе астероидов где-то между Марсом и Юпитером. Это значит, что океаны занесены на нашу Землю извне. Многие думают, что вода попала на нашу планету, когда молодую Землю бомбардировали ледяные метеориты или кометы из пояса астероидов.

С тех пор эти внеземные молекулы воды никуда не делись, а новых не появилось. В течение последних 3,8 миллиарда лет (древнейшие следы присутствия жидкой воды найдены на юго-западе Гренландии в отложениях именно такого возраста) наши океаны остаются на поверхности Земли, где они проходят два круговорота.

В первом круговороте тепло Солнца в тропиках превращает часть океана в пар (такой же, какой выходит из носика кипящего чайника или из парового двигателя) и в облака. Поднимаясь, облака остывают и проливаются дождём, дождевые струи собираются на земле в ручьи и реки и впадают обратно в океан.

Во втором круговороте вода просачивается в недра Земли через глубоководные разломы в океанической земной коре. Эта вода вскоре возвращается на поверхность через вулканы или гидротермальные источники.

То есть те же самые молекулы воды, которые льются у вас дома из крана, были свидетелями каждой секунды истории Земли! Они застали появление жизни и первых многоклеточных организмов. Весьма вероятно, что в какой-то момент эти молекулы воды прошли и сквозь тело динозавра. Возможно, вы делаете себе чай из воды, которую жадно хлебал тираннозавр!

У воды есть необыкновенная особенность, из-за которой океаны совершенно необходимы для жизни на Земле. Речь идёт о способности воды растворять в себе другие вещества. Положите в стакан воды ложечку соли или сахара – и их кристаллы исчезнут из виду, растворятся. Это происходит из-за «полярности» молекул воды, то есть их слабого электрического заряда. Полярность молекул воды привлекает в раствор многие вещества.

Вода становится более сильным растворителем, если её подкислить, соединив с чем-нибудь наподобие углекислого газа. В результате такой реакции появляется угольная кислота. Сделайте глоток газированной воды (пузырьки в ней – это углекислый газ) – почувствовали кислинку? Из-за этой кислинки мои сыновья, оба, морщат нос, когда пьют газировку. Так вот, когда вода проходит путь от океанов к облакам, потом к дождю и рекам, она подкисляется, оттого что вступает в реакцию с углекислым газом в нашей атмосфере. Подкисленная вода растворяет горные породы (это называется выветривание), уносит их в реки, и в итоге они попадают в океаны. Видели когда-нибудь красновато-бурые реки? В них полно железа, вымываемого из горных пород.

В океанах накапливаются все вещества, попавшие туда с суши (а также со дна океана из горячих источников, таких как удивительные «чёрные курильщики»). Но сами молекулы воды продолжают свой путь, возвращаясь в облака, – а растворённые вещества остаются. Некоторые из них концентрируются в океане до такой степени, что снова превращаются в минералы и выпадают в осадок. В итоге получаются осадочные породы, из которых самые важные – это известняки (карбонат кальция) и песчаники (силикаты). Поэтому растворённые вещества накапливаются в морской воде только до определённого предела.

А вот натрий и хлор, из которых состоит поваренная соль, в отличие от большинства химических элементов, выпадают в осадок из океана только изредка, при исключительных обстоятельствах. Например, около шести миллионов лет назад всё Средиземное море высохло до состояния лужи, оставив гигантские отложения соли. Из-за того, что натрий и хлор в естественных условиях не выпадают в осадок, море всегда солёное.

Именно благодаря выветриванию на Земле смогла появиться и сохраниться жизнь: оно действует как термостат для планеты. Скорость выветривания зависит от температуры Земли. Если по какой-то причине температура поднимается – например, из-за усиления яркости солнечного света на протяжении истории Земли или из-за повышения уровня углекислого газа (парникового газа, согревающего Землю) в атмосфере нашей планеты, – то горные породы на Земле размываются быстрее. Это приводит к притоку разных элементов (в том числе углерода) в океаны, что, в свою очередь, ускоряет осадконакопление. От этого в известняках собирается всё больше углекислого газа, что возвращает планету к её изначальным условиям и предохраняет мир от перегревания. Однако выветриванию удаётся уберечь Землю не только от перегрева, но и от полного замерзания.