По холодным следам - Рудольф Константинович Баландин
Приходится только удивляться, как много самых различных, порою очень глубоких идей высказывал Кропоткин!
Пластичность и текучесть твердых тел изучает сейчас специальная техническая наука — реология. А поведение горных пород в течение длительных интервалов геологического времени, не только за многие тысячи, но и за многие миллионы лет, до сих пор остается трудной, интересной и не выясненной окончательно проблемой.
Гляциология
Коли уж речь у нас зашла о науках, которые помогли ученым составить представление о ледниковой эпохе, нельзя не упомянуть о гляциологии. Мы уже говорили об изучении альпийских ледников. Оно началось с описаний и зарисовок ледяных языков. Затем ученые стали серьезно задумываться о том, как образуются горные ледники.
Дело это было не такое простое, как может показаться на первый взгляд. Для формирования ледника требуются десятки, сотни лет. Ледники имеют немало характерных особенностей (например, способность преодолевать пологие возвышенности), о которых очень нелегко догадаться. Даже лед, слагающий ледники, своеобразен и называется фирновым.
Жизнь могучим ледникам дают легкие снежинки.
Они невесомо сыплются с неба. Наслаиваясь и соединяясь, они приобретают новые свойства. Тают днем под лучами солнца, а ночью смерзаются в плотные кристаллы.
Снежные слои ложатся на землю, твердеют. Нижние — сдавливаются. Крошатся и слипаются мелкие ледяные иголки. Образуются крупные ледяные зерна — фирн. Чем больше скапливается снега, тем толще и плотнее слой льда.
Весною с крыш домов сползают крохотные ледники, закручиваясь под карнизы.
А по склонам гор стекают гигантские массы льда.
Не всякое скопление льда дает начало леднику. Рыхлые снежные массы налипают на гребнях гор, на склонах ущелий и нередко обрушиваются вниз.
Для рождения ледника необходима в горах, выше границы вечных снегов, обширная и не слишком покатая котловина. Сюда будет сметаться ветром и сползать со склонов снег. Здесь он вылежится, уплотняясь в лед. Наконец, под собственной тяжестью лед начнет медленно и вязко вытекать из котловины и двигаться, выбирая поначалу самые крутые и гладкие склоны. А уж потом, обретя силу, двинется напролом, заполняя долины и переваливая через невысокие седловины и гряды.
Еще одно непременное условие — обновление. Ледник движется до тех пор, пока в его верховьях выпадают снега и дожди. Ледники непременно должны питаться и обновляться, как живые существа. В противном случае они постепенно отомрут — растают или испарятся.
Чтобы предугадать судьбу ледника, еще не достаточно изучить его. Ледник может выглядеть могучим и «полноледным». Он может бодро двигаться вперед и сиять на солнце, как миллион белозубых улыбок. Ничто, кажется, не предвещает трагедии. А в это время где-то далеко от него меняет направление теплое морское течение, или медленно вздымается горный хребет, преграждая дорогу влажным ветрам, или происходят еще какие-нибудь изменения, в результате которых ледник будет получать все меньше и меньше пищи и зачахнет.
Подземное оледенение
Раз уж речь идет о ледниках, то почему непременно о наземных? Лед может накапливаться и под землей.
В одной из русских рукописей конца XVI века сказано о Новой Земле, что в июне здесь на берегах снег еще не таял и олени не могли себе пищу приобрести. «Вина же таковой стужи есть се: зане солнце… лучи своя скось к земли оной низспускает, того ради силы не имеет, еже бы снег и льды разтаять и мрачные мглы разгнати, и для того на тех землях никаких древес, ни лесов, ни человека не обретается, но токмо великие и высокие снежные и ледяные горы».
Позже с берегов Лены воеводы сообщали с Москву, что земля в тех краях «и среди лета не растаивает». В конце XVII века в Якутске начали бить в мерзлой земле колодец. Глубина его достигла тридцати метров. Но земля была накрепко сцементирована льдом.
Известный геолог конца прошлого века Леопольд Бух считал подобные сведения «совершенно ненадежными». К тому времени якутский колодец стараниями служащего русско-американской компании Федора Шергина достиг стометровой глубины, но так и не прошел всей толщи мерзлых пород. «Хозяин упомянутого колодезя, — писали в журнале „Северная пчела“, — не пугается неудачею: теперь копают из одного любопытства». Значит, ради науки.
Тогда же начались измерения температуры мерзлых пород (она часто оказывалась значительно ниже нуля). Замеры проводились и в колодцах, и в скважинах. Начали изучать верхний слой мерзлых пород, который летом оттаивал на различную глубину (причин много: и состав мерзлых пород, и положение их в рельефе, и близость текучих вод, отепляющих землю, и присутствие подземных вод…).
Во второй половине прошлого века стали исследовать подземные льды. Началась новая наука — мерзлотоведение, или геокриология («гея» — «земля», «криос» — «лед»).
Оказалось, что мерзлые породы по трещинам пронизаны жилами льда. При замерзании воды трещины расширяются под давлением льда. Образуются со временем ледяные клинья, «вбитые» подчас на десятиметровую глубину. А когда вода замерзает в виде подземного слоя, образуются пласты и линзы льда. Расширяясь, лед вспучивает вышележащие породы. Подземные льды нередко вытаивают (особенно активно при общем потеплении климата). Образуются впадины.
Все это, конечно, сказывается на условиях строительства в районах «вечной мерзлоты» (в Сибири, например). В конце прошлого века это подчеркивали многие русские инженеры и ученые, работавшие на прокладке Транссибирской железной дороги.
Основные споры начались вокруг причин появления вечномерзлых пород. Одни объясняли все существующим суровым климатом. А известный геолог, исследователь альпийских оледенений Пенк высказал мнение, что вечная мерзлота — это остаток ледниковой эпохи.
В мерзлых породах происходит немало неожиданных явлений. На горных перевалах можно увидеть камни, аккуратно уложенные в кольца: крупные по краям, мелкие — в середине, а в центре — пыль и песок. Порой камни стоят ребром. На равнинах в земле словно выпахана сеть борозд. На склонах слой почвы и обломков сползает вниз, как будто горы линяют, и образует вверху ступени, а внизу — продольные гряды.
Со временем удалось выяснить в общих чертах причины этих явлений. Камни выдавливаются, вымораживаются на поверхность при попеременном оттаивании и замерзании земли. Происходит это так: под камнем накапливается влага; превращаясь в лед, вода расширяется и подталкивает камень вверх. По тому же принципу выпирают из земли неглубоко врытые столбы или даже фундаменты домов.
