Эта организация в первую очередь обусловлена неизменностью влажного, теплого климата, который является необходимым условием самого существования джунглей. Но в качестве вступления к более пристальному исследованию сообщества джунглейкак растительного, так и животногонам нужно узнать, каким образом джунгли получают обильное, равномерно распределенное количество осадков и поддерживают постоянную высокую температуру.
Глава третья
КАК РОЖДАЮТСЯ ДЖУНГЛИ
Джунглиотпрыски солнца и океанических течений. Эти факторы создают влажный, теплый инкубатор, в котором созревают джунглина удивление быстро, учитывая их сложную структуру. Но полностью развившись, они становятся практически неуничтожимыми.
Солнце предоставляет свет и тепло. Источник воды нельзя определить с такой же ясностью. В первую очередь, вода является очень редким веществом во Вселенной. Жидкость может существовать лишь в сравнительно узком диапазоне температур. Ниже точки замерзания она превращается в лед; при 180 градусах по Фаренгейту вода переходит в газообразное состояние. (Ученые предпочитают пользоваться шкалой Цельсия, где 0 градусов соответствует точке замерзания, а 100 градусовточке кипения, или шкалой Кельвина с точкой отсчета от абсолютного нуля, или 273 градуса по шкале Цельсия.) Должно быть, существует очень мало планет, где температурные условия допускают существование воды. Однако вода является основным условием жизни, как мы ее знаем.
Таким образом, наиболее важной особенностью нашей планеты является наличие гидросферы, водной оболочки, покрывающей шар твердого вещества, который мы называем Землей. Гидросфера включает не только океаны, реки, озера и пруды, но и мощный слой почвы и осадочных пород, насыщенный водой, а также нижние слои атмосферы, содержащие влагу. Все живые существа рождаются и живут в гидросфереза исключением космонавтов, которые так или иначе берут с собой воду.
Определяющая роль воды очевидна в жизненном цикле джунглей По некоторым оценкам, им требуется по меньшей мере 80 дюймов осадков в год. Нижний предел среднегодовой температуры, при которой джунгли могут выжить, составляет 68 градусов по Фаренгейту. Такие условия встречаются далеко не везде в тропиках. На самом деле большинство джунглей получает более 80 дюймов осадков в год и имеет среднегодовую температуру 7882 градуса по Фаренгейту. (Для сравнения: в Нью-Йорке самая жаркая летняя температура лишь изредка достигает среднего значения 78 градусов; за последние пятнадцать лет это случилось лишь однажды, в июле 1952 года. Что касается количества осадков, то в Луизиане, одном из наиболее дождливых штатов, выпадает лишь 63 1/2 дюйма ежегодно.)
Чтобы поддерживать существование джунглей, ежегодный уровень осадков в 80 дюймов должен распространяться очень равномерно, с минимальным значением 4 дюйма в самые сухие месяцы. В тропиках есть крупные районы, где ежегодно выпадает 400 дюймов осадков, а местами и вдвое больше. Но очень высокая влажностьне обязательное условие формирования джунглей. Там, где существует чередование влажных и сухих сезонов, причем сухой сезон длится несколько месяцев, джунгли появиться не могут. Фактически в большинстве джунглей есть два влажных и два сухих сезона, причем в «сухие» сезоны выпадает столько же дождей, сколько обычный американец видит у себя дома.
Эти обобщения могут быть приняты с небольшими оговорками; они применимы лишь в долгосрочной перспективе. Существуют области, где подпочвенные воды питают джунгли, хотя количество осадков невелико. Пожив в некоторых тропических странах, я могу свидетельствовать, что если вы будете вести ежедневные наблюдения (как мы делали в нашей работе), то исключений будет едва ли не больше, чем «нормальных» дней. Иногда сезон дождей вообще не наступал; иногда дожди шли в середине сухого сезона; иногда два дождливых сезона следовали один за другим.
Дождь происходит, когда теплый увлажненный воздух, поднимающийся с поверхности земли или воды, остывает либо вследствие расширения, либо встречаясь с холодными воздушными течениями. Влага конденсируется в облаках, а затем образуются капли воды. Поскольку солнце является единственным источником тепла, этот природный феномен чаще всего происходит в тех широтах и в то время, когда солнечные лучи падают отвесно. Разумеется, идеальным местом можно считать экватор, где солнце находится в зените дольше, чем в любой другой области.
Прямые солнечные лучи прогревают атмосферу, и в течение дня более теплый воздух постоянно поднимается вверх. Поскольку суша нагревается и остывает быстрее, чем вода, днем воздух от земли поднимается интенсивнее и привлекает на свое место более влажный воздух над поверхностью моря. С приближением ночи земля остывает, поэтому вечером в тропиках можно рассчитывать на дождь, а находясь на побережьена прохладный береговой бриз.
Постоянно поднимающиеся массы нагретого воздуха над широким поясом вокруг экватора приводят к образованию ветров, имеющих больший интерес для моряков, чем для сухопутных жителей, но оказывающих некоторое влияние на джунгли. Откуда-то должен поступать воздух, чтобы занять место восходящих потоков, нагретых солнцем. Но поскольку все происходит в зоне очень низкого давления, воздух движется так медленно, что во времена парусных судов моряки огибали эти области с еще большей осторожностью, чем штормовые районы. Это полосы штиля.
К югу и северу от них давление воздуха возрастает, создавая два широких пояса постоянных воздушных потоков, движущихся с запада на восток, противоположно вращению Земли. Это так называемые торговые ветра. Они обусловливают движение влажного воздуха от моря к суше.
Тропические ливни легко предсказуемы и оставались бы неизменными в разных местах, если бы все зависело только от направления ветра. Но атмосфера подвержена воздействию иных сил. Горы способны нарушить движение воздушных потоков, и дождь, который мог бы идти в долине, проливается на их склонах.
Основной формирующей силой погоды в тропиках являются океанические течения. Возможно, будет проще понять образование и действие этих мощных климатообразующих факторов, если мы представим себе, что земная сфера изменяет свою форму и становится пирамидой, состоящей из четырех равносторонних треугольников, то есть тетраэдром. Как и сфера, тетраэдр выглядит одинаково с любой стороны. Если вы слепите тетраэдр из комка глины или сыра и вонзите шляпную булавку точно посередине одной из плоскостей, чтобы она прошла насквозь и вышла через противоположную вершину, он сможет вращаться вокруг своей оси, подобно сфере.
Если попытаться переделать таким же образом шар гидросферы, то процесс начнется с образования четырех выпуклостей твердой коры, выпирающих из воды на равном расстоянии друг от друга. Затем образуются хребты суши, соединяющие эти выпуклости. В результате возникают четыре треугольных острова или континента, разделенные четырьмя океанами, имеющими грубо округлую форму.
Теперь давайте представим нашу вращающуюся сферу, размещенную таким образом, что если бы она действительно стала тетраэдром, то имела бы форму опрокинутой пирамиды, вращающейся слева направо. Вода из кольцевых зон выбрасывалась бы в стороны и наружу под воздействием центробежной силы.
На верхней грани пирамиды можно ожидать обмеления и размыва окружающей суши. Тем временем на трех других гранях вся вода будет сноситься в сторону, но ее движение будет задерживаться треугольными континентами. Если двигаться в «южном» направлении, мы увидим пропорционально больший объем и давление водыпока наконец воды всех трех океанов не сольются под северным и южным барьерами суши и не начнут с ревом вращаться у основания пирамиды.
В сущности, эта «теория тетраэдра», как ее иногда гордо называют, хотя это просто игра, помогающая объяснить определенную идею, хорошо описывает происходящее. Разумеется, Земля не теряет своей замечательной округлой формы. Но на вершине мира, вокруг Северного полюса, находится мелководный океан. Существует несколько континентов, более или менее треугольной формы, разделенных огромными дугами водных пространств. Южная оконечность каждого континента омывается непрерывным океаном, а грубо треугольная континентальная масса Антарктиды занимает место на Южном полюсе.
Все мировые океаны образуют единое тело воды с участками суши, большинство из которых расположено в Северном полушарии. Вода постоянно находится в движении, но она движется с разной скоростью и в разных направлениях.
Сила вращения Земли принуждает каждую каплю воды в Северном полушарии двигаться по часовой стрелке, а в Южном полушариипротив часовой стрелки. Это маршруты всех главных океанических течений, которые можно рассматривать как гигантские реки, текущие по установленным руслам, каждая из которых несет больше воды, чем все пресноводные реки, вместе взятые. Течения несут теплую воду по огромной дуге к Арктике или Антарктике, где она вносит свою лепту в таяние льдов. Это, в свою очередь, приводит к образованию некоторого количества холодной воды, которая сносится обратно, к жарким широтам.
Мы можем считать, что силы, создающие основные океанические течения, начинают действовать на полюсах. Сначала воды Северного Ледовитого океана вращаются по кругу, стремясь распространиться наружу. Когда на их внешних окраинах появляется канал, пересекающий барьер суши, они проникают туда и создают холодные течения, движущиеся вдоль северо-западных окраин трех главных континентальных масс под теплыми поверхностными водами.
Антарктика также окружена поясом холодных вод. Но основная часть Антарктического континента находится справа, а три выступа, или «волнолома»южные оконечности Африки, Австралии и Южной Америки, находятся слева. Три потока холодной воды, отделяющиеся от главного течения в этом океане, расходятся по пологой дуге, пока не сталкиваются с препятствиями, заставляющими их огибать северо-западные оконечности трех континентальных масс. Это течение Гумбольдта на юго-востоке Тихого океана, Бенгальское течение в Юго-Восточной Атлантике и Западно-Австралийское течение на юго-востоке Индийского океана.
На экваторе происходят сходные процессы. Здесь поверхностные воды упираются в непроницаемый барьер: восточные окраины континентальных масс. Поскольку энергия должна найти выход, они разделяются на два течения: одно движется вдоль побережья на север, другое на юг. Со временем океанические воды совершают полный цикл, и грандиозная система циркуляции замыкается.
Три холодных течения Южного полушария препятствуют выпадению осадков вдоль тех побережий, рядом с которыми они проходят. Возьмем, к примеру, течение Гумбольдта. Оно охлаждает воздух над океаном, и влага не может сконденсироваться, даже когда преобладающие ветры гонят воздушные потоки к побережью Южной Америки и хребту Анд, где охлаждающие эффекты больших высот в нормальных условиях привели бы к выпадению дождей. Вдоль обеих Америк, за исключением тех мест, где холодное течение проходит близко от побережья, эти ветры приносят дождь. Даже в более умеренных широтах, например в штате Вашингтон, теплые ветры с Тихого океана вызывают обильные осадки, приводящие к образованию дождевых лесов, хотя и не джунглей. Но в воздушных потоках над течением Гумбольдта влаги достаточно лишь для образования облаков, из которых практически никогда не идет дождь. Вдоль некоторых участков Перуанского побережья ежегодное количество осадков составляет лишь несколько дюймов, хотя темные облака едва ли не ежедневно подходят со стороны океана.
Сходным образом холодные течения делают возможным существование сухих побережий Северо-Западной Африки, аридных равнин и пустынь Западной Австралии. Течения являются причиной того, что даже на экваторе значительная часть территории, которая могла быть покрыта джунглями, имеет иной тип растительности.
Другой метеорологический феномен создает условия, благоприятные для развития джунглей на некоторых участках суши в Индийском океане. Это муссоны, особые сезонные ветры, не имеющие аналогов в других частях света. Муссон (название происходит от арабского слова, означающего «время года») начинается с зоны низкого давления, образующейся каждое лето в Южной Азии, особенно в Индии. Теплый воздух поднимается, и зона низкого давления притягивает мощные воздушные потоки от Индийского океана, протяженностью до нескольких тысяч миль. Воды Индийского океана, защищенные от холодных течений континентальной массой Азии, почти равномерно теплые. Когда ветры, дующие над ними, достигают суши в конце лета, воздух насыщен влагой. Это юго-западный муссон. Встречаясь с первыми прибрежными возвышенностями, он обрушивает на землю ливни, известные под названием муссонных дождей, которые продолжаются до конца сентября или начала октября. Зимой направление ветра меняется на противоположное, и муссон становится северо-восточным.
Один из результатов этого природного явлениятак называемые муссонные леса. Области, подверженные воздействию муссонов, достаточно теплые и расположены не слишком высоко над уровнем моря, но количество осадков в остальные месяцы далеко не всегда бывает достаточным для образования джунглей.
Когда солнце и воздушные потоки дают тепло и влагу, необходимые для джунглей, растительность начинает бурно развиваться. Сочетание жары и влажности настолько идеально для роста растений, что независимо от подстилающих пород огромный лес возникает на собственной почве благодаря быстрому разложению и переработке предыдущих типов растительности.
Наиболее драматическим примером того, что могут сделать идеальные условия для возникновения джунглей в тропической местности, начиная с «чистого листа», служат августовские события 1883 года на Кракатау. Менее чем за сорок восемь часов на этом вулканическом острове произошла серия извержений, в буквальном смысле потрясших мир. Их было слышно за 1500 миль. Много дней вся западная оконечность острова Ява была погружена во тьму; другие вулканы, расположенные вдоль того же горного хребта, проявляли признаки активности, а море на сотни миль было вымощено плавающей пеной и шлаком. Выпадение осадков во всех климатических зонах изменилось на несколько лет. Континентальные закаты были особенно прекрасными из-за миллионов тонн пыли, выброшенной в атмосферу. Позднее разразилась жаркая научная дискуссия о том, могли ли семена или споры жизни каким-то образом выжить на Кракатау. Однако обе стороны сходились на том, что если что-то и уцелело, оно не было заметно невооруженным глазом; фактически все признаки жизни были стерты не только на Кракатау, но и на двух близлежащих островах меньшего размера.
Остров Кракатау, расположенный в Зондском проливе между Явой и Суматрой, примерно в пяти градусах южнее экватора, является одним из самых дождливых мест в мире. 25 августа 1883 года его длина составляла пять с половиной миль, ширинатри мили, а максимальная высотаоколо 2700 футов. Два дня спустя половина острова исчезла в морских волнах. Гора раскололась пополам, но вершина уцелела. Вся поверхность была покрыта слоем пемзы и вулканического пепла мощностью около 150 футов.
До этого события большая часть Кракатау была покрыта джунглями, предположительно очень похожими на другие джунгли Индонезии, хотя там не проводилось специальных исследований. В низинах рос тропический дождевой лес, сменявшийся на горных склонах менее пышной и обильной растительностью. Через девять месяцев один из первых посетителей пустынного острова провел тщательные поиски признаков жизни, животной или растительной. Он нашел лишь одного паука на еще не остывших, обнаженных лавовых покровах.
Солнце обжигало лаву, а дожди1000 дюймов осадков в год, согласно Ричардсу, проделали в вулканических отложениях огромные расщелины, смыв значительную их часть в воды пролива. Затем откуда-то (скорее всего, с соседних островов, а возможно, из семян, занесенных птицами или переживших чудовищную катастрофу) появилась растительность. К 1886 году пляжи покрылись травой и цветущими растениями, а внутренние части острова поросли папоротником с островками той же травы. Участки обнаженной вулканической породы были густо покрыты зелеными водорослями.
В 1897 году научная экспедиция обнаружила у побережья рощу казуариновых деревьев, а в глубине острова папоротники уступили место саванне с травой, высота которой достигала шести футов. На нижнем склоне горы появились кусты вместе с травой и папоротниками.