Игорь Забелин - Молодость древней науки

Следующая оболочка, метаморфическая, тоже сложена осадочными породами, но породы эти под влиянием огромного давления и внутреннего тепла Земли уже подверглись глубинным изменениям, метаморфизации. Там действуют уже иные закономерности.

Следовательно, верхняя граница биогеносферы, совпадая с верхней границей тропосферы, проходит в среднем на высоте около 10 километров над уровнем моря, а нижняя — на глубине 4–6 километров. Средняя мощность биогеносферы по вертикали — всего 15–16 километров, а экваториальный радиус Земли превышает 6378 километров, причем верхние слои атмосферы не учитываются в его оценке! Что и говорить, биогеносфера совсем невелика. Но биогеносфера — это та тонкая пленка у поверхности Земли, которая проделала сложнейшую из всех известных нам эволюций, развилась до появления высокоорганизованных форм органической материи, породила жизнь, человека; биогеносфера — это лаборатория, в которой сложнейшие свойства материи выкристаллизовались в жизнь, а в настоящее время биогеносфера, как гигантская камера, делает возможным существование жизни, человечества.

В этом заключается огромное методологическое, мировоззренческое значение исследования биогеносферы, выходящее, кстати, далеко за пределы сугубо «земных» интересов.

Вы, должно быть, знаете такую примету: «Если солнце село в тучу — берегись, получишь бучу», то есть погода испортится.

А почему?

До сих пор мы рассматривали биогеносферу как единое целое, как своеобразное явление мироздания. Но у этого явления есть отдельные структурные части, заметно отличающиеся по своим природным особенностям одна от другой.

Вот о них-то и поговорим теперь.

Начнем с воздушной оболочки, с тропосферы, воздушного «замка», голубые «стены» которого непрерывным кольцом окружают Землю, защищая ее от космических воздействий, опасных для жизни.

О тропосфере, об атмосфере в целом можно рассказать множество любопытнейших вещей, да и нет, пожалуй, ничего на земном шаре столь же заметного даже самому непросвещенному глазу, как жизнь тропосферы и в течение дня, и в течение суток, и по месяцам, и по годам. На себе — и без всякого промедления — ощущаем мы результаты изменений, происходящих в воздушном пространстве. Появилось в синеве белое облачко — и вот уже прохладная тень коснулась вашего лица, а там, может быть, брызнет и короткий летний дождь…

У каждого человека есть в жизни памятные даты. У меня лично одна из таких — 2 апреля 1948 года, день защиты дипломной работы. И было в том году 2 апреля в Москве так тепло, что все уже одевались по-летнему. Ради торжественного случая я надел пиджак и прямо-таки пропадал от жары… С тех пор прошло почти двадцать лет, и не было ни одного такого же теплого 2 апреля… А вспомните свою, допустим, самую раннюю осеннюю и самую позднюю весеннюю лыжную прогулку. У меня, москвича, это 18 октября и 14 апреля, но к крайним этим точкам в другие годы мне даже не удалось приблизиться… За этими бытовыми деталями — колоссальная проблема колебаний и изменений климата, проблема, до сих пор далекая от окончательного решения.

А вот сообщение, появившееся в газете «Правда» от 14 апреля 1965 года: «37 смерчей над США». Над шестью штатами американского Среднего Запада пронеслись разрушительные ураганы. Скорость ветра достигала 300 километров в час. Тридцать семь гигантских смерчей, высота которых в некоторых местах достигла 10 километров, произвели опустошение на огромной территории.

В одном лишь штате Индиана пострадали 22 города и сотни ферм. Небольшие города Рашвилл и Алто (штат Техас) разрушены полностью. Свыше 400 домов превращены в груды кирпича и досок. Трагедия усугубилась тем, что в большинстве мест ураганы пронеслись ночью. Мало кто слышал предупреждение о надвигающейся опасности, переданное службой погоды по радио.

О силе смерчей можно судить по тому, что лодки и катера, стоящие у причала на озере Эри, были подняты в воздух и закинуты в центр прибрежного города. Ветер поднимал над землей автомобили с пассажирами, переворачивал автобусы, опрокидывал железнодорожные вагоны. В городе Мэрион рухнул магазин, в котором находилось около 200 покупателей.

Наводнение обрушилось на штат Миннесота. Свыше 20 тысяч человек лишились крова. Воды реки Миссисипи угрожали столице штата — городу Сент-Пол. Говорят, что в этих местах такого наводнения не было с 1890 года. Столь грозные атмосферные явления имеют непосредственное отношение к географии, тем более что не во всех районах земного шара случаются смерчи такой силы…

А электричество в атмосфере? А загадочные свойства молний, вдруг срывающих одежду с человека, но оставляющих его невредимым?.. А таинственные шаровые молнии?

Короче говоря, о тропосфере и ее особенностях действительно можно рассказывать до бесконечности, но в данной книге автор ограничен рамками поставленной задачи: рассказать о предмете исследования физической географии, о биогеносфере, и поэтому дальше будет говориться о воздушной оболочке с этих позиций. Она будет рассмотрена прежде всего как именно часть биогеносферы.

Основной компонент тропосферы — воздух. Средний состав чистого, лишенного влаги и минеральной пыли воздуха на уровне моря почти одинаков для любого района земного шара. По объему в воздухе содержится 78,08 % азота, 20,9 % кислорода, 0,93 % аргона, 0,03 % углекислого газа, 0,0005 % гелия и т. п.

Означает ли это, что нижняя оболочка атмосферы — тропосфера — повсюду однородна?

Нет, было бы глубочайшим заблуждением заключить, что если средний состав воздуха повсюду одинаков, то и свойства тропосферы по всей Земле остаются неизменными.

Они изменяются, и изменяются очень сильно, потому что тропосфера — это не просто воздух, это прежде всего природный комплекс. Важнейшие особенности тропосферы зависят от того, что в природе к воздуху всегда в том или ином количестве примешивается влага (в виде водяного пара, мелких капель воды, кристалликов льда), минеральная пыль (частицы горных пород, почвы, морская соль), и от того, что воздух всегда содержит запасы тепла.

Содержащиеся в воздухе водяные пары повышают его теплоемкость. Это во-первых. Во-вторых, теплоемкость водяного пара (0,477) в два раза больше теплоемкости сухого воздуха (0,238). А это означает, что запасы тепла в воздухе зависят в какой-то степени и от его влажности. В то же время от запасов тепла, от температуры воздуха зависит влагоемкость воздуха, то есть то количество влаги, которое он способен в себя «вобрать»: теплый воздух способен «вобрать» в себя больше влаги, чем холодный. Эти сложные, «перекрещивающиеся» взаимовлияния чрезвычайно важны, ими во многом объясняется климатический режим Земли.