Часть II. ЕСЛИ СДВИНУТЬ ЗЕМНУЮ ОСЬ

Вот что рассказал президент Академии наук Туркменской ССР А. Бабаев.

Обычно при слове «пустыня» представляются ребристые волны барханов, караваны верблюдов с изнывающими от жары погонщиками, змеи, скорпионы, фаланги, противно шуршащие в редких кустах сплетенного в жгуты саксаула, миражи, сводящие с ума, под блеклым, будто выцветшим от зноя небом…

Но именно на этих песчаных просторах или на границе с ними с незапамятных времен возникали могучие государства, где больших высот достигали земледелие, ремесла, торговля, наука, искусство: Мере — в Каракумах, древний Хорезм — между Каракумами и Кызылкумом, Согд — близ Голодной степи, Египет — на границе Сахары и Аравийской пустыни…

Опыт нашей страны показывает, что при умелом, научно обоснованном хозяйствовании пустыня может служить богатым источником различных природных ресурсов. Для нас это очень важно. Ибо в засушливых пустынных зонах расположено 14 процентов площади Советского Союза.

Города и рабочие поселки нефтяников, газовщиков, шахтеров, металлургов, химиков красноречиво говорят о развитии индустрии в наших пустынях. На пустынных пастбищах Средней Азии и Казахстана содержится около 50 миллионов овец и коз, 15 миллионов голов крупного рогатого скота, три миллиона лошадей и все поголовье верблюдов. Весь хлопок и кенаф, весь каракуль, почти 80 процентов шелка-сырца, 40 процентов шерсти, много растительного масла, фруктов, бахчевых получает страна из этого засушливого края. А где найдешь слаще и ароматнее дыни и виноград, чем выращенные под нашим солнцем!

В пользу необходимого освоения засушливой зоны говорит тот факт, что эта зона, будучи обширнее тундры и горных районов, более пригодна для жизни и более населена. По затратам труда и средств, по стоимости полученной продукции, особенно сельскохозяйственной, осваивать засушливые земли намного проще, чем тундру и горы, а экономический эффект здесь гораздо выше.

Себестоимость животноводческой продукции в наших краях, например, вдвое ниже, чем в средней полосе страны. Даже целинные земли в пустыне при орошении дают два-три урожая в год. Экономисты подсчитали, что с каждого миллиона гектаров вновь орошаемой целины в пустыне можно ежегодно получать полтора миллиона тонн хлопка, 500 тысяч тонн риса, 350 тысяч тонн зерновых культур, 800 тысяч тонн молока, 200 тысяч тонн мяса, много овощей, фруктов, винограда, бахчевых. Причем средства, вложенные в орошаемое земледелие, окупаются за 3–4 года.

Наш регион обладает огромными резервами. В Туркменистане, например, более семи миллионов гектаров пустынных земель пригодны к орошению, а в обороте пока менее миллиона. В Средней Азии и Южном Казахстане к орошаемому земледелию пригодно более 40 миллионов гектаров.

Недавно в нашей республике одобрена разработанная учеными и хозяйственниками концепция формирования и развития Восточно-Туркменского территориально-производственного комплекса (ТПК), где наряду с топливно-химической промышленностью большое внимание уделено расширению сельскохозяйственного производства.

Сейчас сотрудники НИИ экономики Госплана ТССР совместно с АН республики приступили к разработке концепции формирования и развития Западно-Туркменского ТПК. Речь идет об уникальных условиях единственной в СССР зоны сухих субтропиков, где сумма температур, приносящих хозяйственный эффект, значительно выше, чем в субтропиках Кавказа, что открывает большие возможности перед сельским хозяйством. Это зона древнего орошения, о прежнем величии которой напоминают массивные развалины караван-сараев, древних минаретов, мавзолеев.

Западно-Туркменский комплекс имеет возможность — ив людских и в материальных ресурсах — обеспечить овощами, фруктами, виноградом, цитрусовыми, гранатами значительную часть населения страны, а промышленность — сельскохозяйственным сырьем.

Проблема водообеспечения — самая огромная в нашем регионе. Свои ресурсы мы полностью исчерпаем к концу века. Надежда только на переброску части стока северных и сибирских рек в южные районы страны. И нас радует, что на XXV, а затем и на XXVI съезде КПСС говорилось о возможности такой переброски. Мы ведем исследования, планируем именно с учетом рационального использования будущей воды.

Несколько лет назад появился новый термин — «опустынивание пустыни», то есть превращение пустыни в чистую, что ли, пустыню. Раньше считалось, что опустыниванию может подвергаться лишь прилегающая к пустыне территория. Оказалось, что легко ранима сама пустыня. Она почти мгновенно реагирует на любое вмешательство. Человек может вызвать необратимые явления, нерационально применяя при высоких температурах воздуха обильные поливы, истребляя растительный и животный мир. Проблема рационального использования пустынь стала всемирной. Трагедия в Сахели, где пустыня захватила в прошлом десятилетии миллионы гектаров земель, уничтожила оазисы, погубила людей, скот, побудила ООН провести несколько лет назад в столице Кении Найроби международную конференцию. На ней разработаны мероприятия по борьбе с опустыниванием земель. Участвовали в ее работе и мы, советские ученые. Нам было что рассказать.

Около двух десятилетий назад в Академии наук республики создан Институт пустынь — единственный в стране; мне довелось быть первым его директором. Вскоре президиум АН СССР возложил на институт координацию исследования по проблеме «Комплексное изучение и освоение пустынных территорий Средней Азии и Казахстана». Создан научный совет по проблеме, в который входит около сорока ведущих ученых СССР. Сейчас совет координирует работу около 130 научных учреждений страны. Издается всесоюзный журнал «Проблемы освоения пустынь», который получают многие страны.

На конференции в Найроби был разработан «План действий» по борьбе с опустыниванием, созданы рабочие группы национальных программ ЮНЕСКО «Человек и биосфера», в том числе по засушливой зоне СССР, — «Проект № 4».

Лишь поверхностному наблюдателю кажется, что пустыня — это барханы, полностью лишенные растительности и почвы, и. что с ней, мол, ничего не сделается. На самом деле пустыня имеет почвенный покров, хоть и скудный, и пусть небогатую, но все же растительность. Они сдерживают движение миллионов тонн песка, позволяют кормить овец, выращивать в определенных местах хлопок, пшеницу, виноград, овощи и т. д. Например, в Каракумах процентов 85 — закрепленные пески и лишь около 15 — кочующие, барханные.

Стоит лишь нарушить, разбить почвенный покров, и ничем не сдерживаемые миллиарды песчинок, повинуясь воле ветра, начнут наступать на поля, дороги, поселки. Бороться с барханами чрезвычайно трудно. Расчистка от песчаных заносов полукилометровой железнодорожной ветки Небит-Даг — Вышка, к примеру, обошлась около ста тысяч рублей.

Хотя плановое ведение хозяйства и предотвращает возможность катастрофических случаев расширения пустыни и в нашей стране такого не наблюдается, все же при нерациональном использовании природных ресурсов есть вероятность появления очагов опустынивания. К сожалению, у нас встречаются люди, которые могут вырубить саксаул, разбить покров пустыни колесами машин. Каракумский канал принес много радости, напоил жаждущие поля и сады. Но нерадивые хозяева, чрезмерно увлекшись обильной водой, засолили многие массивы земель, что снизило урожайность хлопка и других культур в отдельных местах. Лишь создание солидной коллекторно-дренажной сети, промывка земель помогают восстановить равновесие.

Наши ученые разработали систему мониторинга природных процессов. Под этим понимается изучение, контроль и управление ими. В этой системе большое значение имеют аэрокосмические съемки. Они позволяют легко обнаружить все нарушения компонентов ландшафта: очаги засоления, ветровой эрозии, повреждения растительности вредителями и так далее.

Для того чтобы не вырубались на топливо заросли саксаула или арчи, необходимо все поселки газифицировать. Для этого есть все возможности: пустыня, которая обеспечивает голубым топливом многие города разных регионов страны, может позаботиться и о своих жителях.

Нужны дороги, чтобы не разрушать колесами поверхностный слой. Я видел прекрасные асфальтовые дороги в пустынях Ливии. У нас между Марами и Чарджоу долгие годы шла грунтовая колея — сотни километров — шириной километра три: каждый выбирал свой путь. Сейчас проложено отличное шоссе. С помощью немалых средств, нелегкого труда удалось вокруг шоссе восстановить природный фон. Это добрый пример.

Прекрасно, что наши земледельцы землей и водой пользуются бесплатно. Но иные ретивые хозяйственники так озабочены сегодняшним днем, рекордными урожаями, что вовсе забывают о будущем. За засоленный массив земли нужна персональная ответственность. Столь же опасен для природы сброс дренажных вод прямо в пустыню, где образуются соленые озерца, заболоченные места.

Случаи нарушения экологического равновесия мы рассматриваем на серьезном уровне — этим занимаются республиканское Общество охраны природы ТССР, Комиссия по охране природы при президиуме АН республики, отдел~ охраны природы Института пустынь АН ТССР. Свои предложения и замечания мы передаем директивным организациям.

При строительстве заводов, газопроводов, буровых нарушалась громадная площадь — до пяти километров в радиусе. Бывало вот так — построят что-нибудь, а потом спешат за помощью к ученым: засыпает, заносит, спасите! Сейчас пустыноведы непременно участвуют в разработке проекта и предусматривают защитные мероприятия, контролируют их применение. Мои коллеги выявили основные закономерности развития ветро-песчаного потока, разработали эффективные меры борьбы с ветровой эрозией и заносами. По их рекомендации внедряются различные конструкции защиты из трав, кустарников, нефтяных и полимерных материалов. Это экономит миллионы рублей, позволяет надежно защищать дороги, поселки, поля, каналы, трубопроводы, линии электропередачи.

Только рекомендации по защите каракумской части газопровода Средняя Азия — Центр позволяют ежегодно сберечь 1 миллион 700 тысяч рублей.

Даже с помощью тысячекилометрового Каракумского канала не напоишь огромные пространства пустыни. Основной источник водоснабжения здесь — атмосферные осадки и подземные водоемы. Сейчас конструируются различные водоопреснители: ведь под горбами барханов целые озера горько-соленой воды. В Каракумах работает водопойный пункт для скота, где поднимает влагу на поверхность, опресняет ее солнечная энергия.

Несмотря на скудость осадков, с одного квадратного километра такыра — глинистого поля, ровного, как стадион, — собирают в разные годы от 10 до 30 тысяч кубометров воды. У такыра даже в несколько гектаров можно круглый год держать отару овец в десять тысяч голов. В Институте пустынь разрабатывают новые способы хранения вод. Скажем, поверхностный сток с такыра направляется в подземные естественные емкости, где пресная вода в виде линзы плавает на соленой.

На Небит-Дагской агролесомелиоративной станции без искусственного орошения выращивают саксаул, бахчи и даже виноград. С гектара берут по 20 центнеров столовых арбузов, по 16— дынь, по 5 центнеров винограда, килограмм которого обходится в 10–15 копеек.

Перспективными, как показали опыты, оказались и приоазисные пески. На них всегда смотрели как на бросовые, а только в Туркменистане их около полумиллиона гектаров. С помощью дождевания и удобрения на них получают высокие урожаи кукурузы, сорго, люцерны. Растут там сочные арбузы, сладкие и ароматные дыни, айва, абрикос, яблоня, некоторые сорта винограда, неплохо приживаются карагач, белая акация, клен, тополь, ясень.

И все же основным богатством пустыни мы считаем пастбища, обладающие естественными запасами кормов круглогодичного пользования. Их обогащение приносит значительный экономический эффект.

Опыты наших ученых и их рекомендации по рациональному освоению пустынь могут оказать помощь при освоении других засушливых зон мира. И мы охотно делимся своими находками, когда к нам приезжают коллеги из Азии, Африки и Латинской Америки. На базе Института пустынь уже несколько лет работают постоянно действующие научные курсы по проблемам изучения и освоения пустынь под эгидой ООН.

Мы стараемся помнить, что пустыня — наш друг. Ближайшая задача — не борьба с пустыней, не превращение ее целиком в сад, как порой легкомысленно пишут в газетах, и не сохранение ее в первозданном виде, но разработка научных основ комплексного освоения и рационального использования ее ресурсов. Сотрудничество с природой, знание ее законов и умелое их применение дают более плодотворные результаты, чем борьба с ней.

Иду аллеей парка. На сырых кустах сирени набухшие почки, зеленеет трава, по-весеннему беспокойны вороны, пролетела большая стая овсянок, в сумраке прокрякала утка, копошатся дрозды, деловито расхаживают грачи.

А ведь это Москва, 24 декабря 1982 года. Что происходит? Куда делись «Никольские» морозы, скрип снега под ногами… В самом деле, что случилось с климатом?

Да полно, случилось ли? Ведь в словарях и энциклопедии сказано: климат относительно устойчив, но это не исключает возможности его более или менее существенных колебаний. Так что не будем сетовать на капризы погоды.

Зная все это, метеорологи опираются на многолетние, даже вековые ряды наблюдений. Чуть возникнет что-то необычное, они обращаются к прошлому. Смотрите, пожалуйста, такое уже было, в таком-то году! Нет аналогий в ближайшем прошлом — к их услугам летописи.

Обычные люди, неспециалисты, в летописях не копаются, климатические справочники не листают. Пользуются методом — «было ли на памяти?». А память у людей обычно короткая. Кто похвастает, что твердо помнит, какая погода была пять, десять лет назад? Только что минул слякотный, удивительно теплый, бесснежный декабрь. Покопаемся в памяти. Были такие, если не ошибаюсь, в 1960-м, 1968-м, 1972-м и еще каких-то годах недавнего прошлого. Как-то случился бесснежный декабрь и в 40-е годы. Впрочем, еще Пушкин писал: «…зимы ждала, ждала природа. Снег выпал только в январе». Вроде даже короткая память рядового наблюдателя подсказывает, что ничего необычного нет. И все-таки… Беспокоиться начали даже метеорологи.

Вспомним их выступления по радио в декабре 1982 года. Сначала в сообщениях звучала все та же уверенность: такое уже было — упоминали даже 1634 год. Потом замелькали сообщения о том, что превышены абсолютные максимумы температуры за сто лет наблюдений, причем сразу на 2–3 градуса (виданное ли дело, под Москвой в середине декабря 6–7 градусов тепла!). Наконец прозвучала фраза: «Природа бьет рекорды!»

Вообще прогнозы погоды — дело нелегкое. На короткие сроки они оправдываются в 85–90 процентах случаев, среднесрочные — уже лишь на 70–75, а долгосрочные — всего на 60–65 процентов. Несмотря на всю мощь современной техники — вычислительной, космической и другой, прогнозы погоды за последние 30 лет не стали точнее. Причина тому — внезапные, совершенно непредсказуемые резкие нарушения в движении атмосферы.

И все же климатические «что-то» не случайны. Закономерность прорывается через хаос непредвиденных событий. Если климатическая система изменяется, то она подобна отклоненному маятнику. Качнувшись, он не быстро приходит в равновесное положение. Раньше аномалии захватывали один сезон или год, но с увеличением размаха климатического маятника они должны переходить в многолетние. Аналогия, казалось бы, весьма легковесна и натянута. Но вот данные американских метеорологов: частота температурных аномалий за последние пять лет самая высокая с 1930-го, а аномалий осадков — с 1915 года. Следовательно, действительно климат меняется. Но как?

Специалисты разделились на три лагеря. Первый — сравнительно малочисленный — утверждает, что климат Земли делается холоднее. Представители противоположного — «потеплен-ческого» (очень многочисленного) лагеря горячо уверяют, что климат Земли теплеет. В журнале «Изменения климата» (издается такой на английском языке) представитель третьего, совсем небольшого лагеря — «стабиль-щиков», считающих, что климат вообще не меняется, — пишет: поскольку существуют около 95 тысяч станций наблюдения за погодой, не представляет труда отыскать среди них такую, где бы в любой день года зарегистрировали погодный рекорд, но из этого не следует, что наш климат меняется.

Причина изменения климата может быть двоякой. Возможно, мы наблюдаем естественные перемены, связанные с циклом солнечной активности.

Был ведь в прошлом «малый ледниковый период» XVI–XVIII веков, чудовищные холода 1800–1819 годов и, наоборот, длительный климатический оптимум средневековья, когда норманны временно заселили Гренландию.

А возможно, климат меняется под влиянием человеческой деятельности? «Потеплельщики» ссылаются на увеличение (из-за сжигания минерального топлива) концентрации углекислого газа в атмосфере и возникновение в связи с этим тепличного эффекта. Молекулы углекислоты пропускают к Земле коротковолновую радиацию Солнца, но задерживают длинные лучи, идущие от нашей планеты, благодаря которым она охлаждается. Действительно, концентрация углекислоты до 1860 года была стабильной и увеличилась с тех пор с 290 до 335 частей на миллион. Скорость накопления углекислоты в атмосфере постепенно растет. К концу нашего века предсказывается глобальное потепление не менее чем на 1 градус, а на севере, возможно, на 3–4 и даже больше градусов.

Но и похолодание — не фантазия! В ряде горных мест наблюдается прирост ледников. Дымы и другие промышленные аэрозоли задерживают солнечные лучи. Исключительные холода 1816 года—года без лета — объясняются извержением вулкана Томборо в Индонезии. Тогда было выброшено очень много пыли, буквально заслонившей поверхность Земли от солнечных лучей.

Но и то верно: количество аэрозолей, выбрасываемых промышленностью мира, сейчас намного больше всей вулканической пыли. И влияние этих аэрозолей может быть более существенным, чем тепличный эффект углекислоты. Объясняя аномалии зимы и лета 1982 года, ссылаются на извержение мексиканского вулкана Эль-Чичон и американского Сент-Хеленс. Конечно, вулканической пыли они выбросили достаточно, но не будем забывать: одна ФРГ дает за год в семь раз больше выбросов, чем эти вулканы…

Итак: меняется — не меняется, теплеет — холодает. А почему? Так как исчерпывающей модели общеземного климата еще не создано, «почему?» — коварный вопрос.

Достаточно велика вероятность того, что климат сейчас изменяется под воздействием человека. Создавая водохранилища, распахивая и застраивая поверхность Земли, люди меняют ее отражающую способность — вода, пашня, города и леса по-разному отражают солнечные лучи. Вокруг промышленных центров воздух попросту разогревается. Предполагают, что в результате прямых и опосредованных воздействий на энергетический баланс Земли снижается напряженность ее магнитного поля, а из-за загрязнения атмосферы повышается электропроводность воздушной оболочки. Веками люди сводили леса, поглощающие углекислоту, осушали болота, концентрирующие углерод.

Конечно, все это кажется ничтожным по сравнению с мощью солнечного излучения. Но малое лишь до тех пор несущественно, пока оно не может провоцировать цепных реакций. Они подобны падению крошечного камешка с крутого склона. Покатился он, зацепил другой, третий, и вот уже несется всесокрушающая лавина… Однако и чисто природного изменения климата нельзя полностью отвергать. Где виноваты люди, а где природа — поди разберись. Важно одно: маятник климата не остается в покое.

По вопросам изменения климата ежемесячно выходят десятки научных работ. Ученые рисуют погоду ближайшего будущего — иногда весьма симпатичную, чаще — не очень. Но во всех случаях экономисты считают вероятные убытки — любая перестройка климата разорительна для экономики. На 2050 год (вон куда забрались!) для США прогнозируют среднегодовые убытки в размере 250 миллиардов долларов (в ценах 1971 года). Что и говорить, неблагопогодные аномалии. Например, 24 декабря 1982 года из-за туманов, как сообщало радио, были закрыты 22 крупнейших аэропорта нашей страны. Передавали о катастрофических наводнениях во Франции…

Мы не знаем деталей, но уже видим достаточно. Маятник покачнулся. Пока еще говорить о свершившемся изменении климата рано — он лишь вышел из равновесного, устойчивого состояния. Позиция равнодушных наблюдателей погоды в наше время уже не годится. Она простб опасна. Не регистрация перемен и дотошный подсчет возможных убытков, а выяснение причин и решительные меры против бездумного вмешательства людей в таинства природы — наша задача. И в масштабе страны, и на международном уровне. Ведь климат «ничей», он — общемировое достояние, условие нормальной жизни людей Земли.

Оба варианта — и потепление и похолодание — разорительны. Для всех без исключения. На изучение климата и других условий окружающей нас среды ныне направлены многие международные программы, и сейчас уже широким фронтом ведутся наблюдения за природными процессами. Прежде чем действовать, надо накопить знания, потому что из предмета узкого интереса метеорологов климатическая проблема переросла в общечеловеческую, общенаучную.

Когда в разгар лета начинают лить нескончаемые дожди и температура падает чуть ли не до нуля, можно подумать: а, случайность! Но если подобные сюрпризы погоды повторяются из года в год, то невольно возникает вопрос: не «запрограммированы» ли они в изменившемся климате Земли? На этот вопрос отвечает руководитель отдела гляциологии Института географии Академии наук СССР, член-корреспондент АН СССР В. Котляков.

Старики не так уж не правы, когда сетуют, что в природе «что-то стало не так, как раньше», — небольшие изменения климата происходят даже на протяжении жизни одного поколения.

А в масштабе столетий они могут быть довольно значительными.

Чем вызваны эти изменения климата? Ответ на вопрос имеет не только научное, но и большое практическое значение. Особенно когда мы планируем такие крупномасштабные мероприятия, как, например, Продовольственная программа или освоение восточных районов страны.

В переводе с греческого слово «климат» означает «наклон»: древние греки считали, что климат определяет величина угла, под которым солнечные лучи падают на поверхность планеты в данном районе. Или, иными словами, «приход» и «расход» солнечного тепла. На самом же деле баланс в этой «бухгалтерии» зависит от многих причин. В том числе и от состояния атмосферы. Например, содержащаяся в ней пыль отражает часть солнечных лучей и, следовательно, снижает «приход» тепла. А углекислый газ, создавая так называемый «парниковый эффект», наоборот, мешает планете излучать тепло в окружающее пространство…

Но вот парадокс: на протяжении тысячелетий наклон земной оси остается практически неизменным. Если не брать последние десятилетия, когда человек особенно бурно начал вносить свои «поправки» в природу, не менялась и прозрачность атмосферы. А климат на планете менялся, и не раз!

От чего же тогда менялся климат? Логично было предположить, что у нашей планеты есть своя собственная «кухня» климата. Но тогда сразу возник вопрос: где она?

Долгие годы взоры исследователей были прикованы к Арктике, к северной полярной шапке планеты. Во время наиболее сильных и длительных похолоданий, которые получили название ледниковых периодов, именно отсюда наступали льды, захватывая до 30 процентов суши — втрое больше, чем сейчас. В Северном Ледовитом океане рождаются мощные холодные течения. Из Арктики приходят к нам гигантские массы холодного воздуха. Словом, нужно было достаточно хорошо разобраться в «устройстве» Земли, чтобы сделать неожиданный для многих вывод: «кухня» климата или, по крайней мере, один из ее главных цехов — на противоположном полюсе планеты, в Антарктиде…

Мы привыкли называть Антарктиду континентом холода, порой даже не слишком хорошо представляя себе, что это значит. Даже летом средняя температура здесь минус 30 градусов. А зимой на станции «Восток» морозы достигают 90 градусов. Огромный материк буквально стонет под многовековым панцирем льда, толщина которого кое-где больше четырех километров. И вместе с тем в образцах горных пород, добытых с помощью бурения, исследователи обнаружили остатки… тропических растений и организмов.

Все станет на свои места, если вспомнить гипотезу о Гондване — так ученые назвали гигантский материк, который, по их мнению, многие миллионы лет назад занимал значительную часть южного полушария. Возможно, такая сконцентрированная масса оказалась для Земли слишком большой и глубинные процессы в недрах привели к тому, что Гондвана начала раскалываться. Сначала от нее отделилась Южная Америка, потом — Африка. Они отправились в «путешествие» по планете, теряя по пути острова. А затем, примерно 50–60 миллионов лет назад, и оставшаяся часть Гондваны поплыла к югу. По пути она еще раз раскололась: Австралия «зацепилась» за свое нынешнее место, а Антарктида продолжала двигаться до тех пор, пока не «влезла» на Южный полюс…

Полюс есть полюс. Антарктида заведомо была обречена на суровый климат. Но не на такой же! Поначалу все было не так уж плохо: океанские течения несли к ней теплые воды из тропиков, и на побережье росли даже буковые леса. Но со временем последние «перемычки» между осколками Гондваны исчезли под водой. И в океане вокруг Антарктиды закружило мощное кольцевое течение, преградившее путь теплым водам.

Произошло это примерно 25 миллионов лет назад — задолго до появления далеких предков человека. И с этого момента Антарктида стала «работать» как гигантская холодильная машина. К ней, в область пониженного давления, стали стекаться воздушные течения. По пути они «впитывали» испаряющуюся с поверхности океана влагу и сбрасывали ее на континент в виде снега. Но в холодном климате снег не таял. И, накапливаясь на протяжении миллионов лет, он спрессовался в могучий

Только за один год в Антарктиде выпадает около 2 тысяч кубических километров снега. Если бы он весь оставался на континенте, то последний представлял бы собой гору выше Эвереста — она росла бы до тех пор, пока вершина не поднялась над облаками, несущими влагу. Но Антарктида слишком мала, чтобы удержать на себе весь тот лед, который сама же производит. И его глыбы изо дня в день, из года в год, из века в век сползают с берегов в океан, превращаясь в айсберги.

Самые крупные из этих плавающих глыб льда по площади бывают больше, чем Бельгия или Голландия. Течения выносят их далеко за пределы Южной полярной области. Здесь они начинают таять, отбирая тепло у океана. А взамен «поставляют» ему холодную воду. Опускаясь на дно, она за прошедшие миллионы лет заполнила глубинные впадины всех океанов. И даже на экваторе у придонных вод температура сегодня не превышает двух градусов тепла.

Океан служит своего рода «посредником», который распространяет влияние Антарктиды на всю планету. Остывая, он отбирает тепло у воздушных масс и понижает среднюю температуру атмосферы.

Итак, Антарктида «работает» как гигантская холодильная машина. Казалось бы, за миллион лет она должна была уже «заморозить» всю Землю. Почему же этого не случилось? Ответ на вопрос может дать обыкновенная географическая карта. На ней видно, что на поверхности планеты шестой континент занимает весьма скромное место. Во всяком случае, его площадь намного меньше «территории» тропиков, куда Солнце непрерывно подбрасывает огромное количество тепла. Это тепло и согревает Мировой океан. И хотя его теплые течения не могут пробиться к Антарктиде, за пределами кольца он парирует ее холодное «дыхание». Словом, по логике вещей между океаном и Антарктидой должно существовать равновесие. Что же тогда служит причиной изменения климата?

Например, резкие сбросы дополнительной «порции» льда с материка в океан. Гипотеза о возможности таких сбросов сегодня начинает получать подтверждение. В частности, в ее пользу говорит тот факт, что в последнее время уровень океана ежегодно повышается на полтора миллиметра. Казалось бы, ничтожная величина. Но для этого должны растаять 300 кубических километров льда. Откуда они берутся?

Советские ученые попытались дать ответ и на этот вопрос. Они провели обширные расчеты, в которых одним из главных «действующих лиц» было… тепло, которое Антарктида получает из недр планеты. Так родилось предположение: под толщей льда в 3–4 километра должны идти процессы, в результате которых могут возникнуть обширные полости, заполненные талой водой, А позднее несколько таких подледных «озер» было обнаружено в районе станции «Восток» с помощью радиозондирования с борта самолета.

Такие «озера», судя по всему, ослабляют сцепление ледяного панциря с его ложем. Растут они постепенно. И когда их площадь достигает критической величины, происходит резкий сброс айсбергов в океан. В результате вокруг материка образуются обширные пространства, отражающие солнечные лучи. И как следствие, понижается температура. Во всяком случае, наблюдения с помощью спутников показали, что в южном полушарии после одного из таких сбросов возник центр охлаждения атмосферы…

Внимание ученых к подобным событиям не случайно. Как часть системы «атмосфера — океан — суша», Антарктида обладает довольно большой инер цией. Иными словами, заработавший здесь «механизм» сброса льда в океан может долго не останавливаться. Более того, даже не этот прогноз заставляет исследователей постоянно держать руку на «пульсе» шестого континента.

Последние исследования послужили поводом для возникновения гипотезы о том, что при определенных условиях Антарктида может за несколько лет сбросить в океан огромное количество льда — до 2 миллионов кубометров. Помимо резкого похолодания, этот сброс будет сопровождаться быстрым таянием льдов, что приведет к значительному подъему уровня Мирового океана…

Как же нейтрализовать нежелательное воздействие Антарктиды на климат Земли? Один из ответов на этот вопрос лежит, что называется, на поверхности. И в прямом и в переносном смысле речь идет о плавающих вокруг шестого континента айсбергах. Если убрать их, исчезнут отражающие солнечные лучи «зеркала». Да и океану не придется тратить тепло на их «плавление». Известно и как это можно сделать: надо посыпать поверхность льда угольной пылью, чтобы он начал «впитывать» солнечное тепло. Только насколько оправдано такое решение?

Не следует забывать, что Антарктида — гигантский генератор не просто льда, а льда пресного. Здесь его почти 90 процентов всех земных запасов. Иными словами, это огромный резерв пресной воды, дефицит которой неуклонно возрастает во всем мире. И которую человечество наверняка вскоре начнет учитывать наряду с нефтью, углем и рудами. А между тем только в айсбергах, плавающих вокруг шестого континента, ее содержится 15 тысяч кубических километров. С этой точки зрения куда привлекательнее выглядят проекты, в которых предлагается буксировать айсберги к берегам Африки и здесь превращать в пресную воду с помощью солнечных установок. Такие «операции» едва ли скажутся на климате Земли: сошедший в океан лед все равно рано или поздно растает. Но что касается многих других проектов «борьбы» с холодным дыханием Антарктиды, то с ними явно не стоит спешить. Скажу больше: такой уникальный холодильник, как Антарктида, человечеству надо всячески оберегать. Ведь она своего рода предохранительный клапан, через который планета сбрасывает… излишек тепла.

По существу, человек сегодня соревнуется с природой. В тот момент, когда она раскручивает механизм оледенения, он упорно старается нагреть планету с помощью своих многочисленных тепловых установок и гигантских выбросов углекислого газа в атмосферу. Если его индустриальный напор будет нарастать такими же темпами, как сегодня, средняя температура планеты начнет повышаться. А потепление всего на 2–3 градуса может заставить человечество в корне изменить образ жизни, перестроить все хозяйство.

Мы пока далеки от того уровня знаний, который позволяет проследить все взаимосвязи сложных процессов, начинающихся на Солнце и кончающихся в глубинах Мирового океана. И прежде чем запустить, самый скромный «инструмент» воздействия на природу, мы должны исключить даже тень сомнения в благоприятном исходе. Ради этого самые разные специалисты несут вахту на дрейфующих льдах и у сходов лавин, в Антарктиде и на космических орбитах.

С высокой точностью прогнозировать ожидаемые изменения погоды позволяют математические модели взаимодействия океана и атмосферы, созданные дальневосточными учеными.

В результате исследований выяснилось, что толщина прогретого слоя, его еще называют деятельным слоем океана, определяет смещения изменений погоды. При уменьшении мощности этого слоя сокращается и временной интервал. Например, при слое глубиной около трехсот метров характерное время изменения температуры составляет примерно 6–7 дней.

Казалось бы, ничто не может сдвинуть с места ось вращения такого гигантского волчка, как наша планета. А между тем ее то и дело заставляют колебаться… сильные землетрясения.

Правда, энергии мощного подземного толчка, эквивалентной одновременному взрыву многих десятков атомных бомб, хватает лишь на то, чтобы «качнуть» ось планеты на доли микрона. Но зато требуется по меньшей мере несколько суток, чтобы эти колебания затухли и Земля снова начала вращаться как ей положено.

Эти-то колебания земной оси научились улавливать и измерять ученые Института геофизики Академии наук Грузии и сотрудники Центральной сейсмической обсерватории в Обнинске. Для этого была создана сверхчувствительная аппаратура, на точность показаний которой влияют не только малейшие изменения воздуха, но даже самые осторожные шаги в помещении. Поэтому ее пришлось разместить глубоко под землей, в специальной герметически закрытой штольне.

С помощью этой аппаратуры ученые собираются изучить глубинное строение Земли по ее естественному «дыханию». А по изменению напряжении в земной коре — предсказывать возможные очаги и время начала «готовящихся» землетрясений.

Бермудский треугольник действительно необычный район Мирового океана. Он — один из «котлов», в котором «варится» погода для Европы и Азии.

Таково мнение советских океанологов, экспедиция которых работала в районе треугольника на борту нового океанографического судна «Академик Мстислав Келдыш».

На разработку основ теории долгосрочного и сверхдолгосрочного прогноза погоды и теории климата нацелен проект программы «Разрезы», выдвинутый академиком Гурием Марчуком.

Погоду на всех континентах в прямом смысле «делает» океан, считает Марчук. Точнее — система взаимодействия океана и атмосферы. Поскольку почти три четверти нижнего слоя атмосферы взаимодействует с океаном, то именно его можно назвать «кухней» погоды. Подсчитано, что если температура стометрового слоя океанских вод изменится лишь на одну десятую градуса, то это может привести к изменению температуры в атмосфере уже на шесть градусов.

Весь этот сложнейший механизм вызывает циркуляцию океанских вод в планетарном масштабе. Неравномерно прогретые воды транспортируются течениями порой в весьма отдаленные районы планеты и там отдают свое тепло атмосфере. В результате неожиданное на первый взгляд изменение погоды.

Ученые сегодня единодушны: для решения проблемы долгосрочного прогноза необходим глобальный мониторинг океана.

Марчук исходит из того, что, поскольку для получения необходимых данных невозможно сегодня покрыть сетью исследовательских судов или автоматических станций весь Мировой океан, необходимо сосредоточить внимание на основных энергоактивных зонах — «котлах», где теплообмен океана и атмосферы наиболее интенсивен.

Таких зон несколько. В Тихом океане это район Алеутских островов и Куросио, делающие погоду на Северо-Американском континенте. В Атлантике тепло, запасенное океаном, «выбрасывается» в атмосферу в районе Ньюфаундленда и Исландии. Есть два «котла» в тропиках. Но главный «котел» — это зона Бермудского треугольника. Энергообмен в этой зоне за несколько месяцев вперед определяет погоду на Европейском континенте и даже за Уралом.

В этих энергоактивных зонах и должна проводиться программа «Разрезы» — сбор экспериментальных данных о температуре воды, ее теплоза-пасе и переносе тепла течениями в различных слоях океана. Океан как бы разрезается исследователями либо в меридиональном направлении, либо по широте, и толща его «прощупывается» чувствительной аппаратурой.

Советскими учеными разработаны меры контроля за чистотой океана.

По предварительной оценке ученых, ежегодная биологическая продуктивность океана снизилась за последние десятилетия более чем на 20 миллионов тонн биомассы. Это прямой и весьма ощутимый результат его загрязнения современной индустрией. Практически в любой точке от Арктики до Антарктики в морской воде и в организмах обитателей моря можно обнаружить искусственные радиоизотопы, хлорорганические вещества типа ДДТ, нефть и нефтепродукты, тяжелые металлы и другие следы человеческой активности. Причем максимальное содержание вредных примесей отмечено в поверхностных и прибрежных водах, то есть в наиболее обитаемых экологических зонах моря.

Если так пойдет дальше, то изменения в химическом составе морской среды, который сформировался миллионы лет назад и к которому в процессе эволюции адаптировался животный и растительный мир океана, станут необратимыми, что влечет за собой трудно предсказуемые последствия.

Можно ли остановить загрязнение Мирового океана?

Чисто практическая сторона дела ясна: совершенствование технологии очистки сточных вод, создание бессточных производств и т. п. Но ясно и другое — требовать абсолютной чистоты морских вод нереально. До определенного предела любое загрязнение допустимо и не наносит ущерба ни человеку, ни водным организмам. Но каков этот предел?

Специалистам Всесоюзного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии удалось обосновать с биологической точки зрения предельно допустимые концентрации наиболее распространенных из загрязняющих море веществ. Эти нормы станут надежным ориентиром для проектирования очистных сооружений и контроля за состоянием морей и океанов.

Кроме того, была разработана система морских токсикологических биотестов, культивируемых в лаборатории морских организмов, быстро реагирующих на загрязнение среды. Это мелкие виды и формы планктона: микроскопические рачки, икра рыб, одноклеточные водоросли. Апробированные непосредственно на очистных сооружениях биотесты на планктоне показали себя чрезвычайно перспективными для решения практических вопросов охраны морей от загрязнения. Благодаря высокой чувствительности и быстроте получения результатов с помощью этих биотестов удается быстро получить картину изменения токсичности стоков на разных стадиях их переработки и давать рекомендации по повышению эффективности очистных сооружений.

Внедрение этих методов в практику постоянного биотестирования в ряде отраслей позволит значительно сократить объем аналитического контроля стоков на производстве и намного повысит контроль за состоянием сточных вод, поступающих в морские водоемы.

Эти же биотесты позволяют проверять на токсичность препараты, предназначенные для удаления нефтяной пленки с поверхности моря. Планктон безошибочно «указал» на наиболее безопасные из них с экологической точки зрения.

Живое начало океана — планктон — станет стражем чистоты вод, сбрасываемых с континентов в моря.

Есть такая идея: часть Берингова пролива, соединяющего Северный Ледовитый океан с Тихим, перегородить густой сетью с крупными отверстиями для прохода рыбы.

«Зачем же нужна такая сеть?» — спросите вы. Чтобы ловить. Только не рыбу, а ценные вещества, растворенные в морской воде. На первый взгляд этот проект выглядит фантастическим. И тем не менее ученые не сбрасывают его со счетов: слишком заманчивы перспективы использования минеральных богатств океанов.

На счету Мирового океана — две трети поверхности Земли и практически неисчерпаемые запасы чуть ли не всех видов сырья. Так, в океанской воде растворены 2 100 000 миллиардов тонн магния, 600 000 миллиардов тонн калия, 100 000 миллиардов тонн брома. Есть в ней и золото, и серебро, и уран, и многие редкоземельные элементы. Но до сих пор на долю океана приходится всего 2 процента мировой добычи минерального сырья. Причем лишь поваренную соль добывают из морской воды в более или менее серьезных количествах — около 6 миллионов тонн в год.

Почему же, несмотря на дефицит сырья в мире, человек не использует богатства океана? Ответ прост: в среднем в литре морской воды содержатся буквально микрограммы нужных веществ. И чтобы «сложить» их в необходимые промышленности десятки и сотни тонн, при любом способе извлечения надо перекачать гигантские водные массы. Более того, сложность не только в том, чтобы извлечь растворенные вещества, но и вернуть океану «живую» воду.

В свете последних исследований и разработок наиболее перспективными представляются два способа извлечения ценных веществ из морской воды, один из которых — биологический. Известно, что клетки растений и животных могут запасать значительные количества микрокомпонентов, в частности, извлекая их из океанской воды. Например, по сравнению с водой морские растения содержат в тысячи раз больше хрома, марганца, цинка, серебра, редкоземельных и других элементов. Но особого внимания среди растительных организмов заслуживают такие простейшие, как, скажем, фитопланктон, который быстро размножается простым делением и для своего развития требует лишь минеральных питательных веществ и солнечного света.

Когда водоемы «зацветают», содержание фитопланктона в таких районах, как мелкое Азовское море, достигает довольно большой величины — уже сотен миллиграммов на литр. Причем извлекать его можно практически в любых количествах: в избытке планктон вреден, так как при отмирании и разложении его резко ухудшается качество воды. С этой же точки зрения биологи рекомендуют изымать из водоемов и излишки водорослей, которые также накапливают многие металлы.

Правда, на пути практического использования биологических методов концентрирования есть еще немало нерешенных проблем. Надо научиться управлять развитием фитопланктона в определенных районах океана, создать технику для его извлечения и переработки. А может быть, и вывести новые простейшие организмы с повышенной «жадностью» к тем или иным веществам.

По своему принципу более прост в реализации второй метод — сорбционный. Суть его состоит в том, что вода прокачивается через своеобразные фильтры из особых веществ — сорбентов, которые «притягивают» растворенные в ней соли. Процесс этот достаточно прост и хорошо отработан. Но камень преткновения и здесь тот же: перекачка воды. И поэтому пока этот способ рассматривают лишь как возможный источник получения урана.

Повышенный спрос на последний связан со стремительными темпами роста мощностей ядерной энергетики. Если в 1978 году атомным электростанциям мира потребовалось 32 тысячи тонн урана, то к 1990 году, судя по прогнозам, эта цифра превысит 100 тысяч тонн. Сколько их может «поставить» океан, если известно, что в кубометре морской воды содержится от 2 до 4 миллиграммов урана? А всего в морях и океанах его содержится около 4 миллиардов тонн — почти в 3 тысячи раз больше «сухопутных» запасов капиталистических и развивающихся стран, которые экономически выгодно разрабатывать.

Поиски сорбентов, способных достаточно эффективно извлекать уран из морской воды, ведутся во многих лабораториях мира. В том числе и в нашем Институте геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского Академии наук СССР. В результате последних исследований удалось получить сорбенты, которые, помимо урана, извлекают медь, хром, ванадий, молибден, золото, другие ценные металлы. И следовательно, могут быть использованы для комплексной переработки морской воды.

Но перекачка больших объемов воды все же остается трудной проблемой. Чтобы получать 10 килограммов урана в год, нужно построить установку, способную через фильтры площадью в 25 квадратных метров перекачивать 1 тысячу кубометров воды в час!

А нельзя ли заставить работать течения в океанах? Чтобы ответить на этот вопрос, были проведены натуральные эксперименты, в ходе которых в местах с сильным течением погружались фильтры с нашими сорбентами. Результаты получились обнадеживающие Отсюда и родилась идея: перегородить огромной сетью из сорбента какое-либо место с сильным течением, например Берингов пролив. Расчеты показывают, что полезные вещества, полученные на таком сооружении, по себестоимости будут соизмеримы с добываемыми из земли.

Вот что рассказал член-корреспондент Академии наук СССР, директор Института океанологии АН СССР имени П. П. Ширшова А. Монин.

Ни моряк, ни рыбак, ни исследователь до сих пор не имеют детальных карт рельефа морского дна. Поэтому есть доля правды в том, что дно океана нам известно хуже, чем поверхность обратной стороны Луны или лик Марса и даже Меркурия. Нужды науки, мореплавания, промысла требуют карт, составленных не по точкам и линиям, а по площадям. Первые промышленные образцы сканирующих и многолучевых эхолотов, с помощью которых можно получить рельеф дна в полосе шириной до 40 миль, уже созданы. Еще более обещающим представляется метод акустической голографии, который позволит через 10–20 лет получить детальные карты важнейших районов дна Мирового океана.

В последние годы советские океанологи значительно продвинулись в изучении гидрофизики океана. Одно из крупнейших открытий последнего времени — обнаруженные учеными нашего института синоптические вихри в океане, подобные тем, что мы наблюдаем в атмосфере. Нам удалось разработать теорию этого феномена. Оказывается, прежние представления о течениях в океане как о широких и глубоких «реках» оказались упрощенными. В действительности основная энергия океанских течений — до 90 процентов — сосредоточена в вихрях. А если рассматривать усредненные за несколько месяцев показатели их движения, то мы приходим к тем течениям, которые известны нам со школьной скамьи. Нашими учеными предложен ряд физико-математических моделей, открывающих возможность прогнозировать вихревую изменчивость океана.

Помимо синоптических, открыты и описаны так называемые фронтальные вихри — их можно назвать закрутившимися в спираль. Это отколовшиеся ветви таких струйных течений, как Куросио, Оясио, Северо-Тихоокеанское, Гольфстрим. Моделирование вихревых возмущений важно и для морского транспорта, и при освоении биологических и энергетических ресурсов океана.

Наконец, советские океанологи имеют приоритет в открытии глубинных противотечений, турбулентного движения воды в приповерхностных слоях океана, микротечений в толще вод, вызванных изменчивостью температуры и солености, тонкослойных придонных течений. Много нового дало изучение так называемых внутренних волн в океане, возникающих вследствие вертикальной неустойчивости слоев из-за перепада плотности океанских вод. О важности этих исследований говорит такой факт: считается, что внезапная гибель в 1963 году американской атомной подводной лодки «Трешер» произошла из-за того, что под воздействием внутренней волны она стала неуправляемой.

Таким образом, гидрофизические исследования существенно изменили наши представления о вертикальной и горизонтальной циркуляции вод в океане. Сейчас перед нами стоит задача дать единое объяснение процессов, протекающих в океане, включая и поверхностное волнение. Ученые надеются, что в ближайшие годы поверхностное волнение удастся регистрировать и изучать с помощью океанологических спутников, как удастся создать и международную глобальную сеть океанских автоматических станций, с помощью которых мы сможем получать регулярную информацию, подобную той, какой располагают метеорологи благодаря мировой сети метеостанций.

Озаряющий землю солнечный свет не обходит своим вниманием и толщину водной оболочки планеты, хотя в отличие от суши он не может одарить своим присутствием все ее уголки.

Верхние слои океана буквально пронизаны лучами самого невероятного направления. Об этом эффекте образно рассказывает известный исследователь Тур Хейердал, наблюдавший световые явления в океанской воде во время путешествия на плоту «Кон-Тики». Он пишет, что под водой царит своеобразное освещение, приглушенное и без теней. И не поймешь, откуда свет идет, не то что в надводном мире. Поглощение и рассеивание ослабляют свет в океанской среде. Причем разные участки видимого спектра ослабляются неодинаково, что влечет за собой изменение с глубиной спектрального состава света. Вместе с тем всем океанским водам присуще общее свойство — резкое ослабление с глубиной красного участка спектра.

Изменение спектрального состава света порождает удивительные подводные цветовые эффекты. Например, у раненной гарпуном рыбы подводные охотники видят на глубине зеленую кровь. При подъеме добычи вытекающая из нее кровь приобретает коричневую окраску, потом розовую и уже у поверхности — обычный красный цвет.

По свидетельству погружавшихся во мрак царства Нептуна гидронавтов, после красных лучей пропадают оранжевые, за ними зеленые, последними синие. И тогда наступает вечная ночь. Как говорят подводники, все кругом кажется чернее черного. Таким образом, изменение спектрального состава проникающего в океанскую толщу светового потока как будто ведет к исчезновению с глубиной мира красок. Но на самом деле это не так.

Если осветить мрак глубин ярким белым светом, картина резко меняется. Например, рифы словно взрываются буйством красок. В лучах светильников появляется ослепительная гамма цветов, в которой чаще преобладают сочные красные и оранжевые оттенки. Под стать этому и расцветка обитателей рифов, щеголяющих словно в праздничных нарядах. Не отстают в своей одежде от них некоторые обитатели глубин, где встречаются наряду с бесцветными и черными темно-фиолетовые, коричневые и даже красные, рыбы.

Таящие в себе множество загадок цветовые картины подводного мира являются предметом детального исследования. Тем не менее пока еще трудно однозначно оценить истинную роль цвета в жизненных процессах Мирового океана: отпугивает ли он хищников, приманивает ли добычу…

Несомненно одно — его значение в этих процессах тесно связано с природой распространения и изменения света в жидкой оболочке Земли.

Неожиданные свойства воды исследуются сегодня группой ученых Института физической химии АН СССР. Оказалось, что тонкие приповерхностные слои воды и других жидкостей имеют особые свойства. Изучение этого явления открывает путь к управлению многими технологическими процессами, такими, например, как опреснение морской воды или строительство в зоне вечной мерзлоты.

НАВЯЗАННАЯ СТРУКТУРА

Почему вода жидкая? Почему она может течь, литься, капать? Все дело в ее структуре. Жидкость — промежуточное состояние, в котором вещество уже лишено строгой упорядоченности твердого кристалла, но полного хаоса, присущего газообразному состоянию, в его структуре еще нет. В жидкостях соблюдается лишь «ближний порядок»: на небольших расстояниях частицы расположены более или менее упорядоченно, но по мере их удаления друг от друга этот порядок быстро исчезает. Средние расстояния между частицами этого «ближнего порядка» задаются силами межатомного или межмолекулярного взаимодействия. В воде, например, атомы водорода одной молекулы притягиваются к атомам кислорода другой и т. д. Именно эта чрезвычайно развитая сеть водородных связей и придает воде многие поистине уникальные свойства, позволяя, в частности, говорить, что структура этой жидкости в чем-то сродни структуре кристалла.

Ученые выяснили, что если в свободном объеме вода как бы сама себе задает структуру, то при соприкосновении с твердой поверхностью структура последней начинает «навязываться» граничащему с ней слою жидкости толщиной от 10 до 100 ангстрем (ангстрем равен одной десятимиллионной доле сантиметра). Коль скоро структура этого граничного слоя воды оказывается измененной, иными становятся и его физико-химические свойства, в частности вязкость и способность растворять вещества.

ПАРАДОКСЫ ГРАНИЧНОГО СЛОЯ

Граничный слой воды с измененными свойствами существует, естественно, лишь в зоне, близкой к твердой поверхности. Однако представим, что вода находится в очень тонком капилляре— тоньше самого граничного слоя. И тогда окажется, что вся жидкость в капилляре уже не та, какой она была в свободном объеме. То же самое произойдет, если жидкостью пропитать какое-либо пористое вещество. Но ведь пористые вещества, пропитанные жидкостями, встречаются буквально на каждом шагу. Это и почва, и различные строительные материалы. И во всех этих пористых материалах вода, как выяснилось, имеет вовсе не те свойства, каких от нее следовало бы ожидать.

Одна из серьезнейших проблем, стоящих перед человечеством, — дефицит пресной воды. В разработке экономических методов опреснения морской воды советские специалисты достигли значительных успехов. В частности, среди этих методов весьма перспективным оказалось использование так называемых мембранных фильтров. Суть проста: морская вода продавливается сквозь мембрану, не пропускающую растворенные соли. И в этом «сите», способном отделять ионы от молекул воды, главную роль играют как раз особые свойства граничного слоя. Дело в том, что, как только соленая морская вода попадает в пору мембранного фильтра, она сразу же оказывается как бы в очень тонком капилляре и ее свойства существенно меняются. В частности, меняется ее способность растворять соли. Значит, если с силой продавливать через эту пору соленую воду, то с другой стороны мембраны выдавится вода, содержащая лишь столько соли, сколько ее могло раствориться в граничном слое.

Если же за одним фильтром поставить второй, третий, то в конце концов можно получить воду, практически лишенную солей.

Разумеется, поры мембранного фильтра должны быть очень тонкими, а чем тоньше пора, тем большее давление понадобится для того, чтобы выдавить через нее капельку пресной воды. Получается замкнутый круг: чтобы увеличить производительность фильтра, поры нужно увеличить, а чтобы фильтр работал лучше, их нужно уменьшить…

Изучение свойств граничных слоев позволит, возможно, справиться с этой проблемой: ведь если придать материалу мембранного фильтра способность сильнее притягивать молекулы воды (эта операция носит название гидрофилизации), то толщина граничного слоя существенно возрастет и диаметр пор можно значительно увеличить, не ухудшая способности фильтра опреснять воду.

ПРОТИВ КОВАРСТВА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Значительная территория нашей страны лежит в зоне вечной мерзлоты. Сейчас природные богатства этих мест начинают интенсивно осваиваться. А это значит, что на мерзлом грунте прокладываются дороги, строятся жилые дома и предприятия.

Вечная мерзлота доставляет строителям немало хлопот. Например, если грунт под фундаментом подтает, то здание осядет и может разрушиться. А еще больше неприятностей доставляет так называемое пучение мерзлого грунта: иногда без всяких видимых причин почва под строением или дорожным полотном начинает медленно, неудержимо вспухать, из-под земли выпирает невесть откуда взявшаяся глыба льда, сокрушающая творения рук человеческих.

В чем причина этого явления? Оказалось, что тут не обошлось без граничного слоя. Это было проверено с помощью простых, но эффективных модельных экспериментов. Вода в капилляре была заморожена, и один конец капилляра соединен с баллоном со сжатым газом. Потом температуру стали медленно повышать, но не успела она еще достичь нуля, как ледяной столбик медленно пополз по капилляру!

Сотрудниками Института физической химии было обнаружено и другое явление, имеющее самое непосредственное отношение к морозному пучению грунтов, — так называемый термокристаллизационный перенос. Если в лед, находящийся в капилляре, был вморожен пузырек воздуха, то пузырек начинал медленно перемещаться к более холодному концу: с одной стороны пузырька лед таял и испарялся, а с другой кристаллизовался. Оказалось, что в тонких порах этот процесс значительно ускоряется за счет перемещения вязкого, но незамерзающего граничного слоя воды. Аналогичное явление роста льда в пористых телах и объясняет морозное пучение. Вместе с тем с помощью несложных приемов этот процесс можно не только приостановить, но и повернуть вспять, то есть добиваться «рассасывания» образовавшихся в вечномерзлом грунте ледяных линз.

Учитывая обнаруженные закономерности поведения льда в пористых телах, удалось дать и научно обоснованные рекомендации по созданию морозостойких строительных материалов: ведь, изменяя свойства поверхности пор, можно регулировать и свойства граничного слоя, а значит, предотвращать образование скоплений льда, способного разрушить и кирпич, и бетон, и другие строительные материалы.

«Человечеству грозит убийственная жажда», — предупреждают футурологи-пессимисты. Насколько серьезны такого рода предсказания?

Спору нет, ситуация отнюдь не беспроблемна, а кое-где и весьма тревожна. В десятках стран ощущается постоянный дефицит пресной воды, многие государства жестко нормируют ее потребление в засушливые годы, а иные даже ввозят воду наряду с прочими импортными товарами (Голландия и ФРГ, например, из Норвегии и Новой Зеландии).

1981–1990 годы объявлены ООН Десятилетием питьевой воды. Трудности с обеспечением ею испытывают приблизительно два миллиарда людей.

Чтобы как можно лучше удовлетворить растущий спрос на нее, предстоит сделать очень многое. Прежде всего надо точнее оценить ресурсы пресных вод в каждой местности, стране и на Земле в целом, наладить более рациональное, максимально бережное их использование и т. д.

Задачи сложные, однако реальные. Свой вклад в их решение вносят советские специалисты. Примером могут служить итоги проведенных ими крупномасштабных исследований: Атлас мирового водного баланса (50 карт, составленных по данным почти 70 тысяч метео- и гидрологических станций) плюс монография «Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли»— детальный анализ по всем регионам планеты. Эти работы не имеют аналогов в мировой практике. По решению ЮНЕСКО оба труда опубликованы на английском и испанском языках. Авторский коллектив, подготовивший монографию и атлас, удостоен Государственной премии СССР за 1981 год.

«ПЛАНЕТА ВОДА» — ИСПОЛИНСКАЯ, НО НЕ БЕЗДОННАЯ БОЧКА

Земля из космоса выглядит скорее как «планета Вода», ибо в отличие от иных небесных тел имеет мощную гидросферу, под которой прячет более двух третей своей тверди. Но в основном это соленая вода. А пресная в общем объеме составляет менее 2,5 процента, в том числе наиболее доступная нам (не считая полярных льдов) — всего 0,3 процента.

Человечество потребляет на разные нужды уже около 2600 кубических километров — почти 6 процентов всей пресной воды. Но с ростом мирового хозяйства и населения расход увеличивается и может достичь 6 тысяч кубических километров в 2000 году.

Ясно, нельзя не учитывать ограничения экологического порядка. Так, если промышленные жидкие сбросы не очищены, то для обезвреживания нужно часто 15-кратное, а то и 40-60-кратное разбавление; если очищены — шестикратное как минимум. Если не принять соответствующих мер, в начале XXI века на это будет тратиться чуть ли не весь годовой сток рек мира. Очевидно бережное отношение, все более настоятельное.

Правда, немалые надежды возлагаются на опреснение морской воды. Оно успешно осуществляется в нашей стране, например, на Шевченковской атомной электростанции на берегу Каспийского моря и на других крупных установках, каких на Земле уже немало. Но их вклад пока весьма скромен. Если рассчитывать на этот, метод, то не в ближайшем, а в отдаленном будущем. То же самое можно сказать о перспективе утолять жажду водой, получаемой из водорода и кислорода или из растопленных атомным теплом льдов Антарктиды и Гренландии.

ПРОБЛЕМЫ, ПОИСКИ, РЕШЕНИЯ

Какие же решения более реальны сегодня? Одно из них таково: утилизировать бытовые и некоторые промышленные жидкие отходы (например, не спускать в реку или озеро, а поливать ими поля). Земли при этом не только увлажняются, но и удобряются. Применительно к техническим и даже кормовым культурам этот метод проверен долголетней практикой в целом ряде колхозов и совхозов.

Понятно, не все стоки годятся для орошения. Многие способны лишь загрязнять окружающую среду. Тогда можно и нужно переходить на замкнутые циклы. Именно это решение представляется сейчас важнейшим. Оно выгодно втройне: экономится вода (ее после очистки используют снова и снова), не наносится ущерб природе, из отходов извлекаются ценные вещества.

Третье направление: снижать потребление воды производством с помощью совершенных технологий. Есть и другие возможности. Так, крупные регулирующие водохранилища в нашей стране позволяют увеличить гарантированный речной сток. Прибрежные лесонасаждения сдерживают высыхание водоемов. На орошение идет не-опресненная морская вода (слабосоленая, как, допустим, балтийская). И так далее.

Решаемые в нашей стране задачи порой беспрецедентны по сложности и размаху. Например, мелиорация переувлажненных почв в Белорусском Полесье и Нечерноземной зоне РСФСР, ирригация на сотнях тысяч гектаров в Голодной и Каршинской степях, Мургабском и Тедженском оазисах в Средней Азии, прокладка гигантских каналов Иртыш — Караганда, Днепр — Донбасс, Северо-Крым-ского и других.

Речной сток в нашей стране распределен неблагоприятно: в основном (80 процентов) он устремлен к арктическим и дальневосточным берегам. Повернуть часть его в южные засушливые края — Казахстан, Среднюю Азию, на Южный Урал, Северный Кавказ, к Каспию — предусматривается разрабатываемыми сейчас проектами.

КООРДИНАЦИЯ УСИЛИЙ В НАЦИОНАЛЬНЫХ И МЕЖДУНАРОДНЫХ МАСШТАБАХ

В СССР составлена Генеральная схема комплексного использования и охраны водных ресурсов. С ней будут согласовываться программы научно-технического прогресса на 20 лет (до 2005 года) — региональные, республиканские, общесоюзная. Резко улучшить природопользование намечено принятыми XXVI съездом КПСС «Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981–1985 годы и на период до 1990 года». Дальновидная стратегия — залог оптимизма.

«Трудно в обозримой перспективе представить ситуацию, когда бы пришлось говорить об исчерпании вод», — пишет член-корреспондент АН СССР Григорий Васильевич Воропаев, директор Института водных проблем Академии наук СССР. Разумеется, нельзя забывать: успех в этом важном деле предопределяет координация сил и средств не только в национальных масштабах. Многие реки, озера, моря омывают берега самых разных стран. Впрочем, и в этих случаях есть выход — расширение межгосударственного сотрудничества.

Долгое время редкое природное явление, наблюдавшееся в верховьях Сухоны, считалось экзотической достопримечательностью, не находя себе объяснения.

Дело в том, что весной, как только здесь приходят в движение льды и начинается половодье, Сухона… поворачивает вспять. Две, а то и три недели вопреки всем законам природы она течет не из Кубенского озера, как обычно, а в него.

Причину каприза реки разгадали участники специальной экспедиции вологодских гидрологов. Оказывается, Вологда и Лежа, притоки/Сухоны, приняв талые воды, становятся в половодье так стремительны, что, впадая в Сухону, перерезают двойным потоком ее русло, превращаясь в своеобразные плотины. Вода преграждает путь воде! Так образуется перепад высот, и Сухона поворачивает вспять.

Гидрологи предложили использовать это явление для практических нужд. Если — предлагают они — чуть ниже слияния Сухоны с Лежей построить настоящие плотины, временный отток можно сделать постоянным. А это позволит перебрасывать излишки вешних вод через Мариинскую систему без дополнительных энергетических затрат.

Не каждый знает, что под ногами москвичей находится море. Нет, не подземные реки, а именно море. Настоящее, соленое. Как же оно появилось?

Некогда это море простиралось на поверхности земли, там, где ныне расположены Москва и Подмосковье. Но геологические преобразования изменили со временем профиль этого участка нашей планеты, и море покинуло прежние берега. Однако оно не отступило, как это чаще бывает, к океану. Воды его ушли в недра и были остановлены твердой кристаллической платформой, которая стала дном этого нового, подземного моря.

О море гигантских размеров, находящемся, по мнению гидрогеологов, не только под нашей столицей и ее пригородами, но и под рядом областей Центральной России, узнали недавно. А произошло это так. Академик И. Губкин, прославившийся открытием важных нефтегазовых провинций, не однажды обнаруживал нефть в пластах девонского периода. Эти пласты образовались от 410 до 350 миллионов лет тому назад. Для геологов такие цифры многое значат. Чем дальше в историю земли, тем глубже находятся слои горных пород, родившиеся в тот или иной период. Губкин решил искать «черное золото» в девонских пластах под Москвой.

В истории науки нередки случаи, когда ученые ищут одно, а находят другое. И на этот раз при бурении было обнаружено неожиданное богатство — соленая вода.

Что же представляет собой это море? Попробуем вместе с бурильщиками проникнуть в его глубины. Уже в 70— 270 метрах от поверхности земли мы встретим питьевую воду, вкусную и доброкачественную. Но это еще не море.

На глубине от 335 до 520 метров пласты богаты целебной «Московской минеральной». По своему составу она близка к «Боржоми» и «Ессентукам». Одну из скважин пробурили в Останкине, на территории завода фруктовых вод. Там добывают минеральную воду и наполняют ею бутылки со знакомой многим этикеткой. Но и это еще не море. С его поверхностью бурильщики встречаются на глубине 815 метров.

Солей еще больше на глубине 1070–1340 метров. Оттуда поднимают крутой рассол с 262 граммами солей в литре.

Скважины для добычи древней морской воды пробурены рабочими треста Промбурвод Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР. Одна из скважин — на Московском мясокомбинате, что на улице Талалихина. Раньше всю соль, необходимую для этого предприятия (на соли работают и холодильные установки), привозили из Соликамска. Теперь в этом нет нужды.

На улице Талалихина есть еще одна скважина — при бальнеологической лечебнице. Пробурены скважины и в ряде подмосковных санаториев — «Дорохово», «Монино», «Архангельское» и другие.

Морской водой из подземной скважины пользуются и в Московском олимпийском центре водного спорта, построенном в Первомайском районе столицы. Здесь в бассейне с морской водой тренируются юные пловцы из различных спортивных школ.

На поиски следов исчезнувших рек отправились студенты-геодезисты Сибирского автомобильно-дорожного института.

Известно, что в древние времена Западно-Сибирскую низменность покрывала густая сеть рек. И сейчас прослеживаются остатки сухих русел, прерываемых цепочками мелеющих озер. На одной из первых карт Сибири можно увидеть вытянутое в длину огромное озеро, по которому первопроходцы на баркасах переправлялись из Иртыша в бассейн Оби.

Участники экспедиции, применяя методы геодезических съемок, получат данные о естественном изменении уровня древних речных долин. Эти сведения могут оказаться полезными в будущих изысканиях для обводнения обширных совхозных и колхозных угодий.

До сих пор ученые-экологи не относили воду к числу веществ, загрязняющих атмосферу. Это действительно так, но до некоторой степени.

Доктор физико-математических наук В. Красовский из Института физики атмосферы Академии наук СССР и сотрудники его лаборатории обнаружили повышенное содержание паров воды в верхней атмосфере нашей планеты. Как показали анализы оптического излучения ионосферы Земли, количество их неуклонно возрастает. Земля, вращаясь вокруг своей оси, как бы сгоняет эти пары к своим полюсам. В результате, как показывают наблюдения, интенсивность ионизации в полярных и заполярных районах за последние годы понизилась в целом на 10 процентов.

А ведь ионосфера, как известно, предохраняет Землю от повышенной солнечной радиации, от других вредных для жизни лучей.

Одним из виновников подобного «растворения» ионосферы, по мнению ученых, являются пары воды, образующиеся в результате сгорания ракетного топлива на высотах свыше 80 километров. Справка: запуск одного космического корабля «Аполлон» добавил в ионосферу тысячу тонн воды.

Перед учеными сейчас стоит серьезная задача выявления механизма естественного проникновения паров воды из нижних слоев атмосферы в верхние. Не следует забывать и о других примесях веществ, заносимых на космические высоты. Все это влияет на состояние верхних слоев атмосферы, а следовательно, и на нашу погоду.

Исследования продолжаются.

Как возникла нефть в недрах Земли? В поисках ответа на этот спорный вопрос и родилась гипотеза, что немалую роль в образовании запасов «черного золота» играют… облака. Извержения вулканов, дыхание растений, а в последнее время и промышленные выбросы постоянно поставляют в атмосферу большое количество углекислого газа.

Здесь часть его в результате сложнейших химических и фотохимических реакций превращается в углеводороды, которые в виде мельчайших частиц — аэрозолей — скапливаются в облаках. Вместе с дождевыми каплями эти углеводородные соединения попадают на поверхность Земли, а затем — и в ее недра.

На первый взгляд эта гипотеза кажется фантастической. Но в ее пользу говорят результаты фонового аэрозольного эксперимента, который недавно, провели в районе высокогорного курорта Абастумани сотрудники расположенной здесь астрофизической обсерватории АН Грузинской ССР и Института республиканского управления по гидрометеорологии и контролю природной среды совместно с московскими и литовскими коллегами.

Одновременно исследователи установили, что многие из природных аэрозолей обладают целебными свойствами: они угнетают болезнетворные бактерии, способствуют более интенсивному обмену веществ в организме.

Слоновая кость попадала в средневековую Европу из Индии и Африки. Из нее вырезали шахматные фигурки, шкатулки, ожерелья. И совершенно неожиданно резчики и ювелиры стали получать слоновую кость не с юга, а с севера — из холодной Московии. Удивление еще более возросло, когда стало известно, что добывают ее даже не в Московии, а в Сибири, более того — в основном на берегах самых далеких арктических морей и на их островах, где климат особенно суров. Лишь в начале прошлого века стало ясно, что бивни принадлежат не южным слонам, а их древним мохнатым родичам — мамонтам. Вечная мерзлота Якутии сохранила не только великолепные, удивительной свежести, как будто только вчера закопанные бивни и кости, но и части туш, и целые тела этих исполинов.

В зоологическом музее в Ленинграде отведен специальный мамонтовый зал для демонстрации этих находок. Ленинградские школьники запросто ходят на экскурсии к находящемуся в большом стеклянном саркофаге, всемирно известному, почти целому березовскому мамонту. Недавно в Японии имела огромный успех советская выставка «Мир мамонта». Особым же вниманием пользовалась мумия мамонтенка Димы, найденная бульдозеристом Анатолием Логачевым у ручья Дима на Колыме. Но мир мамонта открывается перед современной наукой такими темпами и поражает специалистов такими своими особенностями, что реальная экспозиция на эту тему заставила бы вздрогнуть, пожалуй, даже самых смелых писателей-фантастов.

Один из авторов этой статьи уже пять лет исследует удивительные ледяные земли, сохранившиеся только на самом севере Якутии. Таких земель нет нигде больше во всем мире. И мировая наука очень мало знакома с этим феноменом. На неприступных ледяных откосах тут и там выступают изо льда черные пирамиды грунта. Из них во многих местах, как красноватые бревна, торчат исполинские кости.

И сегодня на этих берегах добывается великолепная слоновая кость (в 1981 году на международном аукционе в Ленинграде было продано около ста бивней мамонтов, собранных бригадой ленинградского геолога А. Голубева).

Но все-таки, скажете вы, как они жили в глубине Арктики в разгар суровых ледниковых эпох? Ведь не был же это какой-то неземной, инопланетный мир?

До конца последней ледниковой эпохи, то есть десяток тысяч лет назад, попав в Арктику на нынешние берега Ледовитого океана, мы не увидели бы… никакого океана. Только степи, бескрайние мамонтовые степи, возможно, до точки нынешнего Северного полюса, до самых островов Канарского архипелага.

Степи? На чем, уж не на льду ли океана? Да, но не на таком, битом и дрейфующем льду, как сейчас, а на мощнейшем едином, ледяном панцире. При резком понижении температуры в ледниковые эпохи не мог Ледовитый океан не реагировать на холод, как не могла не среагировать, скажем, бочка воды, вынесенная на мороз. Плавучие льды спаивались в единый мощный панцирь. А это означает, что вместо океана в Арктике создалась своего рода суша.

Ее так и называют «климатическая суша». Формировала она отнюдь не морской, а резко континентальный климат. Получалось, что нынешние северные материки, Северная Америка и наша Евразия, спаивались в ледниковое время еще одним, плавучим, «ледяным материком», который называют Арктидой.

Климат в Арктике был тогда «сверхконтинентальный». Здесь создавался мощнейший «вечный» антициклон с безоблачным, как это свойственно антициклонам, небом, что зимой приводило к чудовищным морозам. Вот когда было необходимо мамонтам, овцебыкам, арктическим якам и бизонам мощное «юбочное одеяние» из длинных и густых волос, спускавшихся с боков почти до земли. Вот когда расходовались на жизнь огромные запасы жира, накопленного в их могучих горбах. А пищей была трава, правда, сухая, замороженная, но не покрытая снегом. Целый океан сухих трав, ибо лед на океане был посыпан землей. Откуда?

Ледниковые эпохи знаменуются не только развитием ледников и мерзлоты. Бескрайние сухие степи покрывали в ту пору всю северную Евразию. Тучи пыли клубились над сухими мерзлотными степями Европы, Сибири и Северной Африки.

Пыль стояла столбом над сухими мамонтовыми степями. И конечно, эта пыль доносилась через верхние слои атмосферы в Арктику и выпадала там на морские льды. Была сначала налетом, а потом превращалась во все более утолщающиеся слои лесса.

Летом с безоблачного неба начинало светить круглосуточное, незаходящее арктическое солнце. Температура резко поднималась, особенно на поверхности темной земли. Это создавало идеальные условия для бурного роста трав, ибо неглубоко под землей залегал лед, который слегка подтаивал и увлажнял почву. По мере накопления и утолщения слоя лесса в нем самом начинали расти мощные ледяные жилы и сейчас растут в северных тундрах. Они образуются в результате глубокого растрескивания вечномерзлотной земли.

Как же мог образоваться лед в крайне сухом климате мамонтового мира, если в Арктике климат тогда был суше, чем сейчас в Сахаре?

Но если в пески Сахары заложить, например, холодильные трубы от какого-то гигантского промышленного холодильника, то завтра вокруг них песок станет мокрым, а послезавтра замерзнет. Откуда берется вода? Это пары, поступающие из воздуха и стремящиеся в сторону конденсации, туда, где воды не хватает. Такое явление можно наблюдать даже в домашнем холодильнике.

Этот феномен, столь скромный в нашем быту, в ледниковые эпохи «вырвался» на просторы мамонтового мира и формировал грандиозные подземные льды. В исследованных нами остатках Арктиды, в ледяных землях Северной Якутии, льда, собственно говоря, больше, чем самой минеральной земли. Он составляет девять десятых объема всех отложений в толще до 35–45 метров. Лессовая пыль осталась в нем в виде отдельных столбов, зажатых в лабиринте ледяных жил. Эти малоисследованные ледяные земли арктической Якутии являются остатками растаявшего лессово-ледового материка — Арктиды.

Так стоит ли удивляться, что именно 10 тысяч лет назад, будто сраженные космической катастрофой, вымерли арктические слоны-мамонты? Ведь исчезли не одни они. Погиб целый мамонтовый мир. Вымерли арктические бизоны, лошади, арктические сайгаки, арктические яки, азиатские овцебыки, шерстистые носороги и многие другие обитатели этого мира.

На месте ледяной мамонтовой «суши» вскрылся огромный арктический океан. В зоне его воздействия климат стал влажным, морским. Сплошные низкие тучи заволокли богатейшие северные земли. И там, где расстилались мамонтовые степи, развивались болотные тундры, бескрайние лесотундры, а еще южнее — непролазная тайга. Эта ландшафтная катастрофа целиком погубила мамонтовый мир. А человек, лишившись богатейших охотничьих угодий, вынужден был, дабы не разделить ту же печальную участь, создавать новую культуру так называемого неолита, переходить к одомашниванию ставших редкими животных и растений. Крушение мамонтового мира, гибель Арктиды дали в конечном счете могучий толчок и к созданию нашей цивилизации…

А что дает мамонтовый мир сегодня, кроме великолепной ископаемой слоновой кости? На Чукотке по предложению и под руководством магаданских мерзлотоведов разворачивается крупный промышленный эксперимент по широкому распространению и поддержанию реликтовых высокотравных арктических лугов — останков древней мамонтовой лугостепи. Их создают на месте искусственно осушаемых в тундре озер. Столица Чукотки, город Анадырь, уже полностью обеспечивается молочной продукцией собственного мясо-молочного совхоза «Северный», который лет семь получает все сочные и грубые корма с местных лугов. Экономический эффект в рамках только одного этого хозяйства достиг 7,5 миллиона рублей.

Опыт Чукотки особенно интересен в связи с освоением ископаемых ресурсов Крайнего Севера и увеличением населения в этих районах. Ведь в Норильск сено привозят в трюмах теплоходов, а на Чукотке урожай «мамонтовых трав» достигает 300 центнеров с гектара — в зеленой массе. Подсчитано также, что на Севере, около 10 миллионов гектаров озерных земель, которые можно освоить под реликтовые луга

«10 мая 1978 года, дер. Коротычино Подольского района Московской области. В 10 часов утра началась гроза. Одновременно с ужасным грохотом близкого разрыва линейной молнии на выключателе появился светящийся шар лилового оттенка величиной с человеческую голову. Через мгновение загорелся выключатель. У меня мелькнула мысль, что если загорятся обои, то сгорит и наш деревянный дом, и вся наша деревня. И с размаху ударила ладонью по шару и выключателю. Шар сразу же распался на множество мелких шариков, упавших вниз. Я с трудом стряхнула с руки кусочек горевшего выключателя. Тут же раздался гром, и на оставшейся половине выключателя появился огненный шарик величиной с кулак. Через секунду этот шарик исчез. И тут только появился страх. Рука у меня сгорела до кости. Кожа на пальцах почернела и обуглилась…»

(Т. В. Васильева)

«Несмотря на опубликованные за последние 125 лет тысячу с лишним наблюдений и без малого два десятка подробных и углубленных анализов этой проблемы, включая две монографии, шаровая молния остается одной из величайших загадок грозовой активности». Это мнение автора монографии о шаровой молнии С. Сингера, высказанное еще десять лет назад, остается справедливым и по сей день.

К непонятной спутнице обычной линейной молнии приковано самое пристальное внимание ученых. С историей ее изучения связаны имена таких крупных советских исследователей, как С. Капица, Я. Френкель, А. Компанеец. Общее число гипотез, моделей и теорий этого непонятного природного феномена перевалило за две сотни. Но все, что мы можем сегодня с уверенностью утверждать о шаровой молнии, относится к ее внешнему виду. На вопросы же: из чего она состоит? где и как образуется? почему в одних случаях, не причиняя никакого вреда, тихо гаснет на глазах у свидетелей, а в других — взрывается, вызывая разрушения, и убивает людей? — ответов пока нет.

Почему же всесильная современная наука пасует перед проблемой шаровой молнии? Ведь в этом случае ученые имеют дело с классической задачей о структуре «черного ящика»: по известным свойствам восстановить неизвестную структуру. Задачи такого типа ученые давно научились решать. В чем дело? Ответ может быть только один: не все свойства шаровой молнии известны. А так как в лабораторных условиях шаровую молнию получить не удается, то и пополняется список свойств этого грозного явления природы весьма медленно. Ведь единственным источником новой информации о шаровой молнии остаются свидетельства очевидцев поведения ее в естественных условиях.

С целью уточнения и пополнения списка свойств шаровой молнии на физическом факультете Ярославского государственного университета был создан Центр по сбору и обработке информации о наблюдениях шаровых молний. За это время собранно более трех тысяч новых описаний этой редкой формы грозового электричества. Но такого количества данных все еще недостаточно для составления полного и достоверного списка ее свойств. Ибо наиболее редко встречающиеся ее свойства (типа способности к излучению жестких электромагнитных волн) представлены пока одним-двумя десятками не совсем корректных описаний. В итоге вопрос о существовании таких свойств поставлен, а однозначного ответа на него нет.

В сентябре 1959 года тайфун «Вера» нанес Японии убытки на сумму более 1,2 миллиарда долларов. Погибло и пропало без вести около 5 тысяч человек, и почти 36 тысяч японцев получили ранения. Было разрушено более 140 тысяч зданий. Таких примеров в судьбе жителей Тихоокеанского побережья островов, к сожалению, немало.

Тайфуны, возникающие в северо-западной части Тихого океана, являются наиболее мощными тропическими циклонами. Они несут в себе огромные запасы воды. Отмечены случаи ливней с интенсивностью осадков 302 миллиметра в час. Нетрудно подсчитать, что за сутки слой воды достигает 7,2 метра. Вот почему тайфуны вызывают сильные наводнения, землетрясения, штормовые нагоны, оползни, обвалы.

Мощность супертайфуна приравнивается к мощности водородной бомбы приблизительно в двести мегатонн, а энергия, расходуемая таким тайфуном за время своего существования, в несколько раз больше этой гигантской величины. Можно ли необузданную силу природы приручить, заставить работать не во вред, а на благо людям? В нынешний век развития прогресса эта задача вполне реальна.

Представим себе такую картину недалекого будущего. На востоке нашей страны созданы радиолокационная и авиационная службы слежения за тайфунами, выходящими на районы Советского Дальнего Востока. Снимки с искусственных спутников Земли точно определяют «глаз бури», возможную траекторию смещения тропического циклона, его мощность при выходе на материк. Постоянно действующий отряд авиаразведчиков тайфунов на специально оборудованных самолетах с большим радиусом действия поднимается по тревоге в воздух…

Уже сегодня ясно, что снизить материальный ущерб от тропических циклонов можно только путем искусственного воздействия на их облачные системы, управляющие процессом развития тайфунов и ураганов. Задача — ослабить силу ветра, превратить тайфун в более слабый тропический циклон. Практически это будет выглядеть примерно так. Самолет приближается к циклону. В кольцевой зоне его сосредоточены мощные кучево-дождевые облака. Но в центральной части радиусом 20–30 километров вообще тихо и солнечно. Это так называемый «глаз бури». Ширина же штормовой зоны — 80—100 километров. Нужно расширить «глаз бури» и всю штормовую зону. В правую, по направлению движения, часть тайфуна с самолетов или ракет выбрасывается йодистое серебро, твердая углекислота или другие химические реагенты. Это вызывает развитие кучево-дождевых облаков. Реагенты, являясь искусственными ядами конденсации, стимулируют фазовый переход воды из газообразного состояния в жидкое или из жидкого в твердое. Высвобождается скрытая тепловая энергия, часть которой расходуется на развитие новых облаков.

Частицы йодистого серебра очень быстро разносятся ветром и вызывают образование множества ледяных кристаллов. Происходит саморазвивающаяся цепная реакция. Процесс образования льда из влажного воздуха сопровождается выделением большого количества тепла. Нагретый воздух устремляется вверх. Стена облаков, окружающая «глаз бури», разрушается, а на некотором удалении от нее возникает новая. Так центральная часть урагана расширяется, теряет свою силу. А вызванный искусственным путем дождь обезвоживает облака, и они рассеиваются. В практике отмечалось, что активное воздействие на ураганы приводило к уменьшению скорости ветра на 10–15 процентов, а «глаз бури» расширялся на 18–20 километров.

Есть и другие методы воздействия на ураганы.

В частности, рассеивание угольной пыли на периферии тайфунов. Находясь во взвешенном состоянии, пыль поглощает солнечную радиацию и вызывает «перегрев» части циклона, что приводит к уменьшению температурного градиента между «глазом бури» и периферией циклона. Перспективными являются методы воздействия на ураганы, основанные на уменьшении передачи скрытой теплоты путем охлаждения водной поверхности. Можно также изменить траекторию урагана в сторону холодного течения или в места с более холодной поверхностью океана. Представляют интерес и методы воздействия на крупномасштабные элементы циркуляции, влияющие на эволюцию и динамику ураганов. Например, если разрушить над ураганом тропосферный антициклон, то это вызовет отток воздушных масс из урагана.

Наибольший ущерб от тайфунов, выходящих на районы Дальнего Востока нашей страны, связан с выпадением интенсивных осадков. Чтобы избежать наводнений, целесообразнее всего, думается, отклонить траекторию движения тайфунов от населенных районов и «выжать» влагу из циклона в безопасном месте.

Технические средства — самолеты с генераторами химических реагентов, ракеты наземные и установленные на научно-исследовательских судах. При приближении тайфунов к гористым берегам Приморья, Сахалина и Хабаровского края их симметрия резко нарушается. Особенно большие ливни проходят тогда, когда тайфуны приближаются к районам Советского Дальнего Востока по траекториям с юга на север и с юго-востока на северо-запад.

Подходя к островам или материку, тайфун вызывает штормовые приливы, нагоны воды. Наиболее высокие приливы наблюдаются в узких и длинных бухтах, когда время прохождения центра тайфуна совпадает со временем полной воды. Гидрологическая ситуация минувшего лета, когда тайфуны вызвали катастрофические паводки, селевые потоки, оползни, убедительно показала, что дальневосточным ученым надо глубже исследовать эти явления природы.

Целесообразно создать в крае научно-экспериментальный полигон по изучению воздействий интенсивных атмосферных осадков тайфун ного и фронтального происхождения на природные процессы — переувлажнение, выщелачивание и смыв почвы, эрозионно-оползневые явления, наводнения и русловые деформации.

Авиационная и радиолокационная службы слежения за тайфунами наряду с метеорологическими спутниками, вычислительным центром, системами связи, обработкой информации явятся одними из компонентов автоматизированной системы оповещения и предупреждения тайфунов на Советском Дальнем Востоке.

Недалеко то время, когда ученые найдут способы управления тайфунами и поставят на службу человечеству колоссальные запасы энергии тропических циклонов.

Во время последнего извержения дальневосточного вулкана Тятя на острове Кунашир в 1973 году туча из газа и пепла поднялась на высоту более десяти километров. Мощность извержения специалисты оценивали в десятки миллионов лошадиных сил.

Когда Тятя «заговорит» в следующий раз? Это может предсказать температура, которая характеризует процессы, происходящие в глубинах вулканического конуса. Для ее измерения вулканологи предложили оригинальный способ. На станции «Орбита-2» близ Южно-Курильска установлена чувствительная аппаратура, которая принимает сигналы от массы вулкана. Сравнивая тепловой поток с сигналом от соседних неразогретых вершин, она довольно точно определяет температуру горы. Ученые полагают, что раньше чем через сто лет извержения не предвидится.

Резкие и внезапные перепады температуры зарегистрированы советскими учеными в стратосфере над полярными районами Земли. По данным радиозондирования, в Арктике и Антарктиде на высоте 50 километров температура за несколько часов может возрасти на сорок градусов по Цельсию.

Очаги таких «взрывов» образуются, как правило, над геомагнитными областями и мигрируют затем на огромные расстояния вне зависимости от метеорологических условий. Механизм этого явления исследователи из Арктического и Антарктического научно-исследовательского института объясняют взаимодействием корпускулярного излучения Солнца на границе открытого космоса.

Разгадка «тепловых взрывов», предложенная ленинградскими аэрологами, интересна не только в научном, но и в практическом отношении. Такие явления — надежные предвестники магнитных бурь.

Ученые давно предостерегают: выбрасываемый в атмосферу углекислый газ может окутать Землю сплошной пеленой, непроницаемой для тепловых лучей. И из-за «парникового эффекта» наша планета просто перегреется. Но одновременно исследователи недоумевают: при столь бурной деятельности человека накопление углекислого газа в атмосфере явно должно идти быстрее. Почему этого не происходит?

Роль покрывающих сушу лесов до сих пор остается не очень ясной: то ли они способствуют накоплению угле кислого газа, то ли поглощают его. Океанологи считают, что Мировой океан может поглощать не более 40 процентов выбросов. По всем данным, в атмосфере остается лишь около 50 процентов углекислого газа, образующегося в результате сжигания различных видов топлива. А куда «пропадают» еще 10 процентов?

Ученые пришли к выводу, что виновник этой «пропажи» — Мировой океан. До сих пор считалось, что в кругообороте углекислого газа главную роль играет планктон — мельчайшие водоросли, покрывающие 360 миллионов квадратных километров поверхности планеты. И практически не брались в расчет крупные морские растения. А между тем, как считают ученые, они могут ежедневно запасать до 1 миллиарда тонн углерода. Причем как «хранилище» они куда надежнее планктона, который быстро погибает и возвращает углекислый газ в окружающую среду. Крупные же растения нередко опускаются на дно, переносят углерод на большие глубины, питают им раковины.