Марк Медовник - Жидкости

«Бум, — сказала система громкой связи. — Бортпроводникам приготовиться к посадке».

Наступил критический момент для безопасности полета: мы шли на посадку. В салоне воцарилась тишина, слышен был только гул двигателей и дыхание системы кондиционирования. Казалось, все настроились на одну и ту же ноту тревоги. Временами туман редел настолько, что я мог разглядеть что-то на земле, дерево или машину. Но затем белизна вновь затягивалась, и самолет начинал падать вниз или дрожать, а в звуке двигателей, как казалось моему напряженному уху, начинали проскакивать перебои.

Мы опускались всё ниже, и мое напряжение усиливалось. Умом я понимаю, что полет на самолете — самый безопасный способ путешествия на дальние расстояния, но всегда боюсь оказаться исключением. Снаружи царил смертельно опасный туман. Мы все были надежно пристегнуты, включая и членов экипажа, которые бесстрастно взирали на нас. Они проделывали это по несколько раз в неделю. «Как же они справляются, — думал я, — с этой завершающей частью полета, когда совершенно ясно, что наши жизни зависят от мастерства пилотов, их способности справиться с чем-то невидимым и неожиданным?» Только сверххладнокровная Сьюзен, казалось, ничего не чувствовала; она отложила книгу и серьезно смотрела в окно, очевидно уверенная, что наша неизбежная встреча с землей пройдет успешно.

Раздался удар, и весь фюзеляж содрогнулся с таким звуком, будто захлопнулась одновременно тысяча шкафов. Мы все подались вперед, натянув пристяжные ремни, когда командир выключил реактивные двигатели и самолет, катясь по полосе, замедлился с посадочной скорости 210 км/ч сначала до 110, затем до 65, потом до 25 км/ч. В салоне царило заметное облегчение; несколько человек захлопали в ладоши: мы вновь были на твердой земле.

Хотя «твердый» здесь, пожалуй, не слишком подходящий эпитет. Земля, в сравнении с другими планетами, не особенно тверда. Наша планета начала свое существование в виде шара раскаленной жидкости и за 100 млн лет остыла достаточно, чтобы на ее поверхности образовалась тонкая каменная корка. Произошло это около 4,5 млрд лет назад, и с тех пор Земля постепенно остывает, но внутри она по-прежнему жидкая. Именно движение потоков жидкости внутри Земли позволяет жизни существовать на нашей планете, обеспечивая ей защитное геомагнитное поле. Но эта же текучесть оказывается и разрушительной силой, вызывает землетрясения, извержения вулканов и движение тектонических плит.

Прямо в центре Земли все же есть нечто твердое: металлическое ядро из железа и никеля с температурой приблизительно 5000 °C. Даже при этой температуре, на тысячи градусов превышающей нормальную для плавления этих веществ, ядро остается твердым, потому что в центре Земли сильное гравитационное давление заставляет жидкость образовывать гигантские металлические кристаллы. Ядро окружено слоем расплавленного металла, опять же железа и никеля, приблизительно 2000 км толщиной. Именно течения внутри этого металлического океана и порождают магнитное поле Земли, настолько мощное, что оно простирается наружу не только до поверхности планеты, где заставляет работать компасы и позволяет нам ориентироваться, но и дальше, в пространство. Там, снаружи, магнитное поле Земли действует как щит, защищая нас от солнечного ветра и космических лучей, которые сыплются на нас дождем. Если бы не поле, они сорвали бы с Земли атмосферу и воду и, скорее всего, убили бы всю жизнь на планете. Планетологи уверены, что Марс некоторое время назад потерял свой магнитный щит и именно поэтому он не имеет атмосферы и превратился в холодную мертвую планету.

Океан жидкого металла в недрах Земли окружен слоем камня температурой 500–900 °C — мантией. При этих температурах, соответствующих белому калению, камень ведет себя как твердое тело на таких периодах времени, как секунды, часы и дни, но как жидкость на таких интервалах, как месяцы и годы. Он течет, хотя и не расплавлен; мы называем такое поведение ползучестью. Основные потоки в толще этой каменной мантии — конвекционные: горячий камень вблизи океана расплавленного металла поднимается вверх, а более холодный вблизи коры погружается в глубину. Это потоки того же типа, что можно наблюдать в кастрюле с водой при нагревании; горячая вода на дне расширяется и становится менее плотной, чем более холодная на поверхности, которая погружается вниз ей на замену.

Выше мантии находится кора, которая представляет собой настоящую кожу Земли. Это относительно тонкий слой холодного камня толщиной от 30 до 100 км. Именно на нем располагаются все горы, леса, реки, океаны, материки и острова планеты. И система громкой связи, вновь проснувшись, объявила нам голосом бортпроводника, что мы приземлились:

«Леди и джентльмены, добро пожаловать в аэропорт Сан-Франциско. Местное время 15:42, температура снаружи 3 °C. Для вашей безопасности и комфорта оставайтесь сидеть с пристегнутыми ремнями, пока командир не выключит знак “Пристегните ремни”».

В такие моменты облегчение от того, что ты вновь на твердой земле, может внушить ощущение, будто земная кора, на которой мы живем, стабильна, тверда и надежна, на ней безопасно. К несчастью, это не так; кора, по сути, плавает на текучей мантии, которая лежит ниже, вдобавок состоит из отдельных кусков, называемых тектоническими плитами (сомнительная надежность). Конвекционные силы мантии двигают их по поверхности, заставляя идти морщинами там, где плиты сталкиваются между собой. Имеется семь основных тектонических плит, которые по большей части соответствуют материкам — например, Североамериканская плита включает в себя Северную Америку, Гренландию и океанское дно от них и до Евразийской плиты, которая держит на себе б о льшую часть Европы. Все тектонические плиты движутся, но не в одном направлении, и места, где они встречаются, называются зонами разлома и представляют собой области столкновения. Встречаясь, тектонические плиты идут складками и образуют горы. Где они расходятся, возникает новая кора, когда лава изливается из нижележащей мантии. Именно в зонах разломов, помимо прочего, происходят самые страшные землетрясения.

Я уверен, что мои попутчики осознавали эту опасность — как можно не понимать ее, живя в таком месте, как Сан-Франциско? Этот город стоит в зоне разлома, где Североамериканская тектоническая плита сходится с Тихоокеанской, и имеет давнюю историю сильных землетрясений; безусловно, они здесь неизбежны и в будущем. В 1906 г. землетрясение разрушило 80 % зданий в городе и убило более 3000 человек. Затем были землетрясения в 1911, 1979 и 1980 гг., затем в 1984, 1989, 2001 и 2007 гг. И это только крупные. Более мелких возмущений коры за это время произошло намного больше. Жизнь в таком месте наглядно показывает, как важно разобраться в текучей динамике нашей планеты. Это позволяет не только объяснить, почему серьезные землетрясения происходят в определенных местах снова и снова, но и понять, какие факторы влияют на жизненно важную величину, тоже связанную с движением земной коры: уровень моря.