Я познаю мир. Арктика и Антарктика

Все это привело к тому, что в Антарктиде собрано уже несколько десятков тысяч метеоритов! Среди них есть и лунные осколки, и марсианские, и множество других.

А один из множества здешних метеоритов, очень похожий на осколок марсианской горной породы, содержит отпечаток чего–то напоминающего живой организм. Если подтвердятся предположения о марсианском происхождении метеорита и о том, что отпечаток принадлежит живому когда–то существу, значит жизнь на Марсе по меньшей мере была, а может быть, есть и сейчас.

Земля заполярья

Атмосферой (от греческих слов atmos – пар и sphaira – шар) называют газовую оболочку планеты, привязанную к ней силой тяжести.

Не все планеты обладают атмосферами (например, у Меркурия .ее нет), но у большинства (Венеры, Земли, Марса и других) они есть – густые или разреженные, тонкие или толстые. Земная атмосфера содержит приблизительно 5 150 триллионов тонн газов и представляет собой смесь различных газов с капельками воды, кристалликами льда, пылинками и так далее. Первым установил это французский ученый Антуан Лоран Лавуазье в X веке. До его исследований люди были убеждены в том, что воздух, из которого состоит атмосфера, – единое простейшее вещество. Считалось, что (вместе с огнем, водой и землей) воздух образует все другие вещества в природе. Теперь мы знаем, что воздух состоит из многих химических элементов и их соединений. При этом количество их в атмосфере остается примерно постоянным на протяжении многих лет.

Самый распространенный газ в атмосфере – азот, его в ней больше трех четвертей. Однако более важен другой газ – кислород. Животные и растения поглощают его в процессе дыхания. Но растения, кроме того, и выделяют его в процессе фотосинтеза, поэтому количество этого газа в атмосфере остается практически постоянным (немногим больше двадцати процентов).

Важны для нас и некоторые другие газы, содержащиеся в воздухе. Особенно – водяной пар, углекислый газ и озон.

Озон, например, хотя его и немного в воздухе, играет роль защитного экрана: он поглощает часть ультрафиолетовых солнечных лучей. Полезные и даже приятные в небольших дозах (именно с ними связан загар кожи), лучи эти оказываются вредными, если их слишком много. Если бы не озон (обычно говорят – озоновый слой, хотя частицы озона вовсе не образуют какого–то отчетливого слоя), ультрафиолетовые лучи оказались бы способны привести к заболеваниям. Но в атмосфере появились озоновые дыры! О них – особый разговор, тем более, что обнаружили эти дыры над Антарктидой.

А ниже атмосферы располагается гидросфера планеты. «Ниже» означает «ближе к центру Земли», то есть ближе к тому месту, куда влечет нас притяжение. Нет притяжения, нет и «низа». Достаточно вспомнить репортажи с космической станции: на них видно, что космонавтам безразлично, где сидеть или стоять – на полу, на стене или на потолке. Нет притяжения!

Так вот, ниже воздушной оболочки – оболочка водная, гидросфера (от греческого hidor – вода и sphaira – шар). И у воды полярных регионов тоже есть своя специфика. О ней – тоже речь впереди.

Материки и океаны

Глядя на свою планету со стороны, из космоса, мы обнаружим, что три четверти ее покрыты водой. И имя «Океан» было бы ей более к лицу, чем «Земля». Почему же вода не покрывает всю ее поверхность? Воды бы хватило вполне (ведь средняя глубина океанов – около четырех километров). Дело в том, что поверхность планеты – не ровная, Земля вовсе не похожа на бильярдный шар. Ее поверхность представляет собоь сочетание множества неровностей – и больших, и маленьких, и совсем крошечных. Их называют формами рельефа, а все вместе они представляют собой рельеф Земли.

Крупнейшие среди них – материки и впадины океанов. Правда, по планетарным меркам они не так уж велики. Радиус Земли – больше 6 300 километров, высота самой высокой горы (Эвереста, или Джомолунгмы, в Гималаях) – чуть меньше девяти километров над уровнем моря, глубина самой глубокой впадины (Марианской в Тихом океане) – чуть больше одиннадцати. Таким образом, размах высот на поверхности Земли – около двадцати километров. То есть меньше одной трехсотой части ее радиуса. Если взять обычный школьный глобус диаметром около тридцати сантиметров, то и высота Эвереста, и глубина Марианской впадины (в том же масштабе) составили бы на нем примерно две сотые доли миллиметра.

С чем же связано появление этих неровностей? Насколько мы себе сейчас представляем, первоначально Земля представляла собой раскаленный шар, состоявший из расплавленной массы вещества. Затем шар начал остывать, и на поверхности его возникла тонкая застывшая корка горных пород – земная кора. А под ней, в продолжающей оставаться раскаленной до сих пор мантии Земли, происходят медленные, но мощные круговые (вверх – в стороны – вниз) движения вещества. Там, где мантийные потоки поднимаются, они раскалывают земную кору и по образовавшимся трещинам происходят извержения вулканов. Изверженные породы застывают, образуя новые порции земной коры. Там, где эти потоки движутся под земной корой горизонтально, они переносят части земной коры с места на место. Эти части (их называют литосферными плитами) иногда сталкиваются между собой. И в местах столкновений они наползают друг на друга, сминаются в складки. Рождается новая, гораздо более толстая, земная кора. Она настолько толста и прочна, что в дальнейшем очень редко раскалывается под действием мантийных потоков. Зато по краям к этим, утолщенным, областям присоединяются все новые части. В результате современная земная кора бывает двух разных типов – толстая, древняя материковая (именно эти части коры слагают континенты планеты), и тонкая, молодая океаническая. Так что разница между материками и океаническими впадинами – в толщине земной коры.

Движение плит земной коры

Строение Земли

А откуда мы об этом знаем? Кто и как может заглянуть в глубь Земли?

О том, как устроена Земля внутри, пишут часто. Даже в школьных учебниках. Но о том, откуда нам это известно, говорят редко. Не потому, что это не интересно, а потому что не очень просто. Однако основной принцип исследования недр Земли вполне понятен и ученику начальной школы. Для начала вспомним, что самая глубокая скважина, пробуренная в земной коре, имеет глубину около 12 километров. По сравнению с радиусом Земли это – почти ничто, меньше чем одна четырехсотая доля. Кстати, можно вспомнить и о том, что первая и единственная такая скважина появилась в России (вернее, в Советском Союзе), на Кольском полуострове. А как заглянуть глубже? Можно наблюдать за вулканами, следя за их извержениями. Но очаги вулканов тоже находятся не так уж глубоко.

Единственный же способ заглянуть в самую середину планеты напоминает метод, знакомый всем кладоискателям. Если стену, в которой вы намерены найти клад, не хочется разбирать по кирпичику, то можно ее простучать. Разные участки стены отзовутся на постукивание по–разному. И пустоту внутри нее удастся отыскать. Так же и с планетой, только она гораздо больше стенки, и удары должны быть соответствующими. В роли ударов выступают землетрясения – когда они происходят, во все стороны от очага начинают расходиться ударные волны. Засекая время, за которое они добираются до разных мест, можно определить, с какой скоростью они движутся. А по разности скоростей понять, сквозь что им приходится проходить. Чтобы засекать волны, на всей Земле построены тысячи сейсмостанций, то есть специальных помещений, в которых установлены сейсмографы.