Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Исследовать такие быстрые мутные потоки, несущие большое количество грязи, – неблагодарное занятие. Очень часто инструменты, погружаемые в них, не выдерживают напора и разрушаются. Иное дело – огромный канал под проливом Босфор. Потоки грязи в нем не такие значительные, и несет он не осадочные породы, а соль из Средиземного моря. Плотность этой сверхсоленой воды больше окружающей, поэтому течет она по морскому дну. Хотя состав потока отличается от его мутных «собратьев», динамика течения почти такая же.

Джефф Пиколл из Лидского университета известен тем, что изучает абиссальные каналы по всему миру. Он доставил к Босфору роботизированную «желтую подводную лодку» в форме торпеды и впервые провел детальные измерения потока, текущего по абиссальному каналу. По его измерениям выходило, что подводная река извивается и закручивается, как потревоженная гремучая змея. Конечно, и наземным рекам свойственно течь не только по прямой – они меняют свой курс в зависимости от окружающего рельефа. Но подземные реки отличаются особенным нравом: те, что ближе к экватору, всегда извиваются, в отличие от рек на полюсах, русла которых более прямые.

В чем же дело? Пиколл заподозрил, что причина такого поведения подземных рек кроется в эффекте Кориолиса, под действием силы которого отклоняются ветры и океанские течения (см. главу 6). Но, не имея возможности напрямую исследовать различные абиссальные каналы, он обратился к лабораторным экспериментам. С помощью специалистов из Университета Торонто он установил резервуар длиной 2 метра на вращающемся столе и заполнил его водой. На своем «морском дне» ученые построили извилистый канал из акрилопласта и ввели туда плотный солевой поток, чтобы имитировать мутное течение. Затем резервуар раскручивали и вращали с разными скоростями, чтобы смоделировать вращение Земли на разных широтах.

Ученые обнаружили, что подводные реки ведут себя совершенно иначе, чем их наземные аналоги. В обоих случаях движение воды на вираже регулируется некоей комбинацией сил. Основные силы, действующие на суше, – это гравитация и центробежная сила, на излучине толкающая воду наружу.

Потоки взвешенных наносов существуют не только в воздухе, но и в воде. Гравитации в подводном мутном потоке противодействует подъемная сила, из-за чего эффект Кориолиса проявляется больше под водой, чем на суше. Это приводит к некоторым любопытным следствиям. Течение потока отклоняется в определенную сторону канала – например, вправо в северном полушарии и влево в южном. В случае с наземной рекой поверхностная вода в излучине стремится течь наружу, в то время как в основном водоносном горизонте она отклоняется внутрь излучины. Но с подземной рекой все происходит наоборот.

Деформированные потоки создают необычные картины эрозии и отложения осадков. Один берег канала (сторона, к которой прижимается поток) становится выше другого. Вблизи полюсов, где сила эффекта Кориолиса больше, каналы становятся более прямыми, чем у экватора. В то время как из-за эрозии излучины наземных рек постоянно продвигаются вниз по течению, подводные извилины остаются на своих местах. И когда подземные реки достигают определенной степени «извилистости», они строят вертикальные дамбы, которые могут достигать сотен метров в высоту.

Компании по прокладке кабелей и нефтедобывающие организации стремятся обладать как можно более полной информацией о поведении абиссальных рек. Климатологи также внимательно их изучают. Подводные каналы, особенно те, которые являются продолжением земных рек, переносят огромное количество углерода с органическими веществами и частицами. Затем они по большей части оказываются погребенными в осадочных отложениях и могут снова попасть в атмосферу – возможно, через несколько миллионов лет. Ученые пытаются оценить скорость и количество перемещаемого таким образом углерода, а также то, как этот процесс влияет на глобальный углеродный цикл. Если мы лучше поймем природу абиссальных каналов, то сможем строить более точные модели климата Земли.

Глава 8. Жизнь

Между Землей и ее обитателями сложились особенные отношения. С тех пор как жизнь обосновалась на планете около 4 миллиардов лет назад, она постоянно занималась «косметическим ремонтом» своего дома. Атмосфера планеты и состав ее горных пород изменились до неузнаваемости. Взаимоотношения Земли и жизни привели к возникновению одной из наиболее оригинальных теорий XX века.

Земля, познакомься с Жизнью. Жизнь – это Земля