Анатолий Томилин - Занимательно об астрономии
Американцы позже нас вступили в космическую эру. В то время как у нас готовился к запуску третий искусственный спутник — космическая лаборатория весом в 1327 килограммов с первыми полупроводниковыми солнечными батареями, — с американского космодрома, расположенного на мысе Канаверал, 17 марта 1958 года стартовал «Авангард-I». Это был второй искусственный спутник США, представляющий собой шарик диаметром в 16 сантиметров и весом в 1,8 килограмма. Мировая пресса окрестила его «теннисным мячом». Но это был удачный «сет» американских ученых.
«Авангард-I» двигался сначала по эллиптической орбите с апогеем 3968 километров и перигеем до 659 километров. (Апогей по-русски значит «вдали от Земли» — дальняя точка орбиты. Перигей значит «около Земли» — ближняя точка орбиты.) За ним внимательно наблюдали и вдруг обнаружили, что расстояние в перигее над северным полушарием уменьшилось до 650 километров, тогда как над южным оно оставалось прежним. Ученые затосковали. Это противоречило законам небесной механики. Орбитальное движение спутника вокруг Земли могло меняться только под воздействием гравитационных сил, а неравномерность поля притяжения означала несимметричность фигуры Земли. Опять на повестку дня выплывал вопрос о форме.
Возмущения орбиты «Авангарда-I» тщательно фиксировались и передавались на обработку электронным машинам. И пока те считали и сравнивали, спутники дружно взлетали в черное небо с двух континентов сразу, все прибавляя и прибавляя сведений.
К 1961 году выводы были готовы и опубликованы. А так как никто еще не доказал, что количество волос на голове обратно пропорционально числу извилин, мы вправе предположить, что волосы ученых на всех континентах поднялись дыбом. На противоположных сторонах Земли спутники обнаружили две огромные «гравитационные ямы». Одна — рядом с Индией, другая — неподалеку от западного побережья Северной Америки. В этих областях космические корабли «ныряли», безнадежно портя вид своих орбит. Понижение орбиты происходило и над северным полушарием, означая присутствие большой массы. Если бы Земля и была идеальным шаром, то на севере этот шар обязан был иметь нашлепку. Но так как полярный диаметр все-таки оставался меньше экваториального, то южное полушарие должно было быть дополнительно сплюснутым. После долгих вычислений наша многострадальная планета получила форму, напоминающую… грушу. Только не красивую и гладкую Pyrus communis, а скорее корявый, ни на что не похожий Бергамот.
Сразу возникли затруднения с названием для нелепой фигуры. Грушей планету не назовешь — неприлично. И тогда пришло гениальное решение — геоид. То есть форма Земли, ее фигура, ни на что не похожа. Земля — землеподобна.
Звучит странновато, зато не подкопаешься, какие бы уточнения ни возникали в будущем.
2. Потом о «содержании»…
Летом 1967 года автор был в Ташкенте. После землетрясения население жило тревожно. Толчки продолжались, постепенно входили в быт. Вопросы сейсмологии приобрели популярность цен на фрукты и тюбетейки.
Однажды, приглашенный чрезвычайно милыми людьми, автор мирно ел плов в гостях, запивая его… ну, скажем, кок-чаем. Неожиданно во дворе завыла собака. Хозяева переглянулись. А когда за соседним дувалом в неурочный час заорал петух — проворно взяли чемоданы и предложили гостю погулять. «Будет землетрясение, — авторитетно заявили они. — На улице безопаснее». Тех, кто ждет сейчас описания кошмарного природного явления очевидцем, постигнет такое же разочарование, какое испытал и автор. Нет, не ходила у него почва под ногами (может быть, причина была в том, что он слишком недавно сел за стол), не рушились дома, не выворачивались с корнем деревья. Когда минут через сорок хозяева вместе с гостем вернулись, в комнате тоже все оставалось по-прежнему. И все-таки землетрясение было. И даже получило свою оценку. Когда автор вытащил из плова кусок штукатурки, хозяин дома глубокомысленно заметил: «Три балла. Можно было не уходить…»
Среди сейсмологов имеет распространение такая таблица.
Среднее число землетрясений, происходящих на земле ежегодно…
1. Катастрофических — не более 1.
2. Землетрясений с обильными разрушениями — около 10.
3. Разрушительных толчков — 100.
Дальше числом до 111 тысяч идет мелочь, шутки природы, свидетелем одной из которых и стал автор. Эта мелочь улавливается сейсмическими станциями. О ней по каким-то неуловимым признакам узнают домашние животные. Большое катастрофическое землетрясение страшно. Старые солдаты сравнивают его с бомбежкой, но говорят, что землетрясение хуже. Кажется, против тебя восстает неодолимая тупая сила. С нею не совладать, от нее некуда скрыться. Восстает сама Земля. Но почему, за что? И вот тут мы вплотную подходим к вопросу о внутреннем «содержании» нашей планеты. Автор должен признаться, что более темных и умозрительных теорий, по его мнению, не существует ни в одной науке. Дискуссии о строении нашей планеты проходят по-прежнему с к.п.д. паровоза — 1–2 процента в среднем. И это несмотря на то, что рассматриваемый вопрос имеет большую историю.
По Аристотелю, внутренность Земли пронизана порами и пустотами. В этих порах испарения Земли производят воду, ветер и собственный огонь. Сухие пары образуют металлы, влажные — камни.
По мнению Декарта, Земля некогда представляла собой раскаленный вихрь частиц. Постепенно частицы сгустились и образовали несколько сфер различного состава, прикрывающих слоистой скорлупой огненное ядро. Так, первая сфера С состояла из металлов и была очень плотной. За нею следовала оболочка D из воды, потом слой F, заполненный воздухом, и, наконец, наружная Оболочка Е, состоящая из камней, песка, глины и извести. Окружал Землю воздушный океан. Наружная оболочка вначале была очень неустойчивой и в конце концов разломилась. Куски ее упали на металлическое основание. А так как эта вторая поверхность имела площадь значительно меньше первой, то некоторые куски оболочки легли боком, образовав горы и хребты.
А вот наша планета по теории английского естествоиспытателя Джона Вудсворта (XVIII век). Центр планеты занимает огромный водяной шар, связанный каналами с морями и океанами. Здесь явное стремление подогнать «истину» под священное писание. Еще одна попытка «онаучить» библейскую легенду. Он самым серьезным образом предполагал, что некогда в результате жестокого землетрясения оболочка Земли проломилась и произошел Великий потоп!
В начале XX столетия большинство естествоиспытателей склонялось к тому, что Землю составляют три основных компонента: твердая кора сравнительно небольшой толщины; затем расплавленная магма с температурой и давлением, повышающимися с глубиной; и внутреннее ядро, раскаленное и состоящее из наиболее тяжелых металлов. Сколько было надежд на то, что стоит просверлить дырку поглубже — и хлынут из недр расплавленное золото и платина.
Со времени Аристотеля прошло более двух тысячелетий. Люди высадились на Луне, а аппараты, созданные ими, улетели на другие планеты. Но недра собственной Земли мы по-прежнему познаем методом «выстукивания». Больше в арсенале науки вроде бы и средств нет. Рассказывать о том, как делаются выводы о строении Земли, даже неудобно, настолько эти исследования кажутся примитивными.
При землетрясениях или взрывах в Земле распространяются упругие волны. Они словно просвечивают Землю. Сейсмологи ловят колебания и потому, как они распространялись (был ли их путь прямолинеен или искривлен), судят о плотности слоев, встретившихся на пути волн.
Но коли сквозь планету проходят упругие колебания, значит наша Земля тверда насквозь и действительно представляет собой монолит, как это предполагали раньше. Почему же вдруг стали сомневаться в этой гипотезе?
Вы, наверное, слыхали о перемещении полюсов на Земле. И знаете, что еще каких-нибудь 500 тысяч лет назад на месте вашего города, расположенного в полосе весьма умеренного климата, прыгали обезьяны и росли пальмы. Автор говорит об этом так уверенно потому, что вряд ли стоит предполагать читателем этой книги человека нелюбознательного до такой степени, что ему безразлично — ходили ли его родная (пра) бабушка и родной (пра) дедушка нагишом или вынуждены были от холода кутаться в шкуры динозавров.
Но возможны ли такие изменения климата, если Земля монолит? Вряд ли. И вот Гарун Тазиев — исследователь-вулканолог, которого журналисты охотнее называют «адским детективом», считает, что Земля по внутреннему строению напоминает… яйцо. Причем яйцо, сваренное «в мешочек». Сверху тонкая и не очень прочная скорлупка — земная кора, под ней магма — расплавленный камень — «белок». В центре более плотное ядро — «желток». Магма все время перемещается, движется внутри скорлупы. Иногда ее давление становится настолько большим, что кора не выдерживает и в наиболее тонких местах лопается. Происходит извержение. Грозное и загадочное явление, до сих пор не разгаданное людьми. Нет силы, способной задержать или воспрепятствовать извержению. Любители сравнений могут записать для памяти, что мощь иных извержений сравнима с мощью одновременного взрыва… тысячи водородных бомб!
