Текст книги "Чудеса: Популярная энциклопедия. Том 1"
Автор книги: Владимир Мезенцев
Жанры:
Энциклопедии
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 11 (всего у книги 46 страниц)
Такая удивительная жидкость
Существует на свете только один героизм:
видеть мир таким, каков он есть, и любить его.
Р. Роллан
Кажется, что проще воды! Состав ее не содержит тайны. Ее превращения хорошо знакомы всем. Обыкновеннейшее вещество! И все же… Так ли хорошо вы знакомы с водой – героиней этой главы? С ее обычными и необычными проявлениями в круговороте природы. С ее целительной и грозной силой, метаморфозами и странностями.
Наконец, с теми «чудесами», которые с незапамятных времен имеют самое близкое отношение в воде, веществу, столь же удивительному, сколь Простому…
Было время, когда люди определяли время по водяным часам. Вода по трубе переливалась из верхнего сосуда в нижний и по уровню воды в нижнем сосуде определялось, который час. С тех пор, как народы пользовались такими часами, утекло много воды. Вместе с ней ушли в прошлое многие суеверия и «чудеса», так или иначе связанные с водой.
Но некоторые из них еще остались; другие умирают на наших глазах.
Вода, вода…В науке все важно.
Г. Гейне
Жизнь на нашей планете зародилась давным-давно, когда на Земле сложились для этого благоприятные условия. И зародилась она в океане, то есть в воде.
Сам этот процесс был длительный, протекавший миллиарды лет. Они ушли на то, чтюбы из подходящих химических соединений, растворенных в океане, возникли органические вещества, положившие начало простейшим живым существам. Минули новые миллиардолетия, и жизнь расселилась по всей планете. Ныне она в различных формах и видах существует практически везде – в воде, на суше и в воздухе. Но ее органическая связь с водой сохранилась. Невозможно представить себе многие протекающие в организме процессы без участия воды. Возьмем, к примеру, питание живого. Все питательные вещества, попадающие в организм тем или иным путем, обязательно переводятся в раствор, а для этого необходима вода.
Обезвоживание организма приводит к смертельному исходу. Это было экспериментально показано на голубях: при потере одной пятой части воды, содержащейся в организме птицы, она погибает, несмотря на сохранение всех прочих условий существования. И человек тяжелее всего переносит именно недостаток в воде: для него жажда опаснее и страшнее голода. В теле человека вода составляет шестьдесят пять процентов от общего веса. Если ее содержание по каким-либо причинам снизится на десять – двадцать процентов, человек непременно погибнет.
В каждом органе нашего тела, в каждой его клетке непрерывно идут различные биохимические процессы, происходят сложнейшие превращения одних веществ в другие. Из поступающей в организм пищи вырабатываются вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, для жизнедеятельности организма.
Вода – непременный участник всех этих биохимических реакций, вода же и своего рода санитар, с ее помощью выводятся из организма ненужные ему и вредные продукты обмена веществ – своеобразные отходы биохимического производства.
Цифры обычно – вещь скучная. Но иногда без них обойтись трудно по той простой причине, что они в таких случаях придают рассказу наглядность.
Вот несколько таких наглядных примеров в цифрах.
Чтобы вырастить один килограмм растительной пищи – зерна, овощей, требуется в среднем две тонны воды. Для «выращивания» одного килограмма мяса ее необходимо двадцать тонн! Человек за год только в процессе питания потребляет в среднем шестьдесят тонн живительной влаги. Добавьте к этому еще каких-нибудь триста тонн воды для удовлетворения других его жизненных потребностей. Итого триста шестьдесят тонн одному человеку!
Для производства одной лишь тонны стали, синтетического волокна или бумаги необходимы сотни кубических метров воды. Даже добыча угля и нефти не обходится без воды, в среднем ее расходуется: на тонну угля около пяти тонн, на тонну нефти – до ста тридцати тонн. Другими словами, топливная промышленность потребляет за год столько воды, сколько приносит ее какая-нибудь большая река, например, Днепр.
Подсчитано (надо, конечно, иметь в виду: подсчет этот приблизительный), что наше народное хозяйство, включая удовлетворение нужд населения, расходует воды пятьсот – шестьсот кубических километров (километров!) в год. Прав был академик А. П. Карпинский, назвавший воду «наиболее драгоценным ископаемым».
А где хранится это ископаемое? Вода есть повсюду: в океанах и морях, в реках и озерах, родниках и болотах, на высоких горах и у полюсов. Примерно пятая часть почвц – это вода. Немало ее и ниже, в более глубоких горизонтах земной коры. Скажем, на глубине до километра в земной коре хранится более четырех миллионов кубических километров воды.
Много ее и в атмосфере: над каждым квадратным километром поверхности Земли «висит» в среднем около двадцати тысяч тонн – в виде пара. Если же посмотреть на нашу планету сверху, из космоса, то вернее было бы ее называть не Землей, а Водой, потому что суша занимает на ее поверхности значительно меньшую площадь, чем океаны и моря.
Ученые утверждают, что на нашей планете есть около одного миллиарда трехсот пятидесяти миллионов кубических километров воды. Много это? Конечно, много. Но…
Велик, необъятен Мировой океан, в нем сосредоточено девяносто семь процентов всех запасов воды на планете. Однако морская вода для питья и приготовления пищи не годится – в ней много различных солей. Не годится она и для многих производств, включая в первую очередь сельское хозяйство. Чтобы морская вода была пригодна для такого употребления, ее надо освободить от солей, то есть опреснить. Технически эта проблема не такая уж сложная. Нужен лишь экономически выгодный источник энергии, чтобы, как говорится, овчинка стоила выделки. Тут наметилось два пути: первый – это создание промышленных опреснительных установок на базе атомных электростанций, второй – использование для тех же целей «даровой» солнечной энергии. У нас на Каспии, в городе Шевченко, уже работает опытно-промышленная установка на базе АЭС. Город и все его хозяйство полностью обеспечиваются опресненной водой.
А где же еще три процента мировых запасов воды?
Два из них – ледники и полярные ледяные «шапки» планеты, еще один – атмосферная влага (0,001 процента мировых запасов вряд ли стоит принимать в расчет), подземные воды (на иХ долю как раз падает большая часть последнего, третьего процента) и, наконец, реки и озера. Вот они-то пока главные поставщики воды, хотя их доля в мировом водном балансе – не более одной сотой процента! Прямо скажем: не густо…
Многие города мира уже испытывают острый недостаток пресной воды – это Токио и Париж, Нью-Йорк и Филадельфия.
Словом, воды на Земле много, и в то же время ее мало. Пресная вода, этот поистине всеобщий источник жизни, в наше время – время бурного научно-технического прогресса, быстрого роста городов и индустрии – становится еще более ценным ископаемым планеты.
Вода – вечный путешественник. Она находится в состоянии бесконечного круговорота. Проследить ее путь во всех подробностях нелегко. Но в общих чертах можно…Солнечные лучи нагревают поверхность планеты и испаряют при этом огромное количество влаги. Водяные пары поднимаются в воздух с поверхности морей, рек, озер, из почвы. Воду испаряют все растения. Ее пары выдыхают животные.
Вода превращается в газ в любое время года, даже зимой, в большой мороз. Но чем выше температура, тем больше в атмосфере ее паров. Летом, при двадцати градусах тепла, в каждом кубическом метре воздуха может содержаться до семнадцати граммов влаги. Если в такой насыщенный воздух поступят новые пары воды, они будут уже конденсироваться – превращаться опять в воду. Иными словами, в воздухе возникают мельчайшие капельки. Они-то, а также кристаллики льда, если в воздухе холодно, и образуют знакомые всем облака. Для конденсации водяного пара необходимо, однако, чтобы в воздухе находились твердые частички атмосферной пыли, которые играют роль ядер, осаждающих молекулы водяного пара. Обычно в атмосфере таких частичек очень много. Воздушные течения разносят пары воды и облака по Земле. Особенно много влаги несут с собой ветры, дующие с теплых морей. Мировой океан – основной поставщик влаги в атмосферу. Насыщенные водой, воздушные массы, перемещаясь над материками, постепенно теряют ее в виде дождей или снега.
Судьба выпавших с неба капель воды различна. Одни из них попадают в ручьи или реки, в озера или сразу в море и оттуда снова со временем испаряются в воздух. Часть дождевой воды задерживается в лужах, в растениях, но скоро, нагретая солнцем, опять пускается в путешествие по воздушному океану. Много уходит в землю. Пропутешествовав в царстве Плутона дни, месяцы, иной раз и долгие годы, водяная капелька снова появляется холодной и очищенной, как бы действительно побывав в чистилище, на поверхности, чтобы затем побежать вместе с другими в море или сразу взмыть к облакам.
Ответ совсем не так прост. А познакомиться с природой этого столь обычного для всех нас атмосферного явления, знать о его особенностях и возможностях очень важно. Почему?
Чем лучше мы будем знать механизм образования дождя, тем скорее и надежнее сможем взять в свои руки управление одним из самых великих процессов природы – круговоротом воды.
Разнообразны формы облаков, образующиеся в небесной сини. То они походят на большие куски ваты. То напоминают своим видом перья какой-то птицы. Иной раз облака имеют волнистый вид, а порой небо закрывается сплошной, однообразной серой пеленой.
Облака, как мы уже говорили, – это скопление капелек воды и кристалликов льда. Но на землю они начинают выпадать только тогда, когда становятся достаточно крупными. Пока облако состоит из очень мелких капелек, их поддерживают восходящие потоки воздуха.
Что же ведет к увеличению капелек воды в облаке? Первая причина: на мельчайшие капли еще и еще осаждаются частички водяного пара из воздуха – другими словами, в облаке продолжается процесс конденсации водяного пара. И вторая: отдельные капельки, двигаясь в облаке во всех направлениях, часто сталкиваются друг с другом и при этом иногда сливаются. Однако оба эти пути не всегда приводят к дождю.
Если облако, состоит из одних капелек воды, то укрупнение капель в нем идет очень медленно. Чтобы образовалась всего одна дождевая капля, должны соединиться вместе не менее миллиона мелких облачных капель!
Совсем другие условия создаются в мощных смешанных облаках, которые в своей верхней части состоят из ледяных кристаллов, а в нижней – из водяных капель. Здесь формирование дождевого облака идет значительно быстрее. Из таких смешанных облаков в наших широтах может выпадать сильный дождь, порой и ливень.
Мощные дождевые облака образуются обычно в дни, когда стоит жара и в воздухе много влаги. Возникнув в потоке влажного воздуха, поднимающегося от нагретой земли, такое облако быстро растет. Увеличиваясь в размерах, оно поднимается все выше и выше. Если условия для его роста благоприятны, то скоро облако достигает высоких слоев, где царит холод. На высоте восьми километров температура воздуха нередко опускается до тридцати градусов мороза. При столь сильном холоде капельки воды в верхней части облака начинают превращаться в кристаллики. Постепенно толщина облачного образования может достигнуть нескольких километров. Вершина его, освещенная солнцем, становится похожей на огромную снежную гору. Темной громадой нависает оно над землей. Когда начинается дождь, поднимающиеся потоки воздуха пополняют это грозовое облако все новыми запасами влаги. Так продолжается, пока поток влажного воздуха не ослабнет. В летнее время в кучевых облаках скапливается порой гигантское количество воды – в каждом кубическом километре такого облака может содержаться ее в среднем до тысячи тонн.
Конечно, нарисованная здесь картина образования облаков и превращения их в дождевые или снеговые тучи заведомо упрощена, в действительности весь этот процесс (и в целом, и в «деталях») гораздо сложнее и нельзя сказать, что он изучен во всех подробностях. Но если смотреть на эту картину как на примерную схему, то она верна. Кстати, о слове «туча». Обычно в словарях, да и в разговорной речи мы под этим словом понимаем облако вообще, из которого уже выпадают осадки или скоро выпадут. Но у специалистов-метеорологов своя терминология. К дождевым облакам они относят самые различные их формы – как по происхождению, так и по физическим свойствам: кучево-дождевые и слоисто-дождевые, а также слоисто-кучевые, высокослоистые и слоистые.
Мы очень часто заблуждаемся, когда думаем, что чем темнее надвигающаяся туча, тем более сильным она прольется дождем. «Ну, и хлынет сейчас!» – говорим мы и торопимся добраться до надежного укрытия. А между тем от того, насколько черно дождевое облако, никак не зависит обилие дождя и даже то, будет ли он идти или нет. Понаблюдайте, и вы убедитесь: тучи угрожающего, мрачного вида часто проходят, не пролив ни капли. Дело в том, что они обычно состоят из очень мелких капелек и запас влаги в них не столь уж велик. А вот когда над нами нависает темное дождевое облако со свинцовым оттенком, тут уж жди дождя, и немалого.
Но бывают, оказывается, и дожди без туч, как говорится среди ясного неба. Как сообщают газеты, такое происходит в Португалии. Ученые пока не могут определить причины столь необычного явления на севере страны.
В течение месяца толпы любопытных собирались на вершине холма, чтобы понаблюдать, как ровно в шестнадцать часов по местному времени начинается дождь. На небе, как правило, нет в этот момент ни единого облачка. Откуда берется дождь – загадка. Через час осадки прекращаются.
Жители соседней деревни первыми обратили внимание, что на площади двадцать квадратных метров земля ежедневно, даже в сухую погоду, становится влажной. Посмотрев против света, крестьяне различили мельчайшие дождевые капли. Дождь не очень сильный, но вполне достаточный, чтобы намочить одежду, – рассказал корреспонденту Франс Пресс репортер лиссабонской газеты, побывавший на таинственном холме.
Чем объяснить этот неизвестный науке феномен: дождь среди ясного неба, начинающийся словно по расписанию? Некоторые суеверные жители вспоминают, что именно на этом месте недавно умерла старая женщина, и подозревают, что дело не обходится без потусторонних сил. Другие тоже склоняются к мистике, говоря о таинственном «призыве свыше». Что касается ученых, они пока хранят молчание. Национальная метеослужба лишь подтвердила существование феномена, но объяснения не выдвинула. Некоторые специалисты отмечают, что в районе, где проходит таинственный дождь, существует чрезмерная конденсация водяных паров. Возможно, загадочное явление как-то связано с этим фактом. Но последнее слово скажут ученые.
Летний дождь проходит быстро. Прогромыхав, гроза уходит, и над умытой, просветлевшей землей снова появляется солнце. Но потоки дождевой воды продолжают свою разрушительную работу. Совсем незаметный поначалу ручеек за короткое время оставляет после себя глубокий след, особенно где-нибудь на склоне с легко размываемой почвой. Эти промоины с узким дном и отвесными стенками нередко становятся зародышами будущего оврага. Ливень за ливнем, поток за потоком талых вод по весне – и вот уже маленькая и, казалось бы, безобидная промоина превратилась в овраг, один из самых страшных недругов земледелия. За год только талые воды смывают и уносят тонны плодородной почвы с полей и пашен.
При подходящих условиях овраг все глубже вгрызается в землю, теперь он уже не просто овраг, а настоящее ущелье, по которому весной и в ливни несутся бурные потоки.
Вот описание такого ущелья из книги географа А. П. Нечаева. Он видел его близ Вольска в Саратовской губернии (дело было в конце прошлого века).
«Многочисленные овраги бороздили местность, темными змейками разбегались во все стороны. Я никогда не видел до сих пор настоящих оврагов, и не мудрено, что они привлекли мое внимание. На другой день по приезде я отправился в экскурсию и, свернув с дороги в первый попавшийся овраг, был поражен картиной, которая передо мной развернулась. Я вдруг очутился в диком, темном и сыром ущелье.
Солнечные лучи не достигали его дна. И чем дальше я шел, тем все выше поднимались стены. Надо мною виднелась только узкая полоска голубого неба. Местами овраг принимал боковые притоки, и тут картина становилась прямо величественной… Тут и там стены выдвигались в виде разрушенных крепостей с башнями и зубцами. Местность приобретала вид причудливой горной страны…
Вдруг послышался отдаленный расскат грома, за ним другой, третий, все явственнее и сильнее. Приближалась гроза. Несколько крупных капель упало мне на лицо. Я шел так же беспечно, не задумываясь над происходившим. Между тем тучи заволокли весь узкий просвет голубого неба. Наверху пронесся вихрь. Пыль заклубилась над моею головою. В овраге совсем потемнело. Я сообразил, что будет ливень и по оврагу понесется вода. И мне стало ясно, что л в западне. Подняться прямо вверх по этим крутым, сыпучим обрывам нет возможности. Надо спасаться… И, спотыкаясь о камни, засыпавшие дно оврага, я бросился бежать. А раскаты грома слышались все ближе и ближе. Я бежал сколько хватало сил. Вдруг донесся откуда-то издали глухой шум. Не было сомнения, что это вода бурным потоком мчалась по оврагу. Я удвоил свой бег. Шум между тем приближался. И только успел я выбежать на дорогу, как из оврага вырвался мутный поток воды. Я поднялся вверх, на крутой берег вновь образовавшейся реки, и, видя ее бешеную игру, понял, какой опасности подвергался. Вода была вся сбита в пену. Ворочая камни и обрывая от берегов огромные глыбы земли, она бешено неслась вперед».
В нашей стране много оврагов на Среднерусской, Приволжской, Волынской и Подольской возвышенностях, в предгорьях Карпат, в Донбассе. Причина этого заключается в особенностях климата и почвы. Под верхним слоем чернозема здесь лежат породы, которые тоже легко размываются водой.
В некоторых местах достаточно совсем незначительной трещины в высохшей почве, дорожной колеи, борозды для того, чтобы тут при первом же сильном дожде возникли глубокие промоины – зародился овраг. Образованию таких ран на почве способствует и то, что засухи чередуются с ливнями. Огромные массы воды устремляются в трещины иссохшей земли, размывают их, сносят верхний плодородный слой почвы. Овраги опасны не только тем, что они в буквальном смысле воруют у нас землю, на которой мы растили хлеб или пасли скот. Они еще иссушают ее. Ведь что такое, по сути дела, овраг? Это естественным путем прорытый канал сродни тому, что мелиораторы прокладывают через болото, когда хотят его осушить. Но там болото, а здесь, предположим, степь, и без того страдающая от периодических засух. А тут еще овраг, высасывающий подземную влагу, отчего нередко гибнут, высыхая, ручьи, пруды, колодцы, если невдалеке от них пролег этот нерукотворный канал. С оврагами борются изобретательно, хотя и не всегда успешно. Там, где овраг уже зародился, принимают Меры, чтобы не дать ему разрастись; там, где он уже образовался, целесообразно бывает превратить его в цепь прудов с регулируемым стоком. Большое значение имеют также правильные севообороты, которые ведут к укреплению верхнего слоя почвы, мешают его размыванию.
«…Уже пятые сутки в Гондурасе льют тропические ливни. Потоками бушующей воды сметены с лица земли 20 поселений. На огромной площади полностью уничтожен урожай кофе и зерновых культур. По последним официальным данным погибли 126 человек, 20 тысяч остались без крова».
Такое сообщение распространили телеграфные агентства в конце мая 1982 года. А еще через два дня число пострадавших от наводнения в этой стране достигало уже шестидесяти тысяч человек.
Подобные сообщения мы читаем в газетах часто. «Разрушительной силы ливень, не прекращавшийся в течение нескольких дней, – писала в декабре 1981 года парижская «Юманите», – обрушился на юго-западные районы Франции и вызвал небывалое в этих краях наводнение. Ливневые тучи ветер пригнал с Атлантики, где в течение суток бушевала буря. После двух дней непрерывных ливневых дождей стихия, казалось, начала отступать, однако через некоторое время ливни с новой силой обрушились на всю юго-западную часть Франции. В результате наводнения в этой области страны сложилось катастрофическое положение…
В департаменте Ланды погибли многие знаменитые сосновые леса: земля под деревьями полностью размыта. В Ажене, административном центре департамента Ло и Гаронна, затоплены несколько кварталов, в результате чего сотни жителей оказались отрезанными от остальной части города. В Риоль-Ба, Сен-Антонин-Нобль-Вале людей спасали вертолетами. Даже там, где вода спала, передвигаться практически невозможно: улицы покрыты толстым слоем грязи».
Наводнения, вызванные ливневыми дождями, – извечное бедствие, преследующее людей. Связанные с ним легенды вроде библейского мифа о всемирном потопе встречаются в фольклоре многих народов. Подчас следы упоминаемых в легендах потопов обнаруживаются и при археологических раскопках. Сведения о буйных паводках и половодьях встречаются в русских летописях, церковных и городских памятных записях, но все эти сведения разрозненные, случайные. Только с 1876 года у нас в стране стали вести регулярные наблюдения на реках, в первую очередь, конечно, тех, что отличались своенравностью и не раз давали волю своей стихии.
А где стихия, там, как правило, бедствие.
«В лето 6978 (то есть в нашем летоисчислении – в 1470 году)… – читаем в Псковской летописи. – Тоя же весна бысть вода велика сильна, наполнившася реки и озера, за много лет не была такова вода; а по Великой реке, лед идучи, христианам сильно много хором подрало и запасов снесло, и земли, нивы иные льдом подрало, а иные водою подмыло». Ныне, когда Москва-река зарегулирована, когда каждую весну принимаются меры по предупреждению паводка, москвичи могут не опасаться, что их застигнет врасплох вышедшая из берегов река. Раньше же такое случалось. В 1908 году вода в Москве-реке поднялась более чем на десять метров и пятая часть города была залита водой. Крыши были усеяны жителями затопленных домов, по реке и по улицам плыли столы, скамейки, бревна, телеги, сено… Одно из печальных памятных наводнений в наше время произошло в Италии. Это случилось в 1951 году. Несколько дней подряд в Альпах шли сильнейшие ливневые дожди. Даже самые маленькие речки превратились в бурные потоки. Переполнилась река По и, прорвав в нескольких местах плотины и дамбы, ринулась на дома, сады, виноградники, затопила десятки поселков. Почти везде были человеческие жертвы. Тысячи людей по нескольку суток были вынуждены провести на крышах домов, на деревьях – без пищи и теплой одежды.
Особенно тяжкими были последствия этого наводнения для Полезине, типично сельского края севера Италии. По словам писателя Карло Леви, в те дни этот край представлял собой водную пустыню: его просто не было – он исчез под водой.
Наводнения по «вине» По и другой реки, Адидже, тоже берущей начало в Альпах, случались и раньше. Вся история Полезине – это история борьбы многих поколений крестьян со стихией, история усилий обуздать воду, защититься от нее. Наводнение 1951 года Карло Леви относит к числу наиболее разрушительных в текущем столетии.
