Ну вот, к примеру: почему летает майский жук, когда сопоставление его массы и параметров крыльев неопровержимо доказывает, что это вредное насекомое летать не может?
А вот загадка, вылупившаяся из научных исследований последнего времени: почему у Земли есть магнитное поле, а у Луны - нет, а у Марса и Венеры - такое незначительное, что и говорить о нем не стоит?
Давным-давно научились люди обращаться с магнитами, использовать их свойства в мореплавании, энергетике, электротехнике. Еще в детстве мы получаем привычные представления о компасе, о динамо-машине. Но что такое магнетизм, какова его природа - этого мы не знаем.
Академик В. В. Шулейкин, известный своими исследованиями в области физики моря, пишет: "Полное незнание самой природы земного магнитного поля никакие вяжется не только с совершенством методов электрических и магнитных измерений, но также и с тем, что практическое применение первого магнитного прибора - компаса - было известно людям более трех тысяч лет…"
Гипотез, конечно, много, но точного знания пока нет. И поэтому приходится объяснять земной магнетизм просто как некое специфическое свойство Земли как небесного тела, обусловливающее существование вокруг нее магнитного поля. Специфическое свойство - коротко и… неясно.
Различают две части магнитного поля - постоянное и переменное. Постоянное, по-видимому, причинно связано с внутренним строением Земли. Оно изменчиво и постоянным названо лишь потому, что претерпевает медленные, "вековые" изменения. Магнитная ось Земли не совпадает с осью вращения и даже не пересекается с ней. Совпадали ли обе оси когда-либо в прошлом? Неизвестно. Но известно, что магнитные полюсы медленно перемещаются со временем. Сейчас северный магнитный полюс находится на севере Канады, в районе безвестного арктического полуострова Бутия, а южный - в Антарктиде, где-то на Берегу короля Георга V. (На Солнце магнитные полюсы перемещаются гораздо быстрее, чем на Земле, и отмечено, что оба - и северный и южный - могут оказаться в одном полушарии. Еще одна загадка!)
В конце прошлого века русский физик Н. А. Умов высказал мысль, что близость направления магнитной и географической осей Земли не случайна и следует подозревать некую связь между вращением земного шара и его намагниченностью. Взгляды Умова развил П. Н. Лебедев - знаменитый Лебедев, первым измеривший давление света. Он предположил, что центробежная сила, вызванная вращением Земли, смещает электроны внутри атомов и это-то смещение и является источником магнитного поля. Недавно советский ученый Е. В. Ступоченко попытался подтвердить гипотезу Лебедева экспериментально. Исследуя смещения электрических зарядов в вращающихся телах, он произвел расчеты, которые показали, что существующая намагниченность Земли могла бы возникнуть при смещении заряда внутри каждого атома только на одну сотую диаметра атома. Расчет, однако, не подтвердился, когда его применили к Солнцу и звездам.
Итак, подозревается вращение Земли. Но вращается и Луна - почему же у нее нет своего магнитного поля? Выходит, что вовсе не обязательно любое вращающееся космическое тело должно быть намагничено?
В 1945 году советский ученый Я. И. Френкель выдвинул гипотезу: в ядре Земли - вязкой металлической жидкости - возникают вихревые токи, они-то и есть источник земного магнетизма. Ныне школа английского геофизика Э. Булларда, основываясь на новейших сейсмологических материалах, уточнила: Земля имеет твердое ядро, окруженное вращающимся огненно-жидким слоем металла, в котором и возникают дрейфующие вихревые токи.
Гипотеза Булларда - Френкеля имеет свои недостатки: оставляет открытым вопрос о первоначальном источнике возбуждения, не объясняет сравнительно быстрых изменений составляющих магнитного поля. Так или иначе, постоянное магнитное поле принято объяснять вихревыми электрическими токами, генерирующимися в проводящем ядре Земли.
Что до переменного магнитного поля, то его источник находится за пределами Земли: это электрические токи в верхнем слое атмосферы ионосфере. Изменчивость ионосферы - этой пограничной области, за которой чернеет открытый космос, - и вызывает, по-видимому, магнитные вариации. Плавные, периодические вариации в повседневной жизни заметны разве что специалистам-геофизикам и корабельным штурманам, которые должны, ведя прокладку, непременно учитывать магнитное склонение, то есть угол между географическим и магнитным меридианами для данной точки. Неопределенные вариации знакомы каждому, кто слышал, как вдруг начинает хрипеть на коротких волнах радиоприемник, или наблюдал, как внезапно прерывается проволочная связь. Это - магнитные бури. Их вызывают колебания солнечной активности - появление пятен, выброс факелов. Может быть, существуют и другие причины космического порядка. Во время магнитных бурь ярко разгораются полярные сияния. В зоне сияний токи достигают 270 тысяч ампер, в то время как общие токи над землей имеют силу порядка 40 тысяч ампер.
Изменчивость магнитного поля вызывает необходимость постоянных измерений его элементов. И возникают сложные картины. Взгляните при случае на карту магнитных склонений для любого года, и вы увидите, как причудливо изгибаются изогоны - линии, соединяющие на карте мира точки с одинаковой величиной склонения.
Склонения меняются с широтой и временем года, они зависят также от одиннадцатилетних циклов солнечной активности. Наибольших величин склонение достигает в районе магнитных полюсов. Ему бы полагалось равномерно уменьшаться к экватору. Почему же, в таком случае, в экваториальной зоне Атлантического океана западное склонение ныне составляет целых 22°?
Какие-то силы систематически искажают геомагнитное поле. Только ли ионосферные токи? Только ли солнечная активность? Нет. Есть еще одна сила - Мировой океан. Колоссальная масса легкоподвижной и к тому же электропроводной жидкости…
Давно обнаружили электрические токи, блуждающие в твердой оболочке Земли, - так называемые теллурические токи. Но лишь сравнительно недавно открыли, что токи есть и в океане.
В 1935 году техник рыбной промышленности А. Т. Миронов ставил в Баренцевом море опыты по электрическому лову сельди: он читал, что речную рыбу кое-где глушат, опуская в воду электроды и пропуская между ними ток. Однако морская рыба не всплывала на поверхность подобно своим речным соплеменницам и даже не делала попыток уйти из зоны действия тока. Было похоже, что электрический ток для морской рыбы не имеет никакого значения. И вели себя так не какие-нибудь электрические угри, а обыкновенные, ни на что не претендующие селедки.
Скромный техник-рыбник Миронов сделал сразу два открытия. Одно - по своей прямой специальности: морскую рыбу током оглушить нельзя, но можно заманить куда надо. Второе открытие имело серьезнейшее геофизическое значение: в морской воде есть электрический ток, к которому рыба вполне адаптирована.
Миронов поставил ряд опытов, чтобы убедиться в истинности своего вывода. Он погрузил в море два электрода на расстоянии друг от друга, какое позволяла длина судна, но не подвел к ним ток, а подключил чувствительный прибор. Опыты подтвердили: электрический ток в океане есть.
Токи, возникающие в морских течениях, очень незначительны. Тем не менее океан вносит существенный вклад в общую картину земного магнетизма. Океан - не только гигантская машина, преобразующая лучистую энергию в тепловую. Он в значительной степени делает магнитную "погоду" планеты.
Существуют фундаментальные работы академика В. В. Шулейкина о сложной связи и взаимозависимости трех "этажей", формирующих геомагнитное поле: ядра Земли, океана и ионосферы. Очень интересна, в частности, идея о том, что дрейфующие конвекционные вихри Булларда взаимодействуют с океанической частью земной поверхности сильней, чем с сухопутной частью. Существует весьма тонкая взаимосвязь между двумя подвижными оболочками Земли океаном и ионосферой. Сравнительно недавно радиолокация ионосферы дала неожиданный эффект: на одном из ионных слоев как бы отпечатан силуэт Австралии. Вероятно, такой эффект возникает вследствие температурного контраста между ионосферой над материком и ионосферой над океаном: потоки воздуха в ионосфере, направленные вдоль береговой черты, словно бы оконтуривают Австралийский материк и вызывают иные условия отражения радиоволн по сравнению с чисто океанскими и чисто материковыми.
Установлена связь между магнитным склонением - иначе говоря, широтной составляющей напряженности геомагнитного поля - и очертаниями океанов. Магнитное склонение возрастает при подходе к океану. Береговая черта не просто отделяет сушу от воды - невидимкою она поднимается ввысь и, сложно взаимодействуя с ионосферой, искажает магнитное поле Земли.
Было ли оно, поле, другим, упорядоченным, в древнейшие времена, когда всю Землю покрывал первичный океан? И не очертания ли поднявшихся впоследствии материков вкупе с океанскими электрическими токами отклонили магнитную ось от оси вращения, создали магнитные аномалии, прихотливо выгнули на карте мира изогоны? Очень трудный вопрос.
Ясно одно: если бы планету и сейчас полностью покрывал океан, то даже при вполне упорядоченном геомагнитном поле мы с вами, читатель, были бы дельфинами, а эта книга была бы отпечатана кровью осьминога на разглаженной акульей коже.
Около восьми Рустам поднял голову от карты и сказал:
- Между прочим, сегодня на хоккейных меридианах интересная встреча.
Среди общественности, представленной Уром и Нонной, эта весть не вызвала ответного душевного движения.
- Наши играют с финнами, - одиноко прозвучал голос Рустама.
- А хоть бы и с дельфинами, - сказала Нонна. - Двадцать пятой западной долготы, глубина пятьсот - тридцать четыре и четыре. Отметил? Теперь глубина - тысяча…
- Поговорить не с кем! - проворчал Рустам, отмечая на карте указанную точку. - Где Валерку носит, хотел бы я знать!
В восемь он подступил к телевизору, стянул с него покрывало и решительным щелчком как бы утвердил свое право на личную жизнь. Закурив, он кинулся в кресло. Профессионально-бодрый голос комментатора начал перечислять составы команд.
- Сделай по крайней мере потише, - сказала Нонна.
Она была умная женщина и понимала, что мужчину, настроившегося смотреть хоккей, лучше не отвлекать от этого занятия.
Дело пошло: как былинные богатыри, команды с клюшками наперевес ринулись в сечу. Рустам напутствовал их, коротко свистнув при помощи двух пальцев.
Тут прозвенел звонок.
- Наконец-то заявился! - сказал Рустам, не отрывая горящего взгляда от экрана. - Ур, открой, пожалуйста.
Но это был не Валерий. В маленькую переднюю, сразу заполнив ее громкими голосами и шуршанием мокрых плащей, вошли Вера Федоровна и Грушин.
- Вот они где угнездились, голубчики, - прищурилась Вера Федоровна на онемевших от неожиданности Ура, Нонну и Рустама, которого директорское контральто выдернуло из кресла, как морковку из грядки. - Нарочно подыскали квартирку без телефона.
- Филиал филиала, - улыбался Грушин, принимая директорский плащ.
- Где тут зеркало?.. Ага, есть. - Вера Федоровна истинно королевскими движениями рук взбодрила медное облако волос.
Крупная, уверенная в себе, она прошла в комнату и, огибая расстеленные на полу ватманы, направилась к креслу.
- Садитесь все, - сказала она, - и выключите телевизор. Буду держать речь.
- С вашего разрешения, - обрел дар речи Рустам, - я выключу звук, а изображение оставлю. Наши с финнами играют…
- Ну, если с финнами, тогда можно только звук. - Вере Федоровне не чуждо было великодушие. - Нонна, вы прекрасно выглядите, хоть сейчас в манекенщицы.
- Благодарю, я очень польщена, - отозвалась Нонна. - Есть горячий кофе, не хотите ли попить?
- Кофе? Тащите. А вы, товарищ Ур, вроде бы похудели, а?
- Вес у меня, я думаю, не изменился, - ответил Ур.
- Да-да, вы похудели без изменения веса - именно это я и хотела сказать. У пришельцев так бывает, не так ли? Вы что-то сказали, Рустам?
- Нет, Вера Федоровна… Это я крякнул, - ухмыльнулся тот. - Наши первую шайбу забросили.
- Никогда не могла понять, как можно заниматься таким дурацким делом - забрасывать шайбы… Спасибо, Нонна, - кивнула директриса, приняв блюдце с чашкой кофе. - Итак, объясняю причину визита. Она состоит всего из нескольких слов. Мне позвонили из Москвы и сообщили, что нам разрешено участие в экспедиции Русто. Для трех человек. Не улыбайтесь преждевременно, Нонна, потому что еще неизвестно, кто поедет.
- Хорошо, я не буду улыбаться. Но все равно приятно…
- Как раз у меня сидел Леонид Петрович, - продолжала Вера Федоровна, - и он не даст мне соврать: я разговаривала с Мирошниковым ледяным тоном, будто ничего особенного не случилось. Хотя - не скрою - мне хотелось хрюкнуть от восторга.
Грушин хихикнул, схватил с журнального столика пустую готовальню и, крутя ее в руках, сказал:
- Подтверждаю, что вы не хрюкнули.
- Вы могли бы подобрать выражение поизящней.
- Позвольте, Вера Федоровна! - вскинулся Грушин.
- Ладно, ладно. Закончив разговор с Москвой, я позвонила к вам, директриса тряхнула головой в сторону Нонны, - и убедилась в педантичной аккуратности моих сотрудников.
- Мы ушли ровно в шесть, - сказала Нонна, приподняв округлые черные брови.
- Я и говорю: мои педантичные сотрудники скорее умрут, чем задержатся лишнюю минуту на работе. Было две минуты седьмого на моих часах и четыре на часах Леонида Петровича. Хорошо, что моя Ниночка превосходно воспитана. Какими путями ей удалось установить адрес этой квартирки, я не знаю, но, пока она обзванивала город, у нас с Леонидом Петровичем произошел сугубо океанографический разговор, который несколько затянулся. И поэтому, девушки, не думайте, что мы приехали только для того, чтобы сообщить радостную весть…
- Ай-яй-яй-яй-я-ай! - завопил вдруг Рустам, ударив себя по коленям. Извините, - тотчас спохватился он. - Такую возможность Якушев сейчас упустил, клянусь…
- Поскольку телевизор работает без звука, то вы и переживайте, Рустам, соответственно. - Вера Федоровна сунула в рот длинную сигарету, и Рустам, щелкнув зажигалкой, дал ей прикурить. - Так вот, - продолжала она, - ввиду того, что ваш проект, Ур, скоро, как я полагаю, нарастит мясо на кости и будет подан к столу, я бы хотела разобраться хотя бы в его скелете. И Леонид Петрович хочет. Он вообще настроен скептически…
- Позвольте, Вера Федоровна, - вскинулся тот. - Дело не в моем каком-то там прирожденном скепсисе. Дело в исходных посылках и законах физики. Разрешите, я выскажу…
- Да уж валяйте, раз начали.
Грушин захлопнул готовальню, раскрыл и опять захлопнул.
- Начну с того, что полностью сознаю большую важность проблемы получения дешевой энергии. Я интересуюсь этими вопросами, хотя и не совсем по специальности. Производство электроэнергии в наше время практически удваивается за каждое десятилетие. Удваивается! Мировое производство ее уже превысило четыре триллиона киловатт-часов в год. Если так и дальше пойдет, то не помню точно, в какие сроки, но в обозримое время энергоресурсы на шарике будут исчерпаны. Имею в виду уголь, нефть и другое природное топливо. Вы слушаете, Ур?
- Да, - поднял тот глаза на Грушина. - Я весь внимание.
- А то мне показалось, что вы отключились… Пойдем дальше. Гидроэлектрическая энергия тоже не безгранична - почти все мощные реки уже перегорожены плотинами. Еще какие естественные источники энергии? Ветер, солнечное тепло, энергия приливов… Все это мы используем пока очень мало. Дороги приливные станции, дороги и солнечные - по экономическим показателям не проходят. Да если бы и прошли, то их ресурсы, это уже подсчитано, дадут в год примерно такую же мощность, сколько дают теперь в сумме все электрические мощности, производимые промышленным способом. Это сопоставимо. Тот же порядок. Это, между прочим, факт сам по себе замечательный и, скажем, для прошлого века просто фантастический: энергия, добываемая человеком, сравнялась с энергией природных явлений. Нет, вы подумайте только: на одном уровне с природой! С той самой всесильной, грозной, могучей природой, которая повергала мохнатого предка в ужас громом и молниями… С той природой, которая заставила воинов Цезаря в страхе отступить перед мощным океанским приливом на берегах Атлантики…
- Леонид Петрович, все это очень интересно, - вставила Вера Федоровна, - но все-таки давайте ближе к делу. Я не могу сидеть тут до полуночи.
- Да… да-да, ближе к делу… Итак, природные ресурсы ограниченны, и двадцать первый век на них не выедет. Какой есть выход? Только один - ядро атома. Энергия деления и энергия термоядерного синтеза. Сейчас у нас и за рубежом идут большие работы с целью добиться лучшего использования делящихся материалов. Атомные реакторы нового типа, вероятно, станут дешевле и экономичней, они будут превращать в энергию не только уран-235, но и уран-238, то есть практически всю руду. И, наконец, управляемая термоядерная реакция. В конце века, я уверен, она будет осуществлена, и вот тогда-то призрак энергетического голода исчезнет надолго, во всяком случае - на многие-многие века. Дейтерий, извлеченный из ста шестидесяти кубометров воды, даст столько же энергии, сколько дают теперь все добываемые за год миллионы тонн угля и нефти. А дейтерия в морской воде сколько угодно. Запасы лития тоже огромны…
Тут Грушин запнулся и уставился на Рустама, который, схватив себя за голову, молча раскачивался из стороны в сторону с выражением безграничного отчаяния.
- Что с вами? - забеспокоился Грушин. - Вы заболели?
- Не заболел, а болеет, - сказала Нонна. - В наши ворота забросили шайбу. Не обращайте внимания, Леонид Петрович.
- Ага, шайбу… Понятно… - Грушин захлопнул готовальню, положил ее на стол и вытер носовым платком руки. - Ну, собственно, я почти все сказал. Слишком сложна и трудна проблема будущей энергетики. И поэтому ваша идея использования в энергетических целях морских течений мне кажется… вежливо говоря, она малоперспективна. Кинетическая энергия общей океанической циркуляции слишком рассеянна для того, чтобы извлечь из нее практическую пользу. Каким это образом вы будете ее улавливать? Поставите посредине океана водяное колесо?
- Да вовсе не об этом речь…
- Знаю, Нонна, знаю, вас интересуют электрические токи в морских течениях. Они, конечно, есть и вызывают некоторые электромагнитные силы, но очень уж эти силы слабенькие - порядка десяти миллионных силы Кориолиса. Да вы сами знаете…
- Так. - Вера Федоровна хлопнула ладонью по подлокотнику кресла. Одна сторона высказалась. Выкладывайте возражения, Ур. Или вы, Нонна?
- Возразить, Вера Федоровна, может только Ур, - сказала Нонна. - Мне в проекте тоже далеко не все понятно. И, если бы я сама не видела, как на Джанавар-чае прибор показал излишек энергии, то рассуждала бы в точности как Леонид Петрович. За одним исключением. Ядерная энергетика имеет замечательное будущее, полностью согласна. Но и у нее есть ограничитель недопустимая степень загрязнения окружающей среды. Во избежание катастрофического перегрева атмосферы выработку термоядерной энергии придется сдерживать.
- Точно, - поддакнул Рустам, которого хоккей отпустил на перерыв. - И еще, дорогой Леонид Петрович, разрешите поправочку. Токи в море слабые, это вы правильно сказали, а бывают и довольно-таки сильные - при магнитных бурях. Помните, два года назад мы выходили с вами на "Севрюге"…