Айсберги бывают двух типов — столообразные и пирамидальные. Столообразные образуются из прибрежных покровных ледников арктических островов и Антарктики. Такой покров может наползти на поверхность моря и образовать шельфовый прибрежный ледник. От него могут откалываться огромные куски, которые позже и классифицируют как столообразные айсберги.
Пирамидальные же образуются изо льдов, сползающих к океану с гор Антарктиды, Гренландии, Новой Земли, Аляски и Шпицбергена. От нависающего над морем льда со страшным грохотом может оторваться гигантская глыба и рухнуть в воду, превратившись в пирамидальный айсберг.
Ежегодно в Арктике образуется около 8000 айсбергов, а в Антарктике — около 30 000.
Так как плотность льда мало отличается от плотности воды, большая часть тела айсберга скрыта под водой, а расстояние между центрами тяжести айсберга и вытесненной им воды невелико, поэтому эта глыба довольно легко раскачивается ветром. Так как айсберг громаден, его колебания в воде имеют очень большой период. Описан случай, когда в 1893 году канадское туристическое судно вплотную подошло к айсбергу и вдруг стало подниматься вверх, оказавшись на ледяном уступе качавшейся глыбы. Возникла паника, но айсберг качнулся обратно, и корабль снова оказался на свободе.
Удивительно, что мы привыкли считать лед едва ли не образцом кристаллической структуры, а он, как оказалось, текуч. Это примерно такое же удивительное свойство, как способность зеленого ростка раздвинуть слой асфальта, который выдерживает огромный поток быстро мчащихся по нему тысяч железных автомобилей. Получается, что при долговременном воздействии асфальт и лед текучи, а для реакции на быстрый удар тверды, как камень. В научных расчетах таких явлений используется параметр, называемый числом Деборы — по имени библейской пророчицы, сказавшей: «И даже горы текут пред Господом!»
Первым построившим научную классификацию льдов был Михаил Ломоносов. Он точно знал, что айсберги могут образовываться только из материковых ледников. Он также знал, что айсберги часто встречаются в южных морях, поэтому утверждал, что на юге есть «матерая» (материковая) Земля. Его предсказание, сделанное в 1757 году, блестяще подтвердилось в 1821-м, когда Фаддей Беллинсгаузен и Михаил Лазарев на кораблях «Восток» и «Мирный» обошли вокруг Антарктиды.
Относительно недавно американское космическое агентство НАСА опубликовало радарные спутниковые карты Антарктиды, в десять раз подробнее всех предыдущих изображений. Простого взгляда достаточно, чтобы увидеть большие и малые ледяные реки, стекающие с гор этого материка.
Откуда берутся языки?
По оценкам ученых, разговорный язык возник около полумиллиона лет назад. Хотя есть и крайние предположения — от 200 тысяч до миллиона лет. По различным данным, сейчас человечество использует от 2500 до 6000 различных языков. Такая неоднозначность вызвана тем, что сосчитать все множество практически невозможно. Иногда языком могут владеть всего несколько сотен человек, а иногда многие миллионы. Например, во времена Николая Миклухо-Маклая в Австралии на 300 000 аборигенов приходилось примерно 500 языков — по языку на каждые 600 человек. Кроме того, есть неоднозначность в определении, что такое язык и что такое диалект. Иногда носители диалектов одного и того же языка, например нижнесаксонского и баварского диалектов немецкого, плохо понимают друг друга, а носители разных языков, скажем русского и украинского, понимают друг друга довольно легко. Носители тюркских языков также разговаривают друг с другом без переводчика. Тут все дело оказывается в этнической самоидентификации. Иными словами, если люди считают, что они используют язык, а не диалект, приходится с этим соглашаться. Довольно надежным признаком отличия языка от диалекта служит наличие литературы, хотя есть и диалектные литературные произведения, обычно эпические.
Само определение «иностранный язык» восходит к представлению «один этнос — один язык». В нынешнее время такое представление несколько устарело. Известны народы, которые используют несколько языков. Например, в Швейцарии четыре языка: немецкий, французский, итальянский, ретороманский. Известны языки, которыми пользуется много народов. Например, сейчас при настройке компьютера применяют 15 версий английского, четыре версии немецкого и две русского языка.
Всего на Земле насчитывается более 20 различных языковых семей. Каждая из них восходит к уникальному праязыку. Хотя есть и теория, предполагающая единый источник у всех языков. По мере расселения людей по Земле вследствие приспособления их к ландшафту осваиваемых земель праязык модифицировался и разветвлялся на языки народов. Языки и диалекты непрерывно рождались и исчезали. Эволюция языка — объективный естественный процесс, хотя борьба за его чистоту идет уже несколько тысячелетий. Наблюдаем мы ее и сейчас. Правда, в этой борьбе кажется более естественным обсуждать не чистоту языка, то есть какие слова можно говорить, а какие нельзя, а чистоту помыслов, намерений и дел. А уж потребуются для этого какие-то новые слова или можно будет обойтись известными — другой разговор.
По числу говорящих наиболее мощной считается семья индоевропейских языков, к которой относится и русский. Эта «семья» объединяет 2,5 млрд человек. Кстати, индоевропейский праязык реконструирован, и на основе строгих математических методов выявлены время и место его возникновения — 8–10 тысяч лет назад на востоке современной Турции.
Вообще, за последний век лингвистика — наука, изучающая языки и закономерности их развития, — добилась огромных успехов благодаря взаимодействию с другими науками: математикой, филологией, психологией, нейрологией и акустикой. Огромное влияние на междисциплинарное развитие лингвистики оказал русский ученый Роман Якобсон — тот самый «Ромка Якобсон», который упоминается в стихотворении Маяковского «Товарищу Нетте, пароходу и человеку».
Итак, новые языки появляются, если его носители попадают в специфические, относительно изолированные условия, например осваивают новый ландшафт. Люди приспосабливают свой язык под эти условия. Кроме того, происходят заимствования у ближайших соседей. Язык постепенно изменяется вплоть до того, что становится самостоятельным и именно так осознается его носителями.
Откуда взялись культурные растения?
Культурные растения — это виды, формы и сорта растений, возделываемые человеком для получения продуктов питания, сырья для промышленности, кормов для домашних животных, а также в декоративных целях. Считается, что в культуру вовлечено около 2500 видов. Сегодня никто не сомневается, что культурные растения вывел сам человек путем гибридизации и селекции, то есть скрещивания диких растений и последующего отбора потомков с необходимыми свойствами.
Исследованием происхождения культурных растений наука занимается примерно два века. В конце XIX века швейцарский ботаник Альфонс Декандоль, сын одного из крупнейших ботаников Огюстена Декандоля, сформулировал идею центров происхождения культурных растений. Он предположил, что культурные растения начали выводиться человеком, жившим в предгорьях, а уж потом по мере освоения паводковых равнинных земель распространились по Земле. В пользу такого предположения говорит то, что условия для создания небольших участков для посева и полива из речушек и ручьев более легкие, чем условия на паводковых равнинных землях. Таким образом, получается, что известные нам древнейшие центры земледельческой культуры в междуречье Тигра и Евфрата и дельте Нила унаследовали и развили более ранние достижения человека и в этом смысле не могут считаться пионерскими.
Через полвека Николай Вавилов осуществил более 50 экспедиций по всему земному шару и доказал существование первичных и вторичных центров происхождения культурных растений. Была собрана их уникальная коллекция, спасенная героическими усилиями сотрудников института растениеводства во время блокады Ленинграда.
На всей Земле насчитывается 12 региональных центров происхождения культурных растений, однако все время появляются новые данные, и картину нельзя считать окончательной. Примерно равную обоснованность имеют три концепции происхождения культурных растений. По одной все культурные растения произошли из одного центра. По другой существовало несколько независимых очагов происхождения земледельческих культур. По третьей, диффузной, никаких центров не было вовсе. Некоторые специалисты полагают, что история народов и ландшафтов до того разнообразна, что все три концепции могут быть отчасти верными.
Возраст земледелия оказывается достаточно солидным. Первый интерес людей к пшенице и ячменю появился не менее 20 000 лет назад — таким сроком датируются остатки диких пшеницы и ячменя, найденные археологами на стоянках человека на территории современного Израиля. Самым древним находкам культурных пшеницы и ячменя из Иордании 11 000 лет. По оценкам ученых, процесс одомашнивания этих зерновых культур продолжался не менее тысячи лет. Он был вполне осознанным. Несмотря на различие природных условий и сельскохозяйственных традиций, разными народами созданы посевные растения с совершенно определенными, важными для хозяйствования признаками: неломким колосом, голозерностью, высокой продуктивностью и коротким периодом цветения и созревания. Генетические исследования показывают, что такая скорость выведения полезных сортов оказалась возможной, потому что для существенного изменения свойств растения нередко достаточно одной мутации.
Возраст земледелия оказывается достаточно солидным. Первый интерес людей к пшенице и ячменю появился не менее 20 000 лет назад — таким сроком датируются остатки диких пшеницы и ячменя, найденные археологами на стоянках человека на территории современного Израиля. Самым древним находкам культурных пшеницы и ячменя из Иордании 11 000 лет. По оценкам ученых, процесс одомашнивания этих зерновых культур продолжался не менее тысячи лет. Он был вполне осознанным. Несмотря на различие природных условий и сельскохозяйственных традиций, разными народами созданы посевные растения с совершенно определенными, важными для хозяйствования признаками: неломким колосом, голозерностью, высокой продуктивностью и коротким периодом цветения и созревания. Генетические исследования показывают, что такая скорость выведения полезных сортов оказалась возможной, потому что для существенного изменения свойств растения нередко достаточно одной мутации.
По сравнению с гибридизацией и селекцией современные методы генной инженерии позволяют модифицировать растения быстрее и радикальнее. Именно это и настораживает. На оценку пригодности и безопасности нового продукта и приспособление к нему требуется время, и можно не успеть вовремя отказаться от вредного мутанта.
Породы и сорта культурных растений часто рассматриваются как национальное и даже всемирное достояние. В 2006 году под эгидой ООН для сохранения посадочного материала всех сельскохозяйственных растений, существующих в мире, создан Всемирный банк-семенохранилище. На средства Норвегии на острове Шпицберген под землей, в зоне вечной мерзлоты, построено надежное хранилище, в котором каждая страна получила свой отсек.
Отчего выпадают осадки?
Любые осадки — это просто вода, в жидкой или твердой форме. В их образовании важную роль играет газообразная вода — пар.
Сначала разберемся с околоземной влагой. Согласно физическим законам, при определенной температуре в воздухе может быть только определенное количество парообразной воды. Если температура не опускается ниже нуля, пар конденсируется на холодных поверхностях и выпадает роса. Поскольку менее теплоемкие предметы остывают быстрее, роса обычно выпадает на траву, листья, паутинки, автомобильные стекла, но не на землю.
При температуре ниже нуля возможны два варианта. Если пар сразу переходит в твердую фазу — лед, тогда образуется кристаллический игольчатый иней. Если же замерзают капельки тумана, образуется гранулированный иней.
Что касается воды в облаках, то там происходят гораздо более разнообразные события, которые зависят от типа облака и температуры воздуха.
Низкие кучево-дождевые облака состоят из капель воды, удерживаемых воздушными потоками. Сталкиваясь, капли соединяются и растут в размере. Они уже не могут удерживаться восходящими потоками и выпадают на землю в виде дождя. Хотя бывает и обратная ситуация: скажем, над жаркими пустынями дожди начинают падать, но не долетают до земли, потому что капли не слишком крупные и успевают испариться. Если же капли успевают замерзнуть, выпадает град.
В более высоких облаках капли воды переохлаждены. Циркулируя в потоках воздуха, они также растут и могут выпасть на землю. Если капли во время полета так и останутся переохлажденными, то, достигнув земли, моментально замерзнут, образуя гололед. Если в такое облако попадет самолет, он обледенеет. Если в таком облаке найдутся зародыши кристаллизации, то буквально в течение нескольких десятков минут в облаках сформируется град. Иногда градины весят более килограмма.
Снежинки же образуются в облаках тогда, когда на мелкий зародыш кристаллического льда осаждаются молекулы воды из перенасыщенного пара, содержащегося в облаках или испаряющегося с поверхности мелких капель. Рост снежинок подчиняется законам симметрии, так же как и рост кристаллов в растворах. Все снежинки имеют гексагональную симметрию, то есть могут быть вписаны в правильный шестиугольник. Но при этом разнообразие их форм необыкновенно велико. Так, в начале 30-х годов американское бюро погоды издало атлас снежинок с 2500 фотографиями, сделанными фотографом-натуралистом Уилсоном Бентли.
В 1661 году была опубликована первая научная работа Иоганна Кеплера об образовании снежинок, в которой знаменитый астроном на вопрос: «Отчего снег шестиуголен?» — сам отвечает: «Вещь эта мне еще не открыта». Многие ученые и сейчас согласны с ним.
Оказывается, снежинки могут образовываться не только из воды. Например, в лаборатории удалось получить искусственные «снежинки» йодоформа. Модельный расчет вулканической активности на спутнике Юпитера — Ио — показал возможность образования снега из диоксида серы при газовых выбросах вулкана.
Такие совпадения в природе поражают. Но, пожалуй, привычный нам снег лучше, чем из йодоформа и окиси серы.
Отчего дует ветер?
Ветер — это движение воздуха. Причиной движения воздушных масс становится разница давления в разных областях атмосферы, возникающая из-за разницы нагрева, первичным источником которого всегда служит Солнце. Но так как условия движения очень разнообразны, то и разных ветров на Земле много.
Существуют ветры глобального масштаба — пассаты. Они возникают оттого, что в экваториальной и тропической зонах солнце нагревает воздух сильнее, чем в умеренной и полярной. Нагретый экваториальный воздух поднимается вверх и устремляется к полюсам. В субтропических широтах он становится достаточно тяжелым, опускается и начинает возвращаться к экватору. Под действием вращения Земли и сил трения воздух отклоняется к западу, поэтому в Северном полушарии пассат дует не с севера, а с северо-востока, а в Южном — с юго-востока. Скорость пассатов мало изменяется и составляет 5–10 м в секунду. Из-за этого встречного движения в экваториальных широтах пассаты ослабевают и поворачивают на восток. Так образуется приэкваториальная штилевая зона, характеризующаяся грозами и ливнями. Ее иногда почему-то называют «конские широты» (районы Мирового океана в пределах 30–35° северной и южной широты. — Прим. ред.).
Кроме глобальных ветров существуют и местные, дующие только в определенных местах земного шара и возникающие при изменении тепловых условий в течение некоторого времени или под влиянием рельефа местности.
Например, обычно море днем холоднее суши, а ночью — наоборот. От этого в прибрежной полосе шириной до нескольких десятков километров дует бриз — днем с моря, а ночью с суши.
Бризы бывают и на суше. Ночью у поверхности земли есть тяга воздуха с поля к лесу, а на высоте крон деревьев — из леса к полю. Это неплохо знать, растапливая печи и камины.
Местный ветер бора образуется там, где горный хребет граничит с теплым морем. В холодный сезон за горами относительно быстро накапливаются массы холодного воздуха, а море еще остается теплым. Поэтому холодные массы, перевалив через хребет, с огромной скоростью устремляются вниз к теплому морю, легко вытесняя теплый воздух. Наиболее известная бора наблюдается в районе Новороссийска.
В некоторых горных местностях бора отмечается каждый день, когда при заходе солнца холодный воздух с вершин устремляется в не остывшие еще долины.
Существуют и сезонные ветры, называемые муссонами. Летом они дуют с моря на сушу, так как летом суша в среднем нагрета сильнее моря; зимой все наоборот: муссоны дуют с суши на море. Понятно, что в переходные сезоны муссонов не бывает.
Движение воздуха редко бывает однородным и устойчивым. При довольно больших скоростях и встрече холодных и теплых масс происходит завихривание. На местном уровне это случается при прохождении мощных кучевых облаков, образующих шквалы. При определенных условиях на суше или над морем появляются смерчи. На более масштабном уровне встречи холодных и теплых воздушных масс могут приводить к образованию гигантских вихрей — циклонов и антициклонов диаметром до 2000–3000 км. Полагаю, что смерчи, циклоны и антициклоны заслуживают отдельного рассказа. А пока будем твердо помнить, что ветер дует не оттого, что деревья качаются.
Отчего мячик скачет?
Мяч — одна из самых любимых игрушек человечества. Самые старые мячи найдены в Египте. Им примерно 4000 лет. Они были сделаны из дерева и не могли отскакивать от земли. Мячам американских индейцев около 3500 лет. Они выполнены из каучука, и именно эти игрушки могли отскакивать от твердой поверхности. И у египтян, и у индейцев игры часто носили ритуальный характер. Египтяне играли не за себя, а за представляемых командой богов. У индейцев проигравший приносился в жертву богам. Мяч с давних времен известен во множестве стран и везде имел сходное устройство — кожаная оболочка с упругим внутренним наполнением из тряпок, шерсти и т. п.