Я познаю мир. Арктика и Антарктика - Бочавер Алексей Львович. Страница 18

Например, очень часто горные породы, слагающие верхние слои земной коры, различаются по своей способности пропускать сквозь себя воду. Так, песок с легкостью пропускает ее: расстояния между отдельными песчинками достаточно велики, чтобы вода могла спокойно протекать по ним. А вот частички глины при намокании разбухают, и трещинки между ними закупориваются. И даже чуть–чуть намокшая глина уже служит для воды непреодолимым препятствием. Пески и похожие на них породы называют водоносными, а такие, как глина, – водоупорными. При этом те и другие обычно чередуются в земной коре, образуя своего рода слоеный пирог. Вода, выпадающая на поверхность Земли в виде атмосферных осадков, частью стекает в реки, а частью просачивается вглубь. И ясно, что если уже на поверхности она встретит водоупорную породу, то просочиться ей че удастся – придется течь по поверхности. Но если ей встретятся пески или похожие на них породы, она впитается в них. И будет стекать все глубже (притяжение Земли!), до тех пор пока не наткнется на водоупор. И образует над ним водоносный пласт (или, как говорят геологи, горизонт).

Что дальше? Если вода накапливается на большой глубине, она может образовать пласт, который сохранится нетронутым в течение целых столетий или даже тысячелетий. Но если она накапливается вблизи поверхности, то до водоносного горизонта могут добраться русла рек или овраги. Тогда вода из подземного водоносного горизонта начнет вытекать, образуя источники. Их легко обнаружить, плавая в реке, по температуре воды: речная вода прогревается солнцем и становится более или менее теплой, а вода из–под земли – холодная. А еще до таких горизонтов легко добираются люди: вырыв яму, доходящую до водоносного горизонта, они получают доступ к воде из него, которая начинает в этой яме накапливаться. Это – колодец, и строить их люди научились давным–давно. И колодцы, и источники в реках и оврагах имеют важное общее сво 'ство – вода из них вытекает без напора, только под действием притяжения Земли. Бывают и другие – напорные – источники.

В том случае, когда водоносный пласт расположен не горизонтально, а изогнут, смят в складки, содержащаяся в нем вода, стремясь (опять–таки под действием земного притяжения) стечь поглубже, начинает давить сверху на нижележащие порции). Испытывая давление, вода из нижних частей такого пласта, готова вырваться из него даже вертикально вверх – конечно, если давление внутри пласта мощнее, чем сила тяжести. Так, если мы сожмем в руках пластиковую бутылку с водой, мы можем заставить воду выплеснуться – надо только нажать с достаточной силой. Впервые такие источники были обнаружены во Франции, в провинции Артуа (по–латыни – Artesium), где уже в XII веке был построен первый в Европе фонтанирующий колодец. В честь него такие источники называют артезианскими. Даже если расположены они совсем не во Франции, а, например, в Москве (которая немалую часть питьевой воды получает из–под земли).

Гейзер

И напорные, и безнапорные источники – обычно холодные. Но если они находятся вблизи действующих вулканов, то вода в подземных водоносных горизонтах может встретиться с горячим газом или паром, вырывающимся сквозь трещины земной коры из глубин планеты. Вода при этом к агревается, и источники становятся горячими (их называют термальными). Иногда (например, на Камчатке) горячие подземные воды используют для отопления домов.

А среди термальных источников встречаются гейзеры – фонтанирующие источники. Только их фонтанирование связано не с давлением воды внутри пластов подземных вод, а с давлением пара, который образуется под действием вулканического тепла.

Если трещинки в горных породах, по которым перетекает с места на место вода, имеют подходящую форму, то в них может скопиться пар, который начнет давить на воду. И если это давление окажется достаточно большим, оно сможет заставить воду выплеснуться из–под земли. Иногда такие фонтаны достигают высоты десятков метров. Подобно йокульхлауиам, они дег ствуюг периодически. Пар вырывается наружу вместе с водой, и давление падает. Гейзер замирает. Но если трещина не разрушилась при выбросе, процесс начинается сначала. Вода накапливается, нагревается, превращается в пар. Происходит следующий выброс.

Гейзер, так же, как и йокульхлауп, – исландское слово. Но сами гейзеры есть во многих районах Земли – на Камчатке, где их около сотни, в США – в Йеллоустоуне, в Новой Зеландии и других странах. Поетому и слово это перешло во многие языки.

Оазисы и острова антарктики

Все мы представляем себе оазисы в жарких пустынях: ручей, пальмы, караван верблюдов. А что такое антарктический оазис? Вряд ли он выглядит так же! В 1938 году англичанин А. Стефансон впервые назвал оазисом свободный ото льда участок антарктической суши. Темные скалы среди ледяных пустынь, кое–где покрытые мхом и лишайниками, синеющие в углублениях озера – действительно отчасти напоминают оазисы жарких стран. Открыли их, конечно, гораздо раньше – уже первые экспедиции Роберта Скотта и других исследователей столкнулись с довольно крупными свободными ото льда каменистыми пространствами. Они есть на Земле Королевы Виктории, Земле Королевы Мери, а особенно много их – на Антарктическом полуострове и окружающих его островах. Это неудивительно, ведь полуостров – самая северная и потому самая теплая часть материка.

Оазисы и острова Антарктики

Об их происхождении высказывались разнообразные догадки. В 1947 году американский летчик Бангер, пролетая над Землей Королевы Мэри, увидел внизу многочисленные скалы и озера и сумел приводниться на одно из них (он летел на «летающей лодке» – гидросамолете, на шасси которого установлены не колеса или лыжи, а поплавки).

Термометра у летчиков не было, и им показалось, что вода в озере гораздо теплее морской. И родилась гипотеза о том, что оазис Бангера (как его назвали) создан подземным теплом. Может быть – подземным угольным пожаром, может быть – распадом радиоактивных веществ, а может – потоком тепла сквозь разломы земной коры. Все это похоже на правду: известен угольны] г пожар, продолжающийся уже несколько сотен лет в недрах гор Таджикистана, известны остатки природного «атомного реактора» в Южной Африке (он возник из–за очень высокой концентрации урановых руд, но за прошедшие миллионы лет успел «выгореть»). Известно и то, что сквозь разломы проходит большое количество тепла из мантии Земли – большее, чем сквозь сплошную кору; например, полыньи во льдах Байкала повторяют рисунок разломов на его дне – вероятно, это связано с тем, что лед над ними тоньше, чем на других участках.

И оазисы начали изучать не «на бегу», а построив исследовательские станции, такие, как «Новолазаревская». Ее с( здали в 1661 году в оазисе Ширмахера, названном в честь немецкого пилота, участника экспедиции 1938 года, открывшей горную страну на Земле Королевы Мод. Первые же измерения показали, что никакого потока тепла из глубин планеты здесь нет. Как же удается оазисам сдерживать льды?

Антарктида – очень холодное место. Но солнечного света сюда приходит больше, чем в Арктику (ведь на лето Южного полушария приходится момент, когда Земля проходит в космосе через перигелий, самую близкую к Солнцу точку своей орбиты). Однако почти весь свет отражается от поверхности льда. А вот темная поверхность скал, оказавшихся достаточно высокими, чтобы выглядывать из–под ледника (в Арктике такие скалы называют нунатаками), отражает его плохо. И нагревается – иногда до двадцати и даже тридцати градусов тепла. Прогретая скала сохраняет это тепло. Именно оно и поддерживает существование оазиса.