Всего за 81.82 руб. Купить полную версию
XIX век
Весной 1804 г. песчаные бури в районе торгового центра Тимбукту в Западной Африке унесли жизни многих тысяч людей. Нигде не встретишь описания этой бури, потому что в живых не осталось никого. Например, караван из 2000 человек и 3000 верблюдов, который начал свой путь в оазисе Цагора, должен был достичь города Тимбукту через 52 дня. Однако произойти этому было не суждено. Караван сбился с пути и погиб.
12 марта 1812 г. произошло землетрясение в Венесуэле, почти полностью разрушившее город Каракас. 20 000 человек погибли.
1 февраля 1814 г. произошло извержение вулкана Майон на о. Лусон. Филиппины. Погибли более 2200 человек.
5-12 апреля 1815 г. во время извержения вулкана Тамборо (Тамбора) на о. Сумбава, Индонезия, погибло почти 4900 жителей. В воздух было выброшено, по приблизительным подсчетам, 1,7 млн т обломков.
19 (7) ноября 1824 г. в Санкт-Петербурге, Россия, произошел потоп. Вода в Неве поднялась на 410 см.
Событие в фокусе
В королевстве приливов
Хочу у моря я спросить,
Для чего оно кипит?Н. Заболоцкий
С тех пор как существует человечество, тайны моря волновали людей. И среди многих загадок – одна из самых интересных: почему с неумолимой регулярностью море то надвигается на берег, то отступает от него? Здесь мы расскажем, как от легенд и суеверий, возникших вокруг приливов в древности, люди перешли к изучению и объяснению этого интереснейшего явления природы. А также какую колоссальную роль сыграли приливы в истории человечества, какое место занимают они в современной жизни и какое будущее их ожидает.
На нашей планете приливы существовали задолго до того, как появились океаны. И даже до того, как образовалась Луна, которая отчасти управляет ими. Согласно одной из теорий, притяжение Солнца породило огромные приливы на поверхности Земли еще в те времена, когда она представляла собой расплавленную массу. В какой-то момент эти приливы стали настолько большими (поверхность Земли так далеко выпятилась в сторону Солнца), что часть расплавленной массы оторвалась и вихрем взвилась в космическое пространство. Так появилась Луна. И поверхность Земли тотчас же стала испытывать притяжение новорожденного небесного тела. В начале своего космического путешествия Луна была намного ближе к Земле, чем теперь. И надо думать, что в то время, когда земные испарения, сконденсировавшись во влагу, образовали океаны, приливы, порождаемые Луной, достигали огромной высоты. Они обрушивались на острова-континенты, меняя их очертания и вымывая из твердых земных пород соль и другие химические вещества, которые теперь содержатся в морской воде.
По мере того как Луна отдалялась от Земли, приливы слабели и наконец стали такими, какими мы наблюдаем их сегодня. Но и теперь они испытывают заметные колебания. Каждые несколько столетий расположение Земли, Луны и Солнца относительно друг друга повторяется, что обусловливает длительные приливные циклы: в сравнительно недавнем прошлом, где-то около 550 г. н. э., приливы были минимальны, в 1400 г. они достигли максимума, а следующий минимум ожидается примерно в 2400 г.
В наши дни, по мере того как Луна неуклонно отдаляется от Земли, приливы продолжают незаметно ослабевать. Одновременно приливное трение замедляет вращение Земли, вследствие чего с каждым столетием земные сутки удлиняются на доли секунды. Так будет продолжаться и дальше, и в невообразимо далеком будущем (через многие миллионы лет) лунные приливы исчезнут вовсе.
Первые сведения о приливах и первые теории
Одна из причин того, что мы так поздно получили первые сведения о приливах и так мало знаем о них и сейчас, состоит в том, что первые записи исторических фактов пришли к нам от древних египтян, греков и римлян. Эти цивилизации развивались на берегах Средиземного моря, где приливы почти незаметны.
Даже английское слово "tide", означающее "прилив", имеет весьма туманное происхождение. По-видимому, оно происходит от древнеанглийского "tid" или немецкого "zeit", а оба эти слова означают "время" или "относительно времени". Это наводит на мысль, что уже в древние времена люди подметили связь подъемов и спадов поверхности океана с фазами Солнца и Луны. У древних греков соответствующее слово означало отступление и наступление воды.
Первое упоминание о приливах относится приблизительно к 425 г. до н. э. и принадлежит перу древнегреческого историка Геродота, который, описывая некий залив у побережья Аравии (вероятно, Красное море), заметил: "Там каждый день отступает и наступает прилив". Полутора веками позже Пифей из Массилии, который отважился выйти за пределы не знающего приливов Средиземного моря и обогнуть Британские острова, заметил некую связь между приливами и Луной. Но ни Геродот, ни Пифей не дают объяснений этому странному явлению.
И только когда Плиний, великий римский натуралист и писатель, подарил древнему миру в 77 г. н. э. свою "Естественную историю", появилось точное описание приливов: "Многое было сказано о природе вод; но самое удивительное – это попеременное наступление и отступление приливов, проявляющееся по-разному, но всегда порождаемое Солнцем и Луной. Прилив дважды наступает и дважды отступает между каждыми двумя восхождениями Луны……
Так или иначе, но к началу христианской эры сам факт существования приливов и их очевидной связи с Луной был общепризнанным. Спустя 7 столетий Беда Достопочтенный, английский ученый, живший в эпоху раннего Средневековья, утверждал, что прилив и Луна связаны теснейшими узами: "И так же море следует за Луной не только в ее восходах и закатах, но и в ее неизменно чередующемся прибывании и убывании; прилив не только приходит нынче позже, чем накануне, как и она, но, как она, он то увеличивается, то уменьшается…"
Ньютон и закон всемирного тяготения
Первым мощным рывком к пониманию природы приливов стали опубликованные в 1687 г. "Начала" Исаака Ньютона, в которых великий математик и философ изложил свой закон всемирного тяготения.
Этот закон гласит, что все тела притягиваются друг к другу с силой, зависящей от их размеров и расстояния между ними, а еще точнее, что "каждые два тела притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними".
Это означает, что каждое тело в пространстве притягивает любое другое тело. Чем они больше, тем сильнее притяжение; чем дальше они друг от друга, тем притяжение слабее.
Поскольку Луна и Солнце – наши ближайшие соседи в пространстве, приложение к ним закона тяготения наиболее показательно. Фактически Ньютон ограничил свое исследование главным образом гравитационными силами Солнца и Луны, которые в зависимости от положения их в пространстве воздействуют на воду и сушу на Земле. И суша, и вода испытывают на себе действие этих сил, но вода, будучи жидкой и более подвижной, реагирует на них сильнее.
Примем как факт, что приливы – результат притяжения океанов Солнцем и Луной. Но почему же приливы ведут себя столь своеобразно?
Например, почему в некоторых частях света бывает два прилива в сутки, а в других – только один? И почему даже там, где бывает два прилива в сутки, они иногда равны по высоте, а иногда совершенно различны?
Почему в одном конце Панамского канала в течение суток бывает два прилива высотой 3–3,5 м, а в другом его конце (всего в 50 км) – только один, и его высота не достигает даже 0,8 м?
Почему высота приливов в заливе Фанди (Новая Шотландия, Канада) достигает 15–20 м, а в Нантакете, всего в нескольких сотнях миль от залива Фанди, она составляет чуть более полуметра?
Все эти вопросы дают представление о том, сколько важных факторов не смог учесть Ньютон, создавший первую состоятельную теорию приливов.
Силы, возбуждающие приливы
Наши сегодняшние знания о приливах основываются на ньютоновом законе всемирного тяготения. Но поскольку Земля принимается в нем за целое тело, то в приложении к океану, являющемуся ее жидкой оболочкой, нам следует ввести поправку в формулировку этого закона. Для этого достаточно заменить всего лишь одно слово – вместо слова "квадрат" (расстояния между телами) поставить слово "куб". Этого требует небесная механика, наука настолько сложная, что лучше всего удовлетвориться адаптацией X. А. Мар-мера, согласно которой "приливообразующая сила небесного тела изменяется прямо пропорционально его массе и обратно пропорционально кубу расстояния от него".
Масса Солнца в 26 млн раз больше массы Луны. Если бы они находились на одинаковом расстоянии от Земли, сила притяжения Солнца превышала бы силу притяжения Луны в 26 млн раз.
Однако Луна в 389 раз ближе к Земле, чем Солнце. Если, следуя закону Ньютона, возвести это число в куб – т. е. дважды помножить его на самое себя, – то получится 59 млн. Сравнив это число с числом 26 млн, легко убедиться, что приливообразующая сила Луны превышает приливообразующую силу Солнца в 2 раза. Поэтому Луна является главным приливообразующим фактором, а Солнце – лишь второстепенным. Разумеется, теоретически все небесные тела должны оказывать некоторое влияние на земные приливы, но их размеры или удаленность делают это влияние незначительным.