География для топографических кретинов
Андрей Левонович Шляхов
Наука на пальцах
Наверное, ни одна из наук, изучаемых в школе, не разочаровывает так сильно, как география. Ученики ожидают увлекательных рассказов о путешествиях. Потому что географы только и делают, что путешествуют. А где путешествия, там приключения… Как же без приключений?
Автор сразу же и со всей присущей ему прямотой хочет предупредить читателей, что эта книга совершенно не годится для сдачи экзаменов по географии. И Главным Географом Современности после ее прочтения стать невозможно. У книги несколько другие задачи – подружить читателей с географией, помочь разобраться в премудростях этой науки, научить смотреть на нашу планету глазами знающего человека.
«Ноль занудства, максимум интереса!» – вот наш лозунг!
Андрей Шляхов
География для топографических кретинов
© «Издательство АСТ», 2019
* * *
«География – история в пространстве»
Жак Элизе Реклю, французский географ и историк
Предисловие
Наверное, ни одна из наук, изучаемых в школе, не разочаровывает так сильно, как география. Ученики ожидают увлекательных рассказов о путешествиях и, надо сказать, ожидают справедливо, потому что географы только и делают, что путешествуют. А где путешествия, там приключения… Как же без приключений? И не только приключения, но и слава, ведь на нашей планете до сих пор, несмотря на обилие вращающихся над ней спутников, существуют неисследованные уголки. Сверху всего не разглядишь, а по земле добраться туда очень и очень трудно… Но зато если доберешься, то непременно встретишь снежного человека или откроешь невероятно богатое месторождение алмазов, в котором драгоценные минералы прямо торчат из земли – бери да отламывай, если, конечно, силенок хватит. А если вспомнить про необитаемые острова, на которых пираты веками зарывали свои сокровища и зарыли так много, что цветочки посадить негде – в земле сундуки шеренгами наставлены, то вообще дух захватывает… Ну и вообще, путешествовать это так интересно! Идете по тропическому лесу, где-то рядом с экватором, определяете направление по солнцу или звездам, потому что компас вчера украли обезьяны, то и дело «стреляете» фотоаппаратом по сторонам, чтобы было чем по возвращении взрывать Инстаграмм… Кр-р-расота!
Кстати, если вам в описании перспективы, ожидающей путешественника где-то рядом с экватором ничего не показалось странным, то вам непременно нужно прочесть эту книгу от предисловия до послесловия. И если показалось, прочесть то тоже не помешает, надо же узнать, правильно вам показалось или нет.
…Вдруг деревья расступаются и перед тобой открывается озеро или, к примеру, водопад, которого почему-то нет на карте. Да, представьте, такое может случиться и в наше всевидящее спутниковое время, если озеро или водопад образовались буквально на днях в результате землетрясения. Пока спутниководы чесали в затылках и перепроверяли информацию о странном пятне, появившемся там, где раньше был лес, вы уже все со всех сторон сфотографировали, нанесли на карту, определили координаты и отправили все куда следует. А по возвращении домой вы увидите свое имя на карте… Еще вчера мир не знал о вашем существовании (ну, разве что за исключением двухсот пятидесяти тысяч ваших подписчиков), а теперь на карте этого самого мира есть озеро или водопад Пупково-Пупковского, названный в честь своего открывателя…
Помечтали – и будет. Давайте вернемся к реальности и вспомним с какими невероятными ожиданиями и грандиозными предвкушениями входили мы в первый раз в кабинет географии, увешенный картами и портретами знаменитых путешественников. Ожиданий с предвкушениями было столько, что никого не насторожил вид учительницы, на которой вместо штанов из буйволиной кожи, заправленных в высокие сапоги, и кожаной же куртки со множеством карманов, был обычный деловой костюм в комплекте с туфлями-лодочками.
– Дорогие друзья! – сказала учительница. – Сегодня мы с вами начинаем изучать географию. Раскройте ваши тетрадки и запишите то, что я вам продиктую…
Мы наивно ожидали, что нам будет продиктована важная географическая информация – адрес и телефон Клуба путешественников, адреса магазинов, в которых можно экипироваться надлежащим образом, и тому подобное.
– География – это наука о нашей планете, – начала диктовать учительница. – В переводе с греческого «география» означает «землеописание». География подразделяется на физическую географию и социально-экономическую географию…
Донельзя скучное слово «подразделяется» разит наповал и разбивает все позитивные ожидания вдребезги. Там, где подразделяют, ничего хорошего ожидать не стоит. Но если ваша учительница употребила вместо этого слова какое-то другое, повеселее, то это еще не означало, что вам повезло, просто ваши ожидания разбились чуть позже, когда она начала перечислять методы исследования, применяемые в географии…
Внимание! В этой книге перечня методов вы не найдете даже с лупой при ярком освещении. И это не небрежность автора, а сознательное «упущение», позволяющее сделать рассказ о географии увлекательным и легко читающимся. Мы же с вами не поскучать хотим, а наоборот – развлечься, причем даже не без пользы. Так что в Бездну Челленджера[1 - Если кто не в курсе, то так называется самая глубокая точка Марианской впадины, расположенная почти на 11 километров ниже уровня моря.] все скучное! Нам без него веселее.
Вернемся, однако, к школьным урокам географии. Раз уж начали вспоминать, то нужно вспомнить все, иначе нечего было и начинать. Самые упорные в своих ожиданиях (или же самые наивные, что одно и то же) могли ждать «когда вся эта тягомотина закончится» до первой контрольной с контурными картами. По идее это занятие должно быть интересным. Собственной рукой ликвидировать белые пятна на карте, рисуя цветными карандашами рельеф и подписывая имена рек, озер, морей, гор… Но между идеальным и реальным представлением подчас лежит пропасть, глубиной с ту же Бездну Челленджера. Ликвидация белых пятен доставляет удовольствие лишь в том случае, когда на карту наносятся собственные открытия. Если же вместо путешествия в неизведанные места приходится битый час запоминать карту из атласа, чтобы затем воспроизвести ее в уме и на бумаге как можно точнее, то удовольствия от этого выйдет мало, а, скорее всего, его вообще не будет. И в утешение школьникам останутся произведения Жюля Верна, Томаса Майн Рида, а также других авторов, умеющих пробудить интерес к географии. К настоящей, нескучной географии… Скучных наук не бывает, бывают скучные учебники. Да-да, все зависит от манеры изложения материала, а не от самого материала.
Хотите пример? Пожалуйста – вот вам экспериментальный пример, точнее пример-эксперимент из области истории, которая обламывает чаяния учеников не меньше, чем география. Вместо увлекательных рассказов о войнах и переворотах, приходится зубрить даты и предпосылки. В результате у многих учеников вырабатывается стойкое отвращение к исторической науке.
Выберите в произвольном порядке двадцать человек, или даже сто, если у вас много свободного времени. Выбирайте как хотите, хоть знакомых, хоть незнакомых, важно, чтобы вы ничего не знали об их любви к истории. Любят они ее безмерно или ненавидят всеми фибрами души, читают ли запоем исторические монографии или же предпочитают им мангу, должно быть для вас тайной. Возраст участников – от двадцати до сорока пяти лет, взрослые люди в расцвете сил и умственных способностей.
Эксперимент проводится в два этапа.
Сначала попросите каждого из участников рассказать, причем как можно подробнее, о войне Алой и Белой розы, изрядно потрепавшей старую добрую Англию в XV веке. Можно без дат, главное проследить развитие событий. Кто и почему ее начал, кто как действовал, кто победил, и чем вообще все закончилось.
Затем попросите пересказать сюжет «Игры престолов», основанный на «розовой» войне.
Сравните результаты и сделайте выводы.
И забудьте про контурные карты, как про страшный сон! Если хотите знать, то географом высшего дана считается не тот, кто может нарисовать всю планету на контурных картах, а тот, кто может рассказать о климате в любой точке планеты и объяснить, почему он именно такой, а не другой. Надо сказать, что климат такой уникальной планеты, как наша, тоже уникальный, неоднозначный и изобилующий сюрпризами, которым география всегда находит объяснение.
Возьмем, хотя бы, пустыню Намиб (ударение на первый слог, а не на второй, как обычно произносят), расположенную на юго-западе Африки. Намиб – пустыня особая. Во-первых, она считается самой древней пустыней на планете. Во-вторых, эта пустыня прибрежная, она протянулась узкой полосой вдоль побережья Атлантического океана. Прибрежная пустыня – вы только вдумайтесь в эти слова. Ну как может пустыня находиться возле океана? Это же противоречит элементарной логике. У воды, да вдобавок не у какого-нибудь маленького водоема, а у огромного океана, не может быть сухого климата! А пустыня есть, и вы можете убедиться в этом собственными глазами. Летите самолетом до Виндхука, столицы Намибии, дальше выбирайте подходящий транспорт на месте, и вы сможете совершить нелогичное – наслаждаться крупномасштабными океанскими видами воду, стоя при этом в пустыне. Причиной образования этой прибрежной пустыни стало холодное Бенгельское течение (подробное объяснение ищите в пятой главе).
Или вот вам еще один «парадокс», очень известный, которым географы любят удивлять негеографов, порой даже и с корыстными целями – на пари. Как по-вашему, какой город находится южнее – Ташкент или Нью-Йорк? Да любой негеограф смело поставит на то, что жаркий и хлебный город Ташкент расположен южнее довольно-таки нежаркого Нью-Йорка, где зимой регулярно выпадает снег. Да еще и посмеется над дурачком-географом, который только что проиграл тортик, пиво, обед в ресторане или энную сумму денег. Ну а когда откроется истина, придет черед смеяться географу, потому что Нью-Йорк лежит немного южнее Ташкента. А город Хельсинки, в котором средняя температура января составляет – 5 °C, расположен севернее холодного Магадана. И ничего с этим поделать невозможно, потому что это объективная реальность.
Вот еще пример. Некоторые люди, желая продемонстрировать разницу между Россией и США, сравнивают Аляску с Чукоткой. Сравнение получается ярким до невозможности и очень-очень убедительным. Две соседние территории, разделенные узеньким Беринговым проливом, сильно различаются по всем параметрам, начиная с плотности населения и заканчивая уровнем развития. Вывод напрашивается сам собой… Только вот сравнивающие умышленно или по неведению умалчивают о невероятной разнице в климате между двумя соседними территориями. Столица Аляски город Анкоридж находится на 61-ой северной параллели, а Анадырь, центр Чукотского автономного округа, – на 64-ой. 3 градуса – это около 300 километров. Невелика, в сущности, разница. Климат Москвы принципиально не отличается от климата Вышнего Волочка или, скажем, Мценска, все различия между ними носят локальный характер. Совсем другое дело с Анкориджем и Анадырем. В Анкоридже климат умеренно-холодный, средняя температура января составляет – 8 °C, а в Анадыре – 22 °C! Разница впечатляющая, не правда ли? С таким же успехом можно сравнивать Чукотку с Приморским краем, а Аляску – с Калифорнией.
И последний пример «парадокса». Почему в период белых ночей не происходит резкого повышения температуры воздуха? Ведь Солнце в этот период освещает поверхность Земли примерно вдвое дольше… Подумайте над этим на досуге, а где-то там впереди, в одной из следующих глав, вы найдете ответ.
Автор сразу же и со всей присущей ему прямотой хочет предупредить читателей, что эта книга совершенно не годится для сдачи экзаменов по географии. И Главным Географом Современности после ее прочтения стать невозможно. У книги несколько другие задачи – подружить читателей с географией, помочь разобраться в хитропремудростях этой науки, научить смотреть на нашу планету глазами знающего человека.
«Ноль занудства, максимум интереса и ни дня без прогресса!», вот наш лозунг.
Каждая глава будет начинаться с «географического» отрывка из художественного произведения или какой-то статьи, который будет настраивать вас на соответствующий, совершенно не академический, лад. Заодно многие смогут вспомнить то, чем они когда-то зачитывались и заново пережить приятные ощущения…
Немножечко ботаники и зоологии прилагается в качестве бонуса. Невозможно говорить о планете, игнорируя ее обитателей.
Хотите проверить свои знания в этой области?
Вот вам тест – отрывок, взятый из книги польского писателя Альфреда Шклярского: «То была практически пустынная степь, с обильной дичью в пожелтевшей колючей растительности. По степи проходили целые стада животных, доходившие порой до нескольких сотен голов. Нередко рядом с пасущимися антилопами-гну, будто высеченный из камня стоял самец, который… сторожил стадо. Обычно страж этот стоял немного в стороне от стада, на возвышении, и был виден даже тогда, когда вспугнутое стадо скрывалось с глаз долой».
Где находится эта пустынная степь? Ответ на этот вопрос вы найдете в конце книги (№ 1).
На этом с предисловием пора заканчивать, а то оно получится слишком уж длинным.
Вперед, друзья! По пампасам и саваннам, по сельвам и джунглям, по песчаным и ледяным пустыням! Дверь в увлекательный мир географии открывается без золотого ключика, достаточно только желания.
Глава первая. Наша планета и ее рельеф
«Мы увидели бесконечную водную поверхность, уходившую к горизонту и сливавшуюся с ним. Песчаный берег этого озера или моря был сильно изрезан бившимися о него волнами и покрыт мелкими раковинами, в которых когда-то жили относительно простые живые организмы… К этому плоскому берегу подступали огромные скалы, поднимавшиеся на невероятную высоту, которая не поддавалась измерению. Скалы эти выдавались далеко в море, нарезая берег на куски своими острыми ребрами и волны шумно разбивались о них… Это был настоящий океан, с пустынными извилистыми берегами, пугающими своей первозданной дикостью. Видно было хорошо, поскольку некое особое сияние освещало все вокруг, причем так, что можно было разглядеть все до мелочей. Это был не ослепительный солнечный свет и не его отражение – слабый призрачный свет луны. О, нет! Своей рассеянной холодностью и прозрачной белизной это сияние напоминало лунный свет, но существенно превосходило его яркостью, недвусмысленно свидетельствовавшей о его электрическом происхождении… Я вспомнил тогда теорию одного английского капитана, утверждавшего, что Земля похожа на гигантский полый шар, заполненный газом…».
Вы только что прочитали отрывок из фантастической повести Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». Главный герой описывает то, что он увидел внутри нашей планеты. Надо сказать, что не только «один английский капитан» считал нашу планету полой внутри. Теория, вернее не теория, а гипотеза полой Земли родилась еще в глубокой древности. Где-то там, глубоко-глубоко внизу находятся подземные царства мертвых в греческой и германо-скандинавской мифологиях, а также христианский ад. Впоследствии для объяснения происхождения полой Земли придумали довольно стройную теорию, согласно которой наша планета образовалась из гаснущей звезды. По мере снижения температуры на некотором отдалении от центра звезды начала скапливаться материя, сначала находившаяся в газообразном состоянии, а впоследствии отвердевшая. У этой гипотезы есть сторонники и в наши дни. Главным их доводом является тот, что человек смог углубиться в твердь земную всего-навсего на 12 километров. Если сравнить нашу планету с яблоком, то получается, что мы даже не смогли проткнуть насквозь всю кожуру. Так как же мы можем судить о том, что находится глубже?
Действительно – как? Наука требует доказательств!
Доказательства есть, косвенные, но весьма достоверные. Рельеф поверхности планеты, гравитационное поле, взаимодействие с другими небесными телами, характер глубоко залегающих горных пород, вулканическая деятельность, эксперименты с моделями, особенности распространения глубоких и поверхностных сейсмических волн… Сопоставив все данные, можно делать научные выводы.
Наша планета состоит из трех слоев – коры, мантии и ядра. Мантию условно делят на верхнюю и нижнюю, а ядро – на внутреннее и внешнее, так что можно считать, что слоев не три, а пять.
Земная кора, как и следует из названия, представляет собой верхний твердый слой планеты, толщина которого зависит от рельефа и ряда других причин. Под океанами земная кора тоньше, а в горных участках материков – толще. Разброс толщины достаточно велик – от 5 до 75 километров! Если сравнить Землю со сваренным всмятку яйцом, то земная кора – это скорлупа, причем очень тонкая.
Земная кора примечательна, замечательна и уникальна тем, что только в этом слое могут существовать живые организмы. Почти вся жизнь в земной коре сосредоточена на глубине нескольких метров, но отдельные бактерии могут забираться глубже, причем – очень далеко. Ученые уже перестали устанавливать нижнюю границу жизни, потому что ее приходилось все время передвигать. Сначала считалось, что некоторые одноклеточные организмы могут обитать на глубине до 1 километра, затем планку опустили до 2,5 километров, затем – до 4 километров и тут хотели поставить точку, потому что на такой глубине температура возрастает до 100 °С, что делает жизнь невозможной – вода закипает, а белки начинают денатурироваться…[2 - Денатурацией называют процесс изменения конфигурации белковой молекулы, приводящий к потере естественных физико-химических свойств.]
Невозможной?
Сначала среди одноклеточных организмов нашлись такие, которые могли жить при температуре свыше 110 °С, а затем и те, кто мог выносить невероятную для живых существ температуру в 123 °С… А пару лет назад была высказано смелое предположение о существовании жизни на глубине в 19 километров! Так глубоко в земную кору никто еще не вгрызался, но глубоко залегающие породы могут выбрасываться на поверхность в результате геологических процессов, например – при извержении вулканов. В породе с такой глубины, которая вышла на поверхность очень давно, десятки миллионов лет назад, было обнаружено высокое содержание углерода, причем не в виде соединений с другими химическими элементами, как это обычно бывает в горных породах, а в чистом виде. Это можно расценивать как результат жизнедеятельности каких-то микроорганизмов, настоящих микробов-терминаторов, способных выдерживать высоченное давление и температуры такого же порядка.
На больших глубинах в земной коре обитают бактерии-анаэробы, то есть такие бактерии, которым для жизнедеятельности не нужен содержащийся в воздухе кислород. Эти бактерии обитают не в самой толще коры, а в подземных водах и нефтяных залежях.
Земная кора – главный поставщик человечества. Мы едим то, что обитает на ее поверхности, пьем воду, содержащуюся в ее недрах и добываем из нее полезные ископаемые.
Ниже земной коры лежит другой твердый слой, который называется «мантией». Толщина мантии составляет около 2900 километров. В сваренном всмятку курином яйце аналогом мантии является белок. Мантию условно делят на верхнюю и нижнюю, граница между двумя этими сферами залегает на глубине около от 410 до 670 километров.
У вас может возникнуть абсолютно закономерный вопрос – на каком основании ученые делят мантию на два слоя? Чем один слой отличается от другого и каким образом это различие было установлено?
Все дело в скорости распространения сейсмических волн. Достигнув определенной глубины, рассматриваемой в качестве границы между слоями мантии, скорость волн резко возрастает, что свидетельствует о значительном повышении плотности вещества, через которое они проходят.
Ученые давно лелеют мысль о сквозном бурении земной коры до мантии, но до сих пор мечта остается только мечтой и ничем более. Дело-то не просто сложное, а архисложное. Во-первых, пробурить столь глубокую скважину это вам не колодец на даче вырыть. А, во-вторых, бурение придется проводить на океанском дне, потому что там земная кора наиболее тонкая, а такая толща воды затрудняет работу, создает определенные проблемы. Но если уж человек что-то задумал, то он это обязательно сделает. Можно рассчитывать, что к 2030 году ученые сумеют добраться до мантии Земли. То-то радости будет!
Сейчас некоторые читатели иронически усмехнулись и подумали: «Что им там, в этой мантии? Медом намазано и сахаром посыпано? Или же просто темы для диссертаций закончились и нужно новые источники искать?».
Да, именно что медом и сахаром, ведь в мантии содержится множество различных горных пород, в том числе и такие, которых нет в верхнем слое земной коры. А еще контакт с мантией позволит лучше изучать процессы, которые в ней протекают. Эти процессы имеют самое непосредственное отношение к нам, живущим на поверхности планеты, поскольку они оказывают влияние на земную кору. Узнав больше о глубинных процессах, мы сможем лучше прогнозировать землетрясения и извержения вулканов, а, возможно, даже сумеем каким-то образом влиять на них, снижать вред, который они наносят. Короче говоря, у любого научного эксперимента или исследования, тем более – у такого дорогостоящего, как бурение до самой мантии Земли, всегда есть практическое обоснование: «мы делаем это, чтобы получить то-то и то-то». Просто так, чистого любопытства ради, можно разве что мыльные пузыри пускать.
В верхней мантии, около границы с земной корой, есть слой, в котором вещество находится в вязком, пластичном состоянии. Называется он астеносферой. Слово это переводится с греческого языка как «податливая сфера». Астеносфера расположена вблизи земной коры, но не граничит с ней! От коры астеносферу отделяет твердый слой мантии.
Литосфера и астеносфера
Этот самый верхний твердый слой мантии, расположенный над астеносферой, вместе с земной корой составляют литосферу – твердую оболочку нашей планеты. Сверху литосфера ограничена атмосферой, а снизу – астеносферой.
Литосфера представляет собой не единое целое, а совокупность отдельных плит огромного размера, которые называются литосферными плитами.
Карта литосферных плит
Существует 13 крупнейших литосферных плит, которые покрывают более 90 % поверхности нашей планеты и несколько десятков мелких. Плиты не спаяны между собой, а соединены своими неровными краями. Условно это соединение плит можно сравнить с зубчатым соединением столярных деталей.
Благодаря отсутствию жесткого соединения, литосферные плиты находятся в постянном и медленном движении. Движение плит происходит под воздействием конвекции мантийного вещества, то есть под воздействием потоков, вызванных разностью температур внутренних и наружных слоев мантии. Породы нагретые вблизи от ядра, где температура мантии максимально высока, расширяются, плотность их уменьшается и благодаря этому они всплывают вверх, а на их место опускаются более холодные и, следовательно, более тяжелые породы из верхних слоев мантии.
Напрашивается вопрос – откуда берется тепло в недрах Земли?
Тепло выделяется при распаде радиоактивных элементов, при различных химических реакциях, а также при перераспределении вещества в недрах, которое сопровождается трением (а при трении выделяется тепло).
Под мантией находится ядро, соответствующее жидкому желтку яйца, сваренного всмятку. Но на самом деле не все ядро Земли жидкое. Жидкой является только внешняя его часть, а внутренняя часть – твердая.[3 - Самые свежие данные, полученные на основании анализа сейсмических волн, позволяют сделать вывод о том, что ядро Земли не двухслойное, а трехслойное, но пока что эта гипотеза не получила широкого признания.] Радиус ядра составляет приблизительно 3500 километров из которых 1300 приходится на внутреннее ядро, а 2200 – на жидкое. В жидкой части ядра находится основной источник магнитного поля нашей планеты, благодаря которому мы можем определять стороны света при помощи компаса.[4 - Стрелка компаса представляет собой магнит, свободно вращающийся на стержне. Принцип действия магнитного компаса основан на взаимодействии – притяжении и отталкивании – двух магнитов. Противоположные полюса магнитов притягиваются, а одноименные – отталкиваются. Планета Земля – огромный, но слабый магнит. Однако, небольшой силы ее магнитного поля достаточно для воздействия на легкую стрелку компаса, в результате которого стрелка всегда указывает на северный полюс планеты.]
Ученые предполагают, что температура на поверхности твердой части ядра может доходить до 6000 °C. Если вас удивило, что при таких температурах какое-то вещество или смесь веществ может пребывать в твердом состоянии, то вспомните, что для состояния вещества имеет значение не только температура, но и давление. Чем больше давление, тем компактнее располагаются молекулы вещества, а давление в области ядра превышает 3 500 000 атмосфер, то есть оно в 3 500 000 раз больше того давления, которое испытываем мы и все, что нас окружает.
