Мысль человека стремится предварять события и предполагать то, что еще предстоит открыть. Это стремление рождало фантастические образы мифов. С появлением науки вторжение мысли в неведомое стали называть научным прогнозом.

Наиболее известным примером такого сбывшегося прогноза является открытие французским астрономом У. Леверье и независимо от него английским — Дж. Адамсом в 1845 году планеты Нептун. Оно осуществилось, как говорят, на кончике пера. О неведомой планете «сообщила» орбита Урана. Отклонения орбиты от теоретически вычисленной траектории подсказали: массивное невидимое небесное тело воздействует на Уран. Удалось даже вычислить, где оно должно находиться. По этим данным немецкий астроном И. Галле в следующем году обнаружил искомую планету.

Но имеется пример не менее сложного и блестящего научного прогноза — географического. Это произошло без малого за сто лет до открытия Леверье и Адамса. Речь идет о предсказанном М.В. Ломоносовым Южном материке. Это замечательное открытие до сих пор не оценено по достоинству.

Как известно, после плавания Магеллана географы и картографы решили, что он обнаружил на юге Нового Света пролив, разделяющий два новых материка. После этого стали рисовать вокруг Южного полюса континент. Португальцы, а затем голландцы, обнаружив северо-западное побережье Австралии, решили, что это и есть часть Южного материка.

На голландской карте середины XVII века нанесены — отдельными контурами — очертания этого континента. Особо убедительно выглядел он из-за незавершенности контуров. Ведь были нанесены только достоверные данные. Голландские мореплаватели Тасман и Вискер обследовали берега Австралии, но так и не поняли, что перед ними реальная неизвестная часть света. Они верили в мифическую «Южную Землю» и полагали, что достигли ее берегов в отдельных пунктах.

Столетие спустя плавания неутомимого Джемса Кука в антарктических водах, отчаянные вторжения во владения плавучих ледяных гор привели к сенсационному результату: «закрытию» антарктического континента. Там, где на картах были нарисованы его берега, находились либо отдельные острова, либо ледяные поля, либо чистый океан.

Это было настоящее научное «закрытие». Прежние сообщения о континенте оказались сомнительными, а карты — неверными. Пришлось географам принять это к сведению. На новых картах перестали обозначать таинственный континент. Тем более что возле открытого Тасманом острова (Тасмании) была обследована обширная земля. Ей-то и суждено было именоваться Австралией.

Казалось бы, все прояснилось окончательно и бесповоротно; в дальнейшем новые сведения можно добыть только в результате опаснейших путешествий через нагромождения льдов. Однако еще раньше, до плаваний Кука, в 1757 году была опубликована монография Ломоносова. Там доказывалось, что Южный материк должен существовать.

Это был настоящий научный прогноз. Его значение, к сожалению, не поняли современники. И в наше время приходится доказывать приоритет Ломоносова.

«В близости Магелланского пролива, — писал великий ученый, — против мыса Добрыя Надежны около 53 градусов полуденной ширины великие льды ходят; почему сомневаться не должно, что в большем отдалении острова и матерая земля многими и несходящими снегами покрыты».

На первый взгляд, в этом кратком высказывании нет ничего особенного. Автор ссылается на литературные данные о плавающих «великих льдах», то есть айсбергах. Но почему из-за этого факта столь уверенно («сомневаться не должно»!) предполагает существование «матерой земли»? Разве это доказательство?!

Да, доказательство, если суметь разгадать то, о чем свидетельствуют айсберги.

Ломоносов сумел первым понять это.

Дело в том, что ему принадлежит первая научная классификация морских льдов. Он выделил покровные ледяные поля, образованные пресными речными водами; «вымороженные» льды непосредственно из морской воды и, наконец, айсберги, отколовшиеся от ледников. Об этом Михаил Васильевич сообщил в статье, направленной в Шведскую академию наук (он был избран ее членом).

Какая связь между происхождением плавучих льдов и открытием Антарктиды? Прямая.

Откуда берутся айсберги? По классификации Ломоносова — из ледников, которые образуются в результате скопления на суше снега и льда. Толщина айсбергов, так же как ледников, достигает сотен метров. Это указывает на их близкие родственные связи.

Огромные массы льда могут накапливаться лишь на достаточно обширных территориях. Следовательно, скопление айсбергов свидетельствует о существовании в данном регионе больших участков суши, где находятся крупные ледники.

На южных окраинах Африки или Америки подобных ледников нет. Приплыть из Северного полушария в Южное айсберги не могли — растаяли бы в тропической зоне. Значит, рождающие айсберги ледники Южного (Антарктического) Заполярья находятся на материке или крупных островах («покрытых многими и несходящими льдами») близ Южного полюса.

Примерно таким был ход рассуждений Ломоносова, результатом которых стала краткая формулировка в книге.

Теоретическое открытие Антарктиды было замечательным достижением не просто отдельной гениальной личности, но прежде всего — использования научного метода в географии. Ученые научились понимать «язык Земли».

М.В. Ломоносов, вслед за некоторыми философами, называл окружающий мир с таинственными письменами кристаллов и цветов, облаков и морей, гор и лесов — священным «Евангелием Природы».

Это очень точное определение, одинаково близкое натуралистам разных религиозных взглядов. Если Бог сотворил мироздание, то его разум и воля воплощены в природных объектах. Именно они, а не творения людей, включая книги, являются непосредственными свидетельствами творчества Бога.

Ну а если не было Творца? Тогда тем более — только природные объекты остаются теми таинственными письменами, которые нам надо научиться понимать. Это понимание нам необходимо, чтобы достойно существовать в этом мире.

…Предсказание Антарктиды знаменовало новый этап в развитии географии, да и вообще наук о Земле. Оно венчает эпоху великих географических открытий. Теперь уже все океаны и континенты были открыты, так же как наиболее крупные озера и моря, реки и горные хребты.

И все-таки уже тогда, в XVIII веке, проявились не только достоинства, но и недостатки научного метода. Далеко не всегда можно делать верные предсказания, опираясь на некоторые известные факты, теории, обобщения. Из многих примеров такого рода вспомним тот, что связан с именем Ломоносова.

Михаил Васильевич разделял мнение ученых, предполагавших отсутствие сплошных ледяных полей в центральных частях Северного Ледовитого океана. Это ошибочное мнение тоже имело научное обоснование. Ведь замерзают прежде всего пресные речные и озерные воды, а не соленые морские. Кроме того, толща морской воды сохраняет тепло, а потому ее температура выше нуля. Отсюда напрашивается вполне разумный вывод: крупные ледяные поля с айсбергами должны скапливаться близ берегов, а дальше в открытом море начинается свободная вода.

Вполне логичные рассуждения и личный опыт плавания в «студеном море» привели Ломоносова к идее разработки маршрута от Белого моря через Шпицберген, центральную часть Северного Ледовитого океана и Берингов пролив в Тихий океан.

Этот проект одобрило правительство, для реализации замысла создали специальную «Экспедицию о возобновлении китовых и других звериных и рыбных промыслов». Истинная ее задача была засекречена. Начальником назначили капитана Василия Яковлевича Чичагова с заданием: «Учинить поиск морского проходу Северным океаном в Камчатку».

Единственно, что удалось Чичагову — провести три судна западнее Шпицбергена на север до рекордной отметки — 80°30' северной широты. Сплошные льды заставили их вернуться.

Идея Ломоносова о пересечении на парусниках Северного Ледовитого океана оказалась ошибочной, несмотря на вполне убедительное научное обоснование. Однако не следует делать из этого поспешный вывод о том, что великий ученый слепо доверял научному методу. По его убеждению, теорию следует не только выводить из опыта, но и непременно проверять практикой, после чего — изменять и дополнять научные выводы, если это потребуется.

Прогноз Ломоносова о существовании Антарктиды был верным, ибо ученый разгадал происхождение ледяных плавучих гор. Они поведали ему о своей родине — антарктическом («противосеверном») континенте. Ученый верно оценил подсказку природы.

По справедливости истории первыми обнаружили Антарктическое побережье именно русские мореплаватели. В начале 1821 года экспедиция на кораблях «Восток» и «Мирный» под командованием Ф.Ф. Беллинсгаузена и М.Н. Лазарева совершила плавание вокруг Антарктиды, открыв на ее окраине Берег Александра I. Это было крупнейшее географическое открытие XIX в.

Время показало, что с удивительной прозорливостью географы далекого прошлого выделяли Неведомую Южную Землю. Стала ли она известной? Ломоносов провидел ее и предсказал, что она покрыта великими постоянными льдами. После теоретического открытия последовали практические. Постепенно на карте мира появлялись контуры шестого материка, а затем и его рельеф: надледный и подледный. Много ли еще осталось здесь неведомого?

Оказывается — много. И чем основательней узнаем мы особенности Антарктиды, тем больше открывается новых проблем и возможностей для будущих открытий.

Начнем с того, что нет точных данных о размерах Антарктиды. Общую площадь материка оценивают в широчайших пределах от 12, 238 до 16, 355 млн. кв. км. Все зависит от того, как проводить подсчеты: с шельфовыми ледниками или без них.

Другая проблема: если учитывать рельеф каменной тверди Антарктиды, без ледников (это же все-таки замерзшая вода!), то в таком случае от нынешнего материка останется немногим более половины, да еще группа островов.

Более существен другой вопрос: почему средняя высота Антарктиды в 2, 8 раза превышает среднюю высоту всей остальной суши? Этот материк самый высокий на планете. Почему?

Поиски ответа на эти вопросы приводят нас к одному из крупнейших открытий в землеведении: создании теории изостазии. Мы сейчас не будем вдаваться в ее суть (проблема относится к геологическим наукам, хотя основана в значительной степени на географических данных). Отметим только, что она позволяет объяснить не только особенности, но и динамику рельефа Земли, а также возможность горизонтального перемещения материков и островов (об этом речь пойдет ниже).

С позиции теории изостазии аномальная высота Антарктиды объясняется тем, что материк почти сплошь покрыт мощным слоем льда. Лед в 2, 5—3 раза легче горных пород верхней части земной коры. И хотя под тяжестью ледяного покрова континент «просел» примерно на 0, 5 км, все равно он высоко поднимается над уровнем Мирового океана.

Так, если баржу загрузить до ватерлинии увесистыми свинцовыми плашками, они не поднимутся выше борта. А если насыпать такую же массу угля, он образует высокий холмик. Вот и Антарктида (так же как Гренландия), пригруженная сверху «легким» льдом, высоко вознеслась над поверхностью океана (если иметь в виду среднюю высоту рельефа).

С Антарктикой связано также крупное открытие в океанологии. Как выяснилось, ледяной континент находится в центре гигантского океанического водоворота, который по своей мощи в несколько раз превосходит Гольфстрим и Куросио, вместе взятые. Его называют Южным океаном (ученые еще окончательно не выяснили, следует ли наносить это название на все географические карты). Вода здесь движется по часовой стрелке, толща ее достигает 4—5 км. Не совсем ясно, какие силы поддерживают действие этого глобального механизма и как он сказывается на жизни планеты.

А главной сенсацией последних двух десятилетий, преподнесенной Антарктидой, явилась гигантская «озоновая дыра», открытая над ней. Через невидимую «дыру» в атмосфере на земную поверхность проникает губительное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца.

Открытие это прозвучало как экологический набат: жизнь на Земле в опасности!

Конечно, для самой Антарктиды, практически лишенной постоянных обитателей, эта проблема не является актуальной. Однако она имеет глобальное значение, если учесть всепланетный характер озонового слоя, который находится в нижней части стратосферы. Если он ослабнет и начнет «прорываться» во многих местах, то это губительно скажется на состоянии биосферы — области жизни, а значит, и человечества.

До сих пор продолжаются дискуссии о причинах появления «озоновых дыр». Большинство ученых считает, что повинны" в этом преимущественно хлорсодержащие соединения, разрушающие молекулы озона. Однако озонный слой может также деградировать от полетов ракет и сверхзвуковых самолетов, различных техногенных газов, а также оттого, что на Земле уничтожаются леса — основной поставщик атмосферного кислорода.

Наконец, есть еще одно открытие (не последнее!), связанное с Антарктидой. Если растают все ее льды, то поверхность Мирового океана поднимется на 50—60 метров. А как показали расчеты климатологов, на Земле происходит глобальное потепление (также связанное с деятельностью человека). Конечно, о таянии всех антарктических льдов речь не идет, но и в том случае, если уровень Мирового океана поднимется хотя бы на 1—2 метра, грядут серьезные экологические катастрофы на обширных прибрежных территориях.

Не исключено, что в ближайшие десятилетия перед человечеством встанет проблема сохранения антарктических льдов!

Есть все основания полагать, что открытий в Антарктиде можно еще ожидать немало. Например, ученые полагают, что в своих недрах она скрывает богатейшие месторождения полезных ископаемых. Об этом нетрудно догадаться уже потому, что сходные по геологическому строению регионы находятся в Южной Африке и Австралии, где разрабатываются залежи драгоценных камней и металлов.

Хотелось бы надеяться, что люди по-прежнему оставят за Антарктидой статус «континента мира и научного сотрудничества». В противном случае распри вокруг природных ресурсов Антарктиды чреваты серьезными международными конфликтами. Так бывает, как мы знаем, в тех случаях, когда люди обуреваемы прежде всего жаждой материальных, а не интеллектуальных богатств.

Впрочем, надо подчеркнуть: остается на планете целый континент, природа которого используется человеком исключительно в целях получения духовных ценностей, а проще говоря — важной научной информации. По-прежнему существует «Неведомая Южная Земля» (хотя и под иным именем), которая одаривает нас новыми научными открытиями.

Говорят, однажды Диоген днем со свечой стал что-то искать. Его спросили, что он делает? «Ищу человека!» — ответил философ.

Странным образом с давних пор, совершая географические открытия, люди были озабочены поисками драгоценных камней и металлов, леса и пушнины, пряностей и благовоний, — но только не ЧЕЛОВЕКА. Лишь после эпохи великих географических открытий, когда облик Земли в общих чертах был более или менее исследован, ученые все пристальней стали обращать внимание на разнообразие не только природы, но и типов культуры.

Под влиянием известий о диких племенах философы и ученые XVII—XVIII веков разделились на два противоположных лагеря. Одни утверждали, что дикари имеют зверские наклонности и дикие нравы. Другие полагали, что вольный сын природы благороден и добр, имея ровно столько ума и умения, сколько необходимо для спокойной жизни. По этому вопросу даже взгляды просветителей-гуманистов порой расходились основательно.

Так, Клод Адриан Гельвеций писал о «нелюдимом дикаре», язык которого «ограничивается пятью или шестью звуками или криками». Если такое существо «освобождается от страха перед законами или наказаниями, то его несправедливость не знает никаких пределов».

А по мнению Жан-Жака Руссо, люди жили свободными и счастливыми, добрыми и здоровыми до тех пор, пока довольствовались немногим, самым необходимым. Потребность в избытке благ породила рабство, жестокость, алчность, зависть, лицемерие, а научно-технический прогресс лишь увеличивает неравенство между богатыми и бедными.

Подобные умозрительные представления основывались отчасти на сведениях, доставляемых путешественниками. Одни писали о свирепых дикарях-людоедах (приводя соответствующие факты), другие — о наивных и добродушных туземцах. Оформились антропология, изучающая разновидности людей, расы, и этнография (народоведение), посвященная культуре, быту и нравам народов.

Однако все, что связано с познанием человека человеком, вольно или невольно для исследователей приобретает субъективный характер и зависит вдобавок от политических, социальных и экономических факторов. Быстрое развитие индустриальных капиталистических держав сопровождалось не только активной эксплуатацией трудящихся, но и ограблением зависимых стран, из которых вывозили среди прочих товаров людей, превращенных либо в рабов, либо в бесправных наемников. Великобритания к середине XIX века превратилась в крупнейшую колониальную державу. В США южные штаты были рабовладельческими (здесь трудилось около четырех миллионов рабов-негров).

Американские антропологи Нотт и Глиддон опубликовали в 1854 году монографию «Типы человечества», где утверждалось полное отсутствие родства между белыми и приближенными к человекообразным обезьянам неграми. Французский аристократ Гобино издал свой «Трактат о неравенстве человеческих рас», утверждая существование высшего расового типа — арийского, призванного господствовать над всеми другими.

«Не есть ли такое воззрение, — писал великий русский ученый Карл Бэр, — столь мало соответствующее принципам естествознания, измышление части англо-американцев, необходимое для успокоения их собственной совести? Они оттеснили первобытных обитателей Америки с бесчеловечной жестокостью, с эгоистической целью ввозили и порабощали африканское племя. По отношению к этим людям, говорили они, не может быть никаких обязательств, потому что они принадлежат к другому, худшему виду человечества. Я ссылаюсь на опыт всех стран и всех времен: как скоро одна народность считает себя правою и несправедливо поступает относительно другой, она в то же время старается изобразить эту последнюю дурною и неспособною…»

В противовес расизму во Франции была опубликована книга Катрфаржа «Единство рода человеческого». В 1865 году северные штаты победили южан и добились юридического равенства прав белых и черных. Но суть проблемы оставалась спорной, и все меньше было шансов решить ее на опыте: на Земле к этому времени почти не осталось племен, не испытавших на себе влияния агрессивной технической цивилизации.

Показательна судьба тасманийцев. Лишь в конце XVIII века был открыт пролив, отделяющий Тасманию от Австралии. Тогда же началась колонизация острова. И хотя планомерного физического истребления островитян не было, число их начало быстро сокращаться. От 3—5 тыс. в 1824 году осталось менее 500, в 1860 году — 60 и вскоре тасманийцы окончательно вымерли. Другим племенам, находившимся на первобытном примитивном уровне развития техники (каменный век), оставалось либо перерождаться, либо вымирать, либо бороться за свободу и самобытность.

Каждая культура, каждое племя или народ, каждая человеческая личность имеет право на самостоятельность. Взаимодействуя, общаясь, они должны исходить из обоюдного уважения, не стремясь силой насаждать свои порядки, свой образ жизни и не навязывая свои мысли.

Эти принципы были близки и понятны Николаю Николаевичу Миклухо-Маклаю, который воспитывался в интеллигентной российской семье во время расцвета русской культуры, прежде всего литературы, пронизанной идеями свободы, гуманизма, добра и поисков правды. Изучив биологию и медицину в Германии, совершив несколько научных экспедиций (он был ассистентом известного биолога и эколога Э. Геккеля), он вернулся в Россию и затем решил отправиться на Новую Гвинею. К.М. Бэр рекомендовал ему наблюдать людей «без предвзятого мнения относительно количества и распространения человеческих племен и рас»

Почему он выбрал Новую Гвинею? Остров этот был известен европейцам давно. Еще в XVI веке португальские и испанские мореплаватели проходили у его берегов — северного и северо-восточного. Но тогда полагали, что это — окраина Неведомой Южной Земли. На некоторых картах Новую Гвинею соединяли с Огненной Землей. В начале XVII века испанский капитан Луис Торрес, пройдя проливом, отделяющим его от Австралии (Торресовым проливом), доказал, что Новая Гвинея — крупный остров. А через полтора столетия этот же путь проделал Джеймс Кук, поначалу считавший, что именно он был здесь первым (пока не были опубликованы секретные испанские документы о плавании Торреса)

До середины XIX в. Новая Гвинея оставалась в стороне от экономических интересов европейских индустриальных держав. Возможно, повлияло то, что на ней не было найдено месторождений драгоценных металлов. Не исключено также, что причиной тому — слухи о тамошних дикарях-людоедах. К тому же буйная тропическая растительность препятствовала освоению этих территорий. Более или менее основательное изучение Новой Гвинеи началось в 1871—1872 годах: итальянские ученые Луиджи Альбертис и Одоардо Беккари исследовали северо-западную часть острова.

Миклухо-Маклаю приходилось торопиться, чтобы застать хотя бы некоторые племена папуасов в их естественном состоянии. Поэтому он избрал практически неизученный юго-восточный берег Новой Гвинеи, высадился там в сентябре 1871 года и более года жил среди «дикарей», общаясь с ними, завоевав их уважение и доверие.

«Меня приятно поразили, — писал он, — хорошие и вежливые отношения, которые существуют между туземцами, их дружелюбное отношение с женами и детьми. Во все мое пребывание на „Берегу Маклая“ мне не случалось видеть ни одной грубой ссоры или драки между туземцами; я также не слышал ни об одной краже или убийстве между жителями одной и той же деревни. В этой общине не было начальников, не было ни богатых, ни бедных, почему не было ни зависти, ни воровства, ни насилия. Легкость добывания средств к существованию не заставляла их много трудиться, почему выражения злобы, ожесточения, досады не имели места».

Оказалось, что представители совершенно разных культур могут жить вместе в дружбе и согласии на основе универсального морального принципа: не делай другому того, чего не желаешь, чтобы делали тебе. Миклухо-Маклай поставил уникальный эксперимент — с немалым риском для жизни, доказав на опыте не только единство человеческих рас, но и глубокое родство людей, относящихся к разным культурам. Это стало замечательным географическим открытием. Ведь познание земной природы для нас имеет смысл не столько абстрактно-теоретический, сколько реально-практический, то есть в связи с познанием нашей человеческой природы и нашего места и значения в окружающей среде. Для того чтобы достойно и долго существовать на планете, нам необходимо прежде всего научиться жить в согласии между собой, а всем вместе — с окружающей природной средой.

Л.Н. Толстой писал Миклухо-Маклаю: «Мне хочется сказать вам следующее: если ваши коллекции очень важны, важнее всего, что собрано до сих пор во всем мире, то и в этом случае все коллекции ваши и все наблюдения научные ничто в сравнении с тем наблюдением о свойствах человека, которые вы сделали, поселившись среди диких и войдя в общение с ними и воздействуя на них одним разумом… Ваш опыт общения с дикими составит эпоху в той науке, которой я служу, — в науке о том, как жить людям друг с другом».

Конечно, мореплавателям и путешественникам не раз приходилось оставаться на более или менее длительные сроки среди племен, находящихся на стадии неолитической культуры. Но при этом приходилось приспосабливаться к нравам, принятым среди «дикарей». Другая крайность — миссионеры, внедряющие свои религиозные принципы и правила поведения (не говоря уж о колонизаторах, разрушающих весь уклад жизни этих племен).

У Миклухо-Маклая был опыт сосуществования на основе взаимного уважения и равенства. Кстати, в те же годы в России пользовалась огромной популярностью книга Н.Я. Данилевского «Россия и Европа», в которой помимо всего прочего утверждался принцип разнообразия культур, их сосуществования и взаимного дополнения. В то же время в Западной Европе, а потом и в нашей стране получила широкую популярность идея единообразия «общечеловеческой» культуры, можно сказать, единого индустриального общества.

К сожалению, именно последняя идея восторжествовала в конце XX века. А в конце XIX века осуществлялась глобальная экспансия западноевропейской «индустриальной культуры», перемалывающей в своих экономических жерновах другие народы и племена. В частности, на Новой Гвинее уже при Миклухо-Маклае появились колонизаторы, порой уничтожавшие поселки аборигенов (вспомним судьбу тасманийцев, которые вымерли даже и без подобных катастроф).

В XX веке две кровопролитнейшие мировые войны и крах СССР из-за поражения в идеологической борьбе (после третьей всемирной, но уже «холодной» войны) показали, что техническая цивилизация обрела глобальные масштабы и подчиняет своей железной поступи самые разные страны и народы. Одновременно и столь же закономерно углубляется глобальный экологический кризис, ведущий к деградации биосферы и тех, кто в ней обитает, прежде всего людей. Единая массовая техногенная культура оборачивается торжеством примитивного стандартного «техногенного человека», создаваемого по образу и подобию машины, о чем еще семь десятилетий назад проницательно писал русский философ Н.А. Бердяев.

Миклухо-Маклай сумел открыть человека в человеке иного рода-племени, иной культуры. Хотелось бы надеяться, что его достижение будет заново осмыслено, усвоено и принято во внимание человеческим сообществом. Ибо теперь — уже в XXI веке — приходится заботиться о том, чтобы сохранить многообразие культур и человеческое — в человеке.

В разряд географических открытий принято относить достижения мореплавателей и землепроходцев, связанные с дальними путешествиями, посещениями неведомых стран. Но, как справедливо отметил Козьма Прутков: «Самый отдаленный пункт земного шара к чему-нибудь да близок, а самый близкий от чего-нибудь да отдален».

Этот принцип относительности открытий путешественников особенно наглядно демонстрирует вторжение европейцев в Новый Свет, в результате чего рухнули существовавшие там своеобразные цивилизации ацтеков, инков и целого ряда местных племен. Вообще, если быть точными, то подлинным открытием Нового Света или Австралии было первое появление там людей около 30 тысячелетий назад. А если считать таким открытием первые письменные или картографические документы, то сплошь и рядом они долго оставались засекреченными, а не менее часто были очень неточными или фантастичными.

Не менее сложно судить о том, что следует считать великим теоретическим открытием в географии. Однако вряд ли можно спорить о значении таких достижений, как определение размеров и наиболее точной формы нашей планеты, познание ее общей структуры и взаимодействия отдельных частей между собой. Сюда относится учение о геосферах.

Идея существования сфер небесных и земных относится к временам доисторическим и сохранилась в мифах некоторых народов, живущих в разных концах света: в Сибири и Австралии, в экваториальной Африке и Центральной Америке. Значит, люди с давних пор задумывались не только о непосредственном своем окружении, но и о всем Мироздании.

Возможно, мысль о многослойных небесах появилась в результате наблюдений за видимым движением звездного небосвода, Солнца, Луны, а также облаков, расположенных на разных высотах. О слоях каменных можно было догадаться, разглядывая обрывы рек или оврагов. Нельзя сбрасывать со счета и проницательность, воображение, интуицию людей. Часто поэтический взгляд на природу бывает плодотворней, чем упрощенный и формальный узконаучный подход.

Для крупных научных обобщений необходим, помимо обширных знаний, творческий порыв и яркое воображение. Не случайно ученого, который первым разработал концепцию земных сфер, называли геопоэтом, — не без некоторой доли иронии. Ученые-педанты не разделяли его восторженного отношения к природе; им не нравился образный язык его произведений (сами они не умели так писать). К счастью, некоторые исследователи думали иначе.

«Эпитет „геопоэт“, — писал академик В.А. Обручев, — является почетным. В общении с природой — величайшим поэтом — Зюсс черпал вдохновение, облекая свои научные труды в художественную форму…»

Австрийский геоморфолог и геолог Эдуард Зюсс первым сумел мысленно охватить взглядом всю Землю, с ее океанами, материками, атмосферой и подземным таинственным миром.

В 1875 году Э. Зюсс предложил выделять: атмосферу (воздушную оболочку), гидросферу (природные воды), литосферу (от греческого «литос» — камень) — твердую земную кору, ниже которой, по его мнению, расположена магмасфера, где горные породы находятся в расплавленном или пластичном состоянии.

В XX веке благодаря геофизическому зондированию земных недр выяснилось, что сплошной магматической сферы нет, хотя на глубинах порядка 100—200 км каменные массы находятся преимущественно в пластичном, ослабленном состоянии. Эта оболочка получила сначала название тектосферы (от греческого «тектос» — оплавленный), а затем укоренился другой термин — астеносфера (от греческого «астенос» — слабый, непрочный).

В начале XX века английский океанолог Джон Меррей обобщил: «Глядя на нашу землю… мы можем видеть духовным оком, что она состоит из концентрических сфер, или слоев вещества в газообразном, жидком и твердом или „сверхтвердом“ состоянии. Им дали название геосфер, а именно: атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы, тектосферы и огромной центросферы… Взаимодействием этих геосфер с энергией, получаемой из внутренних и внешних источников, можно объяснить все существующие на поверхности нашей планеты явления».

Однако разделение планеты на оболочки — это лишь первое приближение к реальности. Например, магнитосфера или ионосфера, находящаяся на границе воздушной сферы и космического пространства, образует так называемые радиационные пояса, сжатые со стороны Солнца (под напором солнечных излучений) и вытянутые в противоположном направлении. Асимметрично расположена гидросфера: воды Мирового океана сосредоточены преимущественно в том полушарии, где находится Тихий океан.

Земная кора тоже распределена неравномерно. По составу она разделяется на океаническую, более тяжелую и менее мощную, и континентальную. На это одним из первых указал Меррей. Тем самым удалось выяснить принципиальное отличие прибрежных, или внутренних, морей от океанов, которое заключается в строении и составе земной коры, подстилающей толщу воды.

Дно морей сложено земной корой континентального типа с разнообразными осадочными породами, достигающими большой мощности (десятки километров) и метаморфическими, измененными в глубоких недрах (преимущественно гранитного состава). Дно океанов сложено своеобразной корой океанического типа с тонким однообразным осадочным слоем и плотными массивами горных пород преимущественно базальтового состава.

Среди геосфер Зюсс, а затем Меррей выделили совершенно особенную, являющуюся средой обитания для живых организмов и местом взаимодействия воздушной, водной и каменной оболочек. Они назвали ее биосферой.

Само по себе указание на существование такой сферы еще нельзя считать великим географическим открытием. Но последующая разработка этой идеи имела колоссальное значение для наук о Земле, в первую очередь для географии и экологии.

Мы обитатели дна воздушного океана. Атмосфера обволакивает землю сплошным и достаточно весомым покровом, но для нас он является привычной средой обитания. То, что люди не только почувствовали, но и поняли существование воздуха и его движений, было великим открытием, но вне индивидуальных усилий исследователей.

Наблюдать движения воздуха в нижних слоях атмосферы можно, следя за облаками. А когда мореплаватели освоили практически все акватории в разные сезоны, то были собраны ценные сведения о преобладающих ветрах на обширном пространстве — почти на всей планете.

Однако оставалось совершенно неясно, что же происходит выше самых высоких горных вершин и облаков? Подъемы на обычных воздушных шарах тут помочь не могли. Об этом некоторые теоретики догадывались, но решающие эксперименты воздухоплаватели проводили на себе, рискуя жизнью.

Рекордный подъем в тропосферу осуществили на аэростате английские ученые Глешер и Коксвель в сентябре 1862 года. Утром облачность была небольшая, и они начали подъем. Однако сравнительно быстро облака сгустились, и аэронавты находились в темноте и сырости, среди сплошного слоя облаков. По мере подъема температура опустилась до нуля и продолжала снижаться. Стало трудно дышать. Высота была около 8 км.

По словам Глешера, у него ухудшилось зрение. Не удалось разглядеть показания приборов. Руки отказывались слушаться. Оцепенение сковало тело. Пропало ощущение ног. Голова бессильно упала на левое плечо, хотя мысли оставались ясными.

Он почти лежал, опираясь на стенку кабины. Понимал, что надо начинать спуск, иначе они погибнут. Но не мог пошевелиться. Увидел, что Коксвель взялся за веревку клапана. Что произошло дальше, не помнил: сначала утратил зрение, а вскоре и сознание…

Очнулся, когда почувствовал, что товарищ пытается его приподнять. Сознание и слух вернулись. Через некоторое время он уже мог говорить и двигаться.

По словам Коксвеля, он больше всего страдал от холода. Ледяная пленка покрыла веревки шара. Руки окоченели. Увидев, что Глешер в обмороке, попытался ему помочь, но не смог сдвинуться с места. Понял, что подъем продолжать нельзя. Из последних сил добрался до веревки, регулирующей клапан, чтобы открыть его. Руки отказались ему служить. Чувствуя, что силы его покидают, вцепился в веревку зубами. Клапан, наконец, открылся. Начался спуск.

Им удалось достичь рекордной высоты, на которую не поднимался ни один человек: 8838 м. Мороз достигал —16°C. Интересно, что, несмотря на сильный стресс, астронавты успешно приземлились и чувствовали себя нормально. Даже Глешер, перенесший обморок, был вполне крепок и прошел пешком две мили до ближайшего поселка.

Систематические исследования границы между тропосферой и стратосферой на воздушных шарах и шарами-зондами начали с 1893 года французы Эрмит и Безансон. Выяснилось, что температура воздуха понижается лишь до определенной высоты, а затем начинает постепенно повышаться. Впервые было отмечено увеличение в стратосфере концентрации озона.

На шаре с открытой гондолой в 1901 году немецкие ученые Берсон и Зюринг достигли высоты 10800 м, используя для дыхания специальные приборы.

В самом конце XIX века француз Тейссерен-де-Бор и немец Ассман успешно зондировали высокие слои атмосферы с помощью небольших шаров, наполненных водородом. К ним привязывали самопишущие приборы, отмечающие изменение температуры и давления. Шары поднимались до 30—35 км над уровнем моря. В разряженной среде их оболочка раздувалась и в конце концов лопалась. Приборы опускались на землю на парашюте или специальном дополнительном шаре. При таком способе изучения атмосферы приходится разыскивать спустившийся «с небес» контейнер с приборами, записями. Когда появились усовершенствованные радиопередатчики, их стали использовать для замеров параметров стратосферы в момент полета. Это уже были радиозонды.

В конце концов выяснилось, что на значительных высотах абсолютно преобладают горизонтальные перемещения очень разреженного воздуха. Там почти нет водяного пара, создающего у земной поверхности мощные вертикальные потоки благодаря затратам энергии на испарение и отдаче — при конденсации. Эту область воздушной оболочки назвали стратосферой (от греческого «стратум» — слой), нижнюю придонную, до высот 8—12 км — тропосферой (от греческого «тропос» — поворот, т.к. здесь существуют круговороты воздуха).

Но у людей всегда остается потребность самим достичь рекордных высот или глубин, побывать там, где еще не бывал ни один человек (да и шары-зонды не позволяли в те времена проводить сложные измерения, в частности, исследовать загадочные космические лучи).

Пришлось конструировать специальные воздушные шары, получившие название стратостатов. Они обладали большой подъемной силой, и в связи с этим имели огромные размеры (более 15 тыс. куб. м). Из-за разреженности атмосферы на больших высотах и низких температур подъем в открытой гондоле можно осуществлять только с использованием скафандров и обогревающих устройств.

Переход к непосредственным исследованиям стратосферы предполагал — как всякое крупное географическое открытие — сочетания нескольких факторов. «Для достижения успеха требовалось три специалиста: физик — чтобы дать идею, инженер — чтобы воплотить ее в жизнь, и пилот — чтобы поднять воздушный шар в воздух, — верно отметил швейцарский профессор Огюст Пиккар, добавив: — Я владел одновременно этими тремя профессиями. Именно мне нужно было взяться за дело. И я довел его до конца».

Эти три составляющие успеха были необходимы, но не достаточны. Требовались легкие и прочные материалы для оболочки стратостата, строп, герметичные гондолы, приспособления для регуляции состояния среды внутри кабины, а самое главное: знание природы, вера в науку (а не только знания сами по себе), личное мужество, стремление к новым горизонтам познания.

Остроумие Пиккара помогло ему не только при конструировании летательного аппарата и приборов. В качестве балласта он решил использовать свинцовую дробь, занимающую значительно меньший объем, чем обычный песок или вода (разрешенные законом виды балласта). Пиккар сделал вычисления и доказал, что свинцовая песчинка безопасна, ибо весит менее 10 миллиграмм. Ему не поверили. Он предложил опыт: сбросить на него свинцовую дробь с высокой трубы брюссельского университета, где он преподавал. Ему не позволили. «Закон есть закон!» И тогда он нашел выход: написал, что в гондоле будет находиться «свинцовый песок». Решающее определение «песок» сломило сопротивление чиновников.

Рассказывая о том, как проходил полет, мы воспользуемся материалами из книги французских публицистов Пьера де Латиля и Жана Вивуара «С небес в пучины моря».

Ранним утром 27 мая 1931 года Огюст Пиккар и его ассистент геофизик Кипфер вошли в гондолу и закрыли крышки люком. Усиливавшийся ветер грозил сорвать стратостат с места. Он стал подниматься слишком быстро.

В 3 часа 57 минут Кипфер, взглянув в иллюминатор, воскликнул: «Под нами фабричная труба!» Вдруг раздался тревожный свист: еще перед стартом разбился изолятор одного из электрических зондов, выведенных через стенку гондолы наружу, и теперь воздух стал вытекать из кабины в атмосферу, давление которой по мере набора высоты все уменьшалось.

Пиккар заранее запасся паклей и вазелином. Через несколько минут ему удалось законопатить дыру. Однако за это время успело вытечь столько воздуха, что давление в гондоле упало больше чем на одну треть. Открыв на несколько мгновений один из баллонов с кислородом, давление удалось поднять почти до нормального.

Через 28 минут после старта Кипфер заметил, что приборы показывают высоту 15500 м. Стратосфера!

«Вокруг нас только небо, — писал впоследствии Пиккар. — Красота его для нас невиданная, захватывающая. Оно темное, темно-синее или фиолетовое, почти черное»

Во время подъема баллон стал из грушевидного сферическим. Теперь он пребывал в стратосфере в устойчивом равновесии.

Пиккар сбросил 50 кг груза, чтобы подняться еще на несколько сот метров. Он намеревался выполнить измерения на высоте, где атмосферное давление составляет только одну десятую часть нормального (16000 м над уровнем моря).

Но когда он дернул за веревку, чтобы открыть маневровый клапан, то понял, что она перестала действовать! (Впоследствии было установлено, что веревка переплелась с дополнительным стартовым канатом, прикрепленным незадолго до отлета.) Чтобы спуститься на землю, не оставалось ничего другого, как ждать вечера после захода солнца, когда баллон охладится, его объем и, следовательно, подъемная сила уменьшатся.

Только теперь аэронавтам стало по-настоящему страшно. Если бы недавно им не удалось прекратить утечку воздуха, то давление в гондоле продолжало бы падать; им осталось бы только открыть люки и выброситься с парашютом. Разреженный воздух стратосферы непригоден для жизни человека.

Но злоключения стратонавтов еще не закончились. Во-первых, запаса кислорода едва хватало, чтобы дождаться захода солнца, во-вторых, стратостат дрейфовал, несомый воздушным течением неизвестно куда. Не исключено, что вечером он приводнится где-нибудь посреди Адриатического моря.

При спуске шар удлинится, клапанная веревка, сильно натянувшись, автоматически откроет клапан и оставит его в таком положении. Спуск сразу же ускорится, и удар при приземлении может оказаться очень сильным. Пиккар и Кипфер решили не сбрасывать больше балласт. Оставшийся груз следовало сохранить на случай слишком быстрого приземления, чтобы несколько притормозить его. Стратонавты упаковали приборы, чтобы они не разбились при слишком жесткой посадке.

Потянулись томительные часы ожидания, разнообразие вносили только новые, непредвиденные и опасные происшествия.

Прежде всего — разорвавшаяся клапанная веревка. Это отняло последнюю надежду на маневрирование, зато исчезла опасность, что клапан останется заблокированным в открытом положении.

Затем — возобновившаяся утечка воздуха через поврежденный изолятор в стенке гондолы. К счастью, у аэронавтов оставалось достаточно пакли и вазелина, чтобы заново законопатить дыру.

Разбился один из ртутных барометров. Вылившаяся ртуть растеклась по днищу гондолы и могла быстро разъесть алюминий. Нужно было немедленно удалить ее за борт, использовав для этого разрежение внешней среды. Один конец шланга присоединили к крану, выходящему наружу, другой подвели к поверхности ртути, и ее удалось отсосать за борт.

Пронизывающий холод сменился немилосердным пеклом. Пиккар предполагал регулировать температуру внутри гондолы путем поворота ее вокруг оси. Для этого одну сторону гондолы окрасили в черный цвет, другую оставили блестящей. Лучи солнца должны были поглощаться или отражаться — в зависимости от того, какой стороной обращена к нему гондола. Но мотор, предназначенный для выполнения этого маневра, вышел из строя. И эта простая система терморегулирования не функционировала. Внутренние стенки гондолы покрылись тонким слоем инея, который выпал в снег, когда температура резко подскочила до 40° выше нуля.

Наконец, мучившая аэронавтов жажда. Они собирались взять с собой две бутылки с водой, а нашли в гондоле только одну маленькую бутылку! Пришлось утолять жажду инеем и конденсационной водой.

К четырнадцати часам стратостат медленно пошел на снижение. Мир ничего не знал о судьбе стратонавтов. Эта неопределенность постепенно перерастала в тревогу, вечерние газеты объявили даже, что Пиккар погиб. Французское правительство поспешило «посмертно» наградить этого мученика науки розеткой ордена «Почетного легиона».

С наступлением ночи стратостат, все еще освещенный лучами солнца, ослепительно сверкал на темном небе. Его видели многие люди, принимая за небесное светило, быть может, за Венеру.

Наконец спуск пошел быстрее. На высоте около 4500 метров Пиккар и Кипфер открыли люки. Ночью гондола коснулась снежного поля на высоте 2800 метров. Это было далеко не идеальное место для посадки. Сброшена часть балласта. Стратостат подскочил, перелетел через ледник и приблизился к ровной площадке. Пиккар, не колеблясь, дернул за фал разрывного полотнища, чтобы вскрыть оболочку. Шар освободился от газа, гондола покатилась вниз и остановилась у медленно оседавшей оболочки.

Пиккар и Кипфер легли спать прямо на леднике (как выяснилось на следующий день, это был ледник Гургль в австрийском Тироле). Чтобы спастись от холода, они завернулись в оболочку воздушного шара.

На заре, связавшись веревкой и на каждом шагу пробуя снег бамбуковой палкой, имеющейся в снаряжении стратостата, они стали осторожно спускаться в долину. В полдень они были замечены группой лыжников, которые проводили их в деревню — маленькое тирольское селение Гургль.

Скоро мир с облегчением узнал о благополучном приземлении исследователей. Французскому правительству, наградившему побежденного стихией розеткой «Почетного легиона» в петлицу, не оставалось ничего другого, как пожаловать победителю шейную ленту этого ордена! Так профессор Пиккар не только стал кавалером ордена «Почетного легиона», но и совершил самое быстрое восхождение по его степеням.

Это был триумф! Человек впервые вторгся в пределы стратосферы.

А Пиккар был недоволен. Для него главным был не рекорд, а научный результат, который оказался минимальным из-за неисправности приборов. Через год он превысил свое достижение. В августе 1932 г. с инженером Козинсом поднялся на 700 м выше. Шар был выкрашен в белый цвет для отражения солнечных лучей. Результат снова был неожиданным: в гондоле температура упала до —15°C. Зато удалось провести ряд научных экспериментов. Пиккар зафиксировал резкое увеличение интенсивности космических лучей. Ученый высказал предположение, что в будущем можно будет использовать космическую энергию стратосферы.

В первые десятилетия XX века нижние слои атмосферы стали осваивать с помощью летательных аппаратов, которые тяжелее воздуха — аэропланов, как их тогда называли. Однако со временем усиливался интерес к более высоким слоям, входящим в стратосферу. Огюст Пиккар, первым глубоко вторгнувшийся в ее пределы, преследовал прежде всего научно-теоретические цели, стремясь выяснить природу и свойства космических лучей.

Надо заметить, что в ту пору некоторые ученые (в нашей стране, например, А.Л. Чижевский) высказывали гипотезы о влиянии космических излучений не только на биологические процессы, но и на психику людей, вследствие чего якобы возникают войны и революции.

Но были и более реалистические причины для исследований стратосферы. Ничтожная плотность воздуха на больших высотах могла существенно облегчить полет здесь ракет и реактивных самолетов. Да и артиллерийские снаряды могут в разреженной атмосфере преодолевать значительные расстояния. Подобные проблемы стали особенно актуальны после Первой мировой войны, когда началось обновление военной техники. Естественно, что СССР не остался в стороне от подобных разработок и исследований: ведь теперь милитаризация буржуазных держав определялась не только их междоусобицами, но и враждебностью по отношению к первому рабоче-крестьянскому государству и опасностью распространения «революционной заразы». Кроме того, для СССР были существенны и соображения престижа: ведь страна с огромными усилиями развивала науку, технику и промышленность, переходя в разряд крупнейших индустриальных держав мира.

30 сентября 1933 года в воздух с московского аэродрома поднялся стратостат «СССР» с объемом оболочки 24340 куб. м (диаметр около 36 м). Вес трехслойной оболочки с принадлежностями превышал 1 т. Гондола имела форму шара диаметром в 2, 3 м с плетеным ивовым амортизатором внизу. Внутри гондолы — сиденья для экипажа, электрическое освещение, приборы.

В полет отправились командир корабля летчик Прокофьев, инженер Годунов, радист Бирнбаум. Стратостат, не вращаясь, быстро устремился вверх. С ним постоянно поддерживалась радиосвязь. Из шести наблюдательных пунктов геодезисты фиксировали положение стратостата.

За полчаса прошли тропосферу и достигли высота 17 км. Отцепляя мешки с балластом, продолжали подъем. В кабине, разогретой на солнце, температура поднималась до +31°C, тогда как за бортом стояла стужа (—65°). В 12 часов 45 минут была достигнута рекордная высота: 19 км. Еще более 2 часов пробыв на достигнутом рубеже, делая измерения, пошли на снижение. Спуск продолжался около 3 часов. Приземлились за Коломной на берегу Москвы-реки.

Исследования показали, что в низах стратосферы температура повышается оттого, что ультрафиолетовое излучение Солнца задерживается трехвалентным кислородом — озоном. Вдобавок было экспериментально доказано, что ионизация воздуха на больших высотах возрастает в сотни раз. Следовательно, озоновый слой защищает живые организмы от губительных ультрафиолетовых лучей.

Через два месяца американцы Сэттль и Форденей попытались побить рекорд советских аэронавтов, но не дошли до этого рубежа (им оставалось всего 140 м).

Советский стратостат «Осоавиахим-1» с тремя аэронавтами — П.Ф. Федосеенко, И.Д. Усыскиным, А.Б. Васенко — стартовал 30 января 1934 года из Москвы. Подъем шел быстро. В 11 часов 42 минуты была достигнута высота 20600 м и началось снижение.

Через 17 минут стратонавты сообщили, что радиосвязь будет временно прекращена для включения патронов, поглощающих углекислый газ. Больше никаких сигналов на землю не поступало. До поздней ночи судьба экипажа оставалась неизвестной. Вдруг поступила телеграмма со станции Кадошкино Казанской железной дороги о том, что найдена гондола с тремя погибшими исследователями стратосферы.

Комиссия, изучившая обстоятельства катастрофы (в частности, по сохранившемуся бортовому журналу), выяснила, что с высоты 12 км стратостат начал быстро падать. От резких неравномерных нагрузок разорвалась часть строп. Падение продолжалось, гондола оторвалась и в 16 часов 23 минуты врезалась в землю.

До последних минут экипаж не терял самообладания. Запись за 13 минут до трагического финала завершилась карандашной чертой — как бы от сильного внезапного толчка. С этого момента, по-видимому, началось стремительное падение.

На торжественных похоронах урны с прахом аэронавтов несли руководители страны (Сталин, Молотов, Ворошилов). Пиккар и его спутники по стратосферным полетам Козинс и Кипфер почтили память «трех героев, наиболее приблизившихся к солнцу». Было установлено, что предельная высота подъема составила 22 км.

Этим полетом завершилась, по сути дела, целая эпоха в аэрологии, когда осуществлялись «пассивные» подъемы людей и приборов в стратосферу на воздушных шарах. Наступала пора ракетных двигателей. Еще до Второй мировой войны предлагались проекты зондирования стратосферы с помощью ракет, оснащенных приборами. В книге советских ученых Д.О. Святского и Т.Н. Кладо «Занимательная метеорология», изданной в 1934 году было проницательно отмечено: «И если надеются со временем осуществить межпланетные перелеты на ракете, то проникнуть на ракете в стратосферу, а тем более, запустить туда ракету без пассажиров — вероятно, дело уже недалекого будущего».

Осуществлению таких проектов содействовала военная техника, достигшая необычайных успехов на фоне разрушительнейшей из всех войн в истории человечества. Реактивные самолеты и ракеты стали «бороздить» стратосферу, проникая еще выше, в ионосферу, расположенную выше 80 км над земной поверхностью. Здесь поток жестких космических лучей сдирает с одиноких атомов их электронные оболочки. Атомы превращаются в ионы. Эту область называют еще термосферой. Скажем, на высоте 200 км температура превышает 600° — согласно расчетам, ибо привычными нам приборами ее невозможно измерить.

А что находится выше ионосферы? В начале XX века некоторые ученые предполагали, что благодаря магнитному полю Земли образуется нечто подобное магнитной ловушке для частиц, излучаемых Солнцем. Позже появилось утверждение, что наша планета находится в пределах солнечной короны.

Но это — общие соображения. А советские и американские спутники обнаружили два радиационных пояса, большим и малым кольцами окружающие Землю на высотах 25—35 и 40—60 тыс. км. Однако их динамика и воздействие на область жизни изучены еще мало.

Об открытии этой оболочки Земли упоминают очень и очень немногие специалисты. И это одно из очевидных проявлений инерции мысли, склонности ученых и популяризаторов науки к устоявшимся мнениям, занесенным в учебные пособия и справочники. Тем более что даже крупные теоретические открытия в географии обычно недооцениваются, тогда как о достижениях путешественников-первооткрывателей пишут много и подробно.

О том, что в северных краях климат становится холоднее, просвещенные европейцы знали еще в античное время. Еще раньше догадывались об этом в Древней Индии, где некоторые предания повествуют о холодных северных странах. Упоминается о них и в сборнике древнеиранских гимнов «Авеста», приписываемом пророку Зороастру. Некоторые исследователи в конце XIX века, опираясь преимущественно на древние мифы, пришли к выводу, что сведения о полярных областях сохранились в этих преданиях с тех времен, когда арийские племена обитали на севере Европы.

Подобные идеи обобщил русский популяризатор науки Евгений Елачич в книге «Крайний Север как родина человечества» (1910). Однако несмотря на миграцию племен от заполярных областей до тропиков, а также на то, что люди видели покрытые вечными снегами горные вершины, мысль о существовании морозного слоя Земли не приходила никому в голову ни в далекой древности, ни в более поздние времена, когда укрепилась в массовом сознании мысль о шарообразности нашей планеты и зонах ее охлаждения у полюсов.

Не упомянули о существовании морозного слоя ни А. Гумбольдт, ни другие географы, которые в XIX веке давали общие описания Земли, ни Э. Зюсс, открывший систему геосфер. Хотя именно в этом веке начались активные исследования не только заполярных областей Евразии, но и Антарктического региона, а также севера Америки и крупнейшего острова планеты, почти сплошь покрытого ледниками — Гренландии. В начале XX века были достигнуты полюса планеты.

«В конце концов, — писал В.И. Вернадский, — научно охвачена снежная и ледяная природа приполярных стран. В работах А. Добровольского (1924) впервые твердая фаза охвачена как закономерная часть строения земной коры, как криосфера».

В другом месте он отметил: "Все же прав А. Добровольский (1924), говоря о существовании на нашей планете криосферы — ледяной оболочки. Она сосредоточена в биосфере. Ее наиболее яркую форму дают подвижные снежные тучи и рассеянные на необозримых пространствах снежники тропосферы…"

К сожалению, наш великий ученый и замечательный историк науки в данном случае допустил две ошибки: одну несущественную, другую принципиальную. Книга А. Добровольского «История природного льда», на которую он ссылается, вышла в Варшаве не в 1924 году, а в 1923-м. Об этой мелочи и говорить бы не стоило, если б не одно важное обстоятельство. Ни Добровольский, ни Вернадский не упомянули в своих работах о том, что был еще в XVIII веке ученый, который первым открыл существование единого морозного слоя Земли.

Вот что писал он в книге, изданной в 1763 году:

«Кому расстояние вечной зимы, то есть холодного слоя атмосферы от нижней земной или от морской поверхности известно, тот не будет сомневаться о причине столь холодного растворения воздуха в Тибете, в рассуждении других мест на одной широте с ним положение имеющих. Не обинуясь, скажет, что Тибет… стоит в приближении морозного слоя атмосферы, в котором снег и град родится; и из коего, невзирая на летние жары, не токмо в наших краях, но и под самым жарким поясом сверху упадают, доподлинно уверяя, что лютая зима беспрестанно господствует недалече над нашими головами. Отстояние ее показывают завсегда льдом и снегом покрытые высоких гор вершины».

Это — слова М.В. Ломоносова из книги «О слоях земных». Он первым, задолго опередив ученых всех стран, особо выделил «морозный слой атмосферы», где «лютая зима беспрестанно господствует». Более того, он присоединил к этому слою полярные морские льды и область подземной мерзлоты:

«Искусные Астрономы и Географы измерили, что под Екватором морозный слой атмосферы отстоит близко четырех верст от равновесия морской поверхности. Около полярных поясов, то есть на 66 1/2 градусе, лежит уже на земле. Сие соединение переменяется, отдаляясь от оного пояса летом к северу, зимою к полудни; так что тут зима, где морозный слой атмосферы до земли досягает».

В другом месте, говоря о ледниках и плавающих льдах, а также о заснеженных горных вершинах, он восклицает: «Знатная обширность поверхности земной занята льдами и снегами». Действительно, морозный слой обволакивает всю планету, охватывает обширное пространство в приполярных областях в океанах и на континентах, а граница его колеблется от зимы к лету.

Выходит, А. Добровольскому наука обязана благозвучным и достаточно точным термином «криосфера», тогда как открыл и доказал существование «морозного слоя» М.В. Ломоносов. (В «Слове о рождении металлов от трясении земли» в 1757 году он упомянул о «студеном слое атмосферы».)

Интересно, что в учебнике для вузов «Общее мерзлотоведение. Геокриология» (1978) имя Ломоносова упоминается лишь в связи с его теоретическим положением о существовании вечной мерзлоты, точнее, — многолетнемерзлых пород, образующихся в результате воздействия климатических условий. Кстати сказать, Ломоносов предполагал, что подземная мерзлота сохраняется благодаря каким-то катастрофическим явлениям. И в этом случае он проявил поистине гениальную прозорливость. Действительно, только благодаря ледниковой эпохе сформировалась эта область.

Несмотря на то что изучение зоны вечной мерзлоты наиболее активно проходило в России, все мерзлотоведы, упоминая о криосфере, дружно ссылались и продолжают ссылаться на А. Добровольского, не упоминая Ломоносова. Даже странно, что этот упрек можно отнести и к Вернадскому, великолепному знатоку творчества Ломоносова.

Но может быть, открытие морозного слоя планеты — не такое уж большое достижение? Какую роль оно играло в науках о Земле?

Увы, до сих пор идея криосферы слишком медленно входит в сознание исследователей. А ведь именно криосфера наряду с Мировым океаном является главным фактором климатообразования. Временами она властно заявляет о себе на огромных территориях и акваториях. Тогда возникают ледниковые эпохи.

В середине XIX века П.А. Кропоткин (между прочим, автор термина «вечная мерзлота») привел наиболее полные и убедительные доказательства ледниковой теории. Суть ее в том, что многочисленные и разнообразные факты свидетельствуют о существовании в недавнем геологическом прошлом эпохи, когда великие ледники покрывали обширные пространства Северной Евразии и Северной Америки. При этом значительно менялись природные зоны и климатические пояса планеты.

«Теснейшая связь ледниковых периодов с областями охлаждения, — писал Вернадский, — совершенно ясна… Ледниковый период — это период, отвечающий расширению области охлаждения… Есть пульсации криосферы на нашей планете. Пульсациями криосферы будут ледниковые периоды».

Казалось бы, незначительное событие — увеличение морозного слоя атмосферы (или приближение его к земной поверхности) — вызвало колоссальные последствия для всей области жизни. Огромные массы льда накапливались в приполярной зоне, растекаясь под собственной тяжестью на сотни километров к югу. От их морозного дыхания менялся климат, смещались ландшафтные зоны. Значительная часть солнечных лучей отражалась ледяным покровом, уходя в космическое пространство. От этого снижалась общая температура у земной поверхности.

Под неимоверной тяжестью «ледяной пяты» земная кора прогибалась на многие десятки метров. Вода, замороженная в ледниках, изымалась из Мирового океана, уровень которого от этого опускался на десятки метров. Осушались обширные прибрежные пространства — шельфы. Перераспределение масс воды и льда на земном шаре сказывалось на скорости его вращения, что могло активизировать вулканизм, землетрясения, движения блоков земной коры…

Вот неполный перечень событий, вызванных пульсацией криосферы. И вряд ли случайно именно в такую эпоху наиболее активно шла биологическая эволюция наших предков. Человек — дитя ледниковой эпохи, времени наиболее резких колебаний криосферы.

В настоящее время, когда техническая цивилизация уничтожает лесные массивы, создает техногенные пустыни и выбрасывает в атмосферу огромные количества двуокиси углерода и других техногенных газов, со всей определенностью проявляются аномалии погоды и общее потепление на планете. Все эти процессы сказываются на состоянии криосферы, но, к сожалению, на это исследователи практически не обращают внимания. Происходит это по причине значительной инертности научной мысли, растекающейся по уже протоптанным путям. А цельного учения о криосфере так и не создано.

Выходит, великое открытие гениального ученого-мыслителя М.В. Ломоносова до сих пор еще не оценено по достоинству. Остается надеяться, что рано или поздно (лишь бы не слишком поздно) будет создано комплексное учение о морозном слое Земли — криосфере.

Морские течения нередко называют реками в океанах — образно, но не совсем верно. Несоизмеримы масштабы: один лишь Гольфстрим переносит в десятки раз больше воды, чем все реки мира, вместе взятые. По составу текучая океанская вода практически не отличается от той, которая движется медленнее и образует как бы ложе для течения. Характер океанских потоков отличается своеобразием и образует глобальные круговороты с отдельными ответвлениями…

Впрочем, мы забегаем вперед. То, что сейчас для нас представляется вполне естественным и привычным, зримым (при взгляде на карты и глобусы, где отмечены течения мирового океана), — все это сравнительно недавно, 3—4 столетия назад, представляло собой географическую проблему, со всей полнотой даже еще не поставленную.

Одно из первых упоминаний о морских течениях и водоворотах мы находим в древнегреческом предании о Сцилле и Харибде (оно воспето Гомером в связи с плаванием Одиссея). Считается, что речь идет о Мессинском проливе, разделяющем южную оконечность Апеннинского полуострова и острова Сицилию (созвучие со Сциллой очевидное). По-видимому, здесь наиболее часто суда древних греков попадали в водовороты и сильные течения, выбрасывавшие их на скалы.

Согласно одной из версий. Мировой океан находится в постоянном движении, омывая сушу. Однако никто в древности не знал, что это за океан, есть ли у него пределы, почему и каким образом движутся его воды. Об этом на практике приходилось узнавать мореплавателям, которые дерзали удаляться от берегов. В те времена наиболее полные сведения о крупных морских течениях имели жители островов Индийского и Тихого океанов, которые отваживались на сверхдальние плавания. Но их знания так и не вошли в анналы науки, поэтому могут считаться географическими открытиями лишь предположительно. В конце Средневековья, в эпоху Великих географических открытий, мореплаватели Португалии, Испании, Голландии, Британии собирали сведения о морских течениях, но не желали делиться своими знаниями с конкурентами. Поэтому подобные данные оставались разрозненными и неопределенными.

Так, флотилия Колумба пересекала Атлантический океан, смещаясь к югу, в струе Северного экваториального течения. У них сложилось убеждение, что воды океана движутся «на запад вместе с небом».

Несколько позже, в 1513 году, Хуан Понсе де Леон — участник второй экспедиции Колумба, ставший губернатором Пуэрто-Рико, организовал морскую экспедицию, в составе которой было необычайно большое количество пожилых и больных матросов. Это было, по-видимому, самое великовозрастное и «больнообильное» мероприятие за всю историю мореплавания. Объяснялся такой казус изначальной задачей флотилии: отыскать легендарный остров Бимини, на котором находится источник вечной молодости и здоровья.

Курсом на северо-запад флотилия Понсе де Леона прошла Багамские острова и встретила, наконец, большую землю, которую они поначалу приняли за Бимини. Во всяком случае так отмечено было на карте, составленной старшим кормчим Антоном Аламиносом. Испанцы курсировали вдоль берега, постоянно высаживаясь и пробуя воду из всех встреченных источников и ручьев. Чуда не происходило, никто из них не омолодился, лишь пережили несколько неприятных встреч с туземцами — рослыми, сильными, вооруженными луками и копьями.

Огорченный Понсе де Леон вынужден был прервать поиски чудесного источника. Он назвал вновь открытую землю Флоридой (Цветущей), но так и не узнал, что это полуостров. На обратном пути его вновь ожидала досадная неудача, ставшая залогом географического открытия: двигаясь на юг, они попали в сильное теплое течение, отбрасывающее корабли в открытый океан. У южной окраины Флориды оно стало таким сильным, что сорвало с якоря одно их судно.

Аламинос первым отметил этот мощный поток, направленный на юге Флориды с запада на восток, а затем вдоль берега уходящий на север (он позже получил название Гольфстрима, точнее — его западной ветви). Воды течения имели синий цвет, в отличие от зеленовато-голубой океанской воды.

Остров, который туземцы называли Бимини, нашли во время следующей экспедиции, но и на нем не оказалось волшебного источника. Понсе де Леон вновь отправился во Флориду, был ранен и, не имея желанной волшебной живой воды, умер.

Аламинос использовал Гольфстрим, чтобы пересечь Мексиканский залив и пройти 1200 км за четыре дня. Он же предложил использовать это течение для наиболее быстрого возвращения в Европу (идея была совершенно верной).

Интересный случай произошел в 1856 году, когда команда брига, вставшая на ремонт в районе Гибралтара, случайно взяла в качестве балласта небольшой бочонок, обросший ракушками. Внутри него оказался кокосовый орех, залитый смолой, а в нем записка, которую отправил… Христофор Колумб! Он отправил таким образом сообщение королю и королеве Испании о гибели каравеллы «Санта-Мария» и бунте офицеров на судне «Нинья». В Европу это письмо попало через 358 лет. Правда, остается неясным маршрут его скитаний.

Благодаря течениям впервые северным путем от берегов Аляски до Исландии мимо Северной Америки удалось проплыть в 1905 году… бутылке! За шесть дет она прошла около 2500 миль, главным образом дрейфуя со льдами.

История бутылочной почты, использующей морские течения, началась, по-видимому, в 1560 году, когда какой-то неграмотный английский лодочник обнаружил на берегу запечатанную бутылку. Местный судья прочел содержащееся в ней сообщение, оказавшееся секретным: о том, что датчане захватили остров Новую Землю, принадлежавший России. С тех пор английская королева Елизавета учредила специальную должность «открывателя бутылок», в адрес которого надлежало отправлять запечатанными все бутылки, найденные в море или на берегу. Нарушившего указ ожидала смертная казнь. Правда, трудно сказать, использовались ли такие находки для изучения океанических течений.

В XVII веке появились первые карты, на которых были отмечены фрагменты течений, отражающие немногие фактические сведения и значительную долю фантазии составителей. Только в 1770 году была создана достаточно точная карта Гольфстрима. Ее автором был ученый и главный почтмейстер британских колоний Б. Франклин. Он выяснил, что американские китобои и торговые моряки проходили от Англии до Нового Света на две недели быстрее, чем британские почтовые пакетботы. Почему? Франклин, расспросив моряков, выяснил: американские капитаны по пути в Англию используют мощное океанское течение, а возвращаются, держа курс в стороне от него.

В XIX веке немецкий географ А. Гумбольдт, английские моряки-исследователи Дж. Ренкелл и М. Мори приступили к сбору и систематизации сведений о течениях Мирового океана. Первую обобщенную карту составил М. Мори. С середины XIX века, согласно международному соглашению, была организована единая система наблюдений за движениями атмосферных и водных потоков в Мировом океане.

Наиболее основательную научную экспедицию с этими целями организовало Британское морское ведомство на корабле «Челленджер» (1872—1876). Отчет составил 50 объемистых томов. Один из ученых, проводивший эти работы Дж. Меррей, в начале XX века составил океанографическую сводку, в которой отметил все основные горизонтальные и вертикальные, холодные и теплые течения Мирового океана.

Подобные исследования имели не только теоретический интерес. Правда, окончилась эра парусников, непосредственно зависящих от воздушных и водных течений. Для навигационных целей уже, казалось бы, перестали иметь существенное значение прихотливые потоки морских вод. Однако в 1912 году прозвучало грозное предупреждение: гигантский пароход «Титаник» затонул, столкнувшись с плавучей ледяной горой — айсбергом, принесенным в эту область Атлантики морскими течениями.

Кроме того, выяснилось, что по границам теплых и холодных вод находятся наиболее богатые планктоном акватории с обилием рыб, птиц и морского зверя. А динамика этих потоков оказывает влияние на климат прибрежных территорий. Во второй половине XX века наиболее остро встал вопрос о загрязнении вод Мирового океана. И вновь в этой связи важное значение приобрели знания морских течений. Не исключено, что в ближайшем будущем с помощью этих течений будет осуществлена транспортировка айсбергов из арктических и антарктических акваторий к берегам тех стран, которые испытывают острый дефицит в пресной воде.

За последние десятилетия интерес к течениям мирового океана подстегивается глобальным потеплением климата Оно вызвано истреблением лесов и сжиганием горючих полезных ископаемых. В результате увеличивается содержание в атмосфере углекислого газа, который задерживает длинноволновое тепловое излучение земной поверхности, отражающей солнечные лучи, создавая так называемый парниковый эффект. Динамика океанических течений сказывается на движении и температуре воздушных масс, на климатических изменениях в конкретных регионах. Эта научная задача еще далека от своего решения.

Столь же важна, интересна и мало изучена проблема образования вихревых атмосферных потоков (тропических циклонов, тайфунов). Вполне возможно, что они связаны с динамикой океанических потоков.

Морские течения не имеют постоянных русел. Они не только «блуждают», смещаясь от года к году на сотни километров, но и разветвляются. Отдельные струи образуют огромные завихрения, которые могут вовсе отделяться от основного потока.

Кроме того, были открыты мощные движения вод Мирового океана, находящиеся на глубинах в десятки и сотни метров, а направленные противоположно поверхностным течениям. Они получили название противотечений. Обычно с ними связано интересное явление, получившее название апвеллинг (от англ. «ап» — вверх, «велл» — хлынуть) — подъем холодных вод с глубины.

Апвеллинг в небольших масштабах можно наблюдать в любом море, когда нагретые приповерхностные слои сгоняются устойчивым ветром, дующим с суши, а на их место поднимаются более холодные слои. Когда в этот процесс вовлекаются холодные течения и апвеллинг продолжается достаточно долго, это вызывает приток с глубины к поверхности кислорода (холодная вода насыщена больше, чем теплая) и питательных солей. Здесь активизируется жизнь и скапливается много промысловых рыб, а также тюленей и птиц, которые гнездятся на островах, прибрежных скалах.

Но как только апвеллинг ослабевает или холодное течение отклоняется в сторону открытого моря, начинается массовый мор рыбы и меняются погодные условия на прибрежных территориях. Так, холодное Перуанское течение, омывающее берега западной окраины Южной Америки, порой уступает место ответвлению теплого Экваториального течения (эта ветвь называется Эль-Ниньо).

Обычно оно не проникает южнее 1—3° ю.ш. Но в некоторые годы его теплые потоки внедряются далеко на юг, примерно на 10—13°. Тогда температура воздуха у берегов Эквадора и Перу повышается в среднем на 3—5°C. Теплый воздух с моря, насыщенный влагой, вызывает в предгорьях Анд сильные тропические ливни, наносящие урон сельскому хозяйству.

Уменьшение в морской воде содержания кислорода вызывает массовую гибель рыб, а за ними и птиц. Местное население лишается урожая, рыбы и доходов от добычи гуано — ценного удобрения из птичьего помета. От обилия гниющей рыбы вода насыщается сероводородом, который разрушает подводную часть судов и портовых сооружений.

До сих пор океанские течения таят, в себе немало загадок. Важное значение имеет познание взаимодействия общей циркуляции атмосферы и Мирового океана в связи с общим изменением климата на планете. Не менее важны более конкретные исследования динамики воздуха и воды в отдельных регионах. Нет еще полной ясности даже в том, какие силы, помимо ротационных (связанных с вращением Земли) и солнечной энергии вызывают глобальную динамику гидросферы.

Открытие океанских и воздушных течений Земли продолжается

Среди глобальных географических закономерностей одна с давних пор привлекает внимание исследователей. При взгляде на глобус видно, что западный и восточный берега Атлантического океана в общих чертах сходны между собой. В частности, восточное побережье Южной Америки почти в точности соответствует западному побережью Африки, как будто они некогда составляли единое целое и со временем «разъехались» в разные стороны.

Эту закономерность еще в 1668 году отметил в своей книге французский просвещенный монах Плассе. Он решил, что раскол некогда единого континента надвое и образование на месте разрыва Атлантического океана произошли в результате всемирного потопа и сопутствующих ему катастроф. Через два столетия эту идею, но уже с геологических позиций, высказал французский ученый Снидер, а основатель современной геологии Чарлз Лайель упомянул о гипотезе разрыва и перемещения материков, хотя и не придал ей большого значения.

В начале XX века вышли одно за другим три издания монографии немецкого геофизика Альфреда Вегенера «Происхождение материков и океанов» (третье издание 1922 года было переведено на русский язык). Это уже было обоснованием оригинальной научной теории, объясняющей целый ряд географических закономерностей. Вслед за итальянским ученым Ф. Сакко он пришел к заключению, что все материки некогда составляли единое целое, позже расколовшись на несколько частей (чем и объясняется их клиновидная форма). В отличие от своих предшественников, Вегенер привлек для обоснования своей теории обширный геологический и географический материал. Его идеи дополнил преимущественно с позиций палеографии замечательный русский естествоиспытатель Б.Л. Личков, друг В.И. Вернадского, в работе «Движение материков и климаты прошлого Земли» (1935).

Действительно, по данным палеонтологии и палеогеографии, Южная Америка, Африка, Индийский полуостров, Австралия и Антарктида более ста миллионов лет назад составляли единый континент. От него были, судя по всему, отделены Северная Америка и почти вся Евразия. Последствия такого разделения сказались, в частности, на растительном и животном мире этих регионов.

Кроме того, получала объяснение глобальная закономерность в расположении главнейших горных поясов, которые подчеркивают, вроде бы, направление перемещения материков: Анды и Кордильеры Америки, а также широтная полоса от Пиренеев через Кавказ и до Гималаев включительно, пересекающая южную часть Евразии. Хотя при всей привлекательности самой идеи оставалось совершенно непонятно, какие силы могли бы перемещать континенты. Кроме того, сходство очертаний берегов, скажем, Атлантического океана, еще не является свидетельством их обязательного раздвижения. Ведь и у Каспийского моря сходны западный и восточный берега, но ведь никто не считает, что оно возникло в результате разрыва земной коры.

После взлета популярности теории Вегенера настала пора скептического к ней отношения. Сам автор погиб в 1930 году в Гренландии, где он проводил геофизические исследования. В день своего пятидесятилетия он отправился в рискованный переход с базы в центре острова к западному побережью и пропал без вести.

Следующая волна популярности идеи перемещения гигантских частей земной коры и объяснения некоторых глобальных географических закономерностей пришлась на вторую половину XX века. В результате исследований рельефа и строения дна Мирового океана выяснилось, что оно представляет собой подобие двухслойной плиты, которая покоится на более пластичном, тектонически ослабленном слое астеносферы. Ее рассекают на части зоны так называемых рифтов — разломов земной коры, по которым нередко проходят вулканические извержения и где находятся сейсмически активные полосы.

В результате некоторые геофизики постарались по-новому объяснить характер и причины горизонтального перемещения плит земной коры, которые то расходятся, то сталкиваются между собой, подобно ледяным полям в полярных морях. Так возникла гипотеза (или, как часто считается, теория), получившая название глобальной тектоники плит.

У нее имеются свои достоинства, но есть и немало существенных, а то и принципиальных недостатков. Она чрезвычайно просто объясняет существование глобальных зон растяжения (рифты) и сжатия (горные массивы) земной коры. Однако для обоснования механизма движения геоплит пришлось придумать круговороты, якобы существующие в сверхплотной мантии планеты. А ведь гипотеза, опирающаяся на гипотезу, вдвойне сомнительна.

Но самое главное даже не в этом. Еще Чарлз Лайель доказал, что на континентах преобладают вертикальные движения, в результате которых возникают и пропадают впадины морей и горные системы, происходит накопление осадочных толщ и разрушение возвышенностей — основы жизни земной поверхности.

Не учитывает глобальная плитотектоника и принципиальное отличие в химическом строении, структуре и динамике земной коры континентального и океанического типов (на этом основывал свою теорию Вегенер!), а также устойчивое существование впадины Тихого океана, окруженной полосой вулканов и сейсмических зон…

Короче говоря, в геологическом и географическом отношении глобальная плитотектоника значительно уступает теории Вегенера, согласно которой перемещаются только континенты. Но важен сам факт открытия удивительной закономерности в жизни нашей планеты: изменчивости соотношений океанов и континентов, подвижности лика Земли. Это — главное.

За последнюю четверть века выяснились некоторые дополнительные интереснейшие сведения. Оказалось, что в глубоководных впадинах, где согласно глобальной плитотектонике одна плита должна наползать на другую, находятся зоны растяжения. Здесь земная кора не сжимается, а растягивается, словно подминаясь под континент.

Рекордная по глубине Кольская сверхглубокая скважина, превысившая рубеж 12 км, показала, что на континенте отсутствует «плитчатое» строение земной коры, которое предполагается в плитотектонике. На глубине не происходит никаких принципиальных изменений с горными породами, они словно перемешиваются, а не сохраняют слоистую структуру.

Знаменательная географическая закономерность: крупные горные массивы и возвышенности располагаются параллельно линиям глубоководных желобов. Здесь же, на горах, возвышенностях и островных дугах находятся действующие вулканы. Создается впечатление, что по окраинам материков (но не по всем, а главным образом вокруг Тихого океана) — там, где находятся глубоководные впадины, каменные массы погружаются в недра, где проходят подземную переплавку и изливаются в виде вулканической лавы (там, где — уже главным образом на суше — имеются действующие вулканы). А в понижения с материка постоянно сносится могучими силами эрозии огромное количество осадков.

Получается своеобразный круговорот каменных масс (литосферы), благодаря которому вновь и вновь обновляется континентальная земная кора. Вот почему она принципиально отличается от «плитчатой» океанической!

Существуют и другие доказательства существования круговоротов литосферы. Их теория еще только разрабатывается, хотя сама по себе идея высказывалась давно. Согласно этой концепции, материки способны самостоятельно перемещаться по слою астеносферы, подобно чудовищным амебам. (Тем, кому такая идея покажется фантастической, могу рекомендовать познакомиться с моими книгами «Подвижная земная твердь», 1976, и «Каменная летопись Земли», 1983.)

Наша родная обитаемая планета до сих пор остается для нас, ее беспокойных обитателей, загадочной. И не в каких-то деталях ее строения, а именно в глобальных чертах, в тех особенностях, которые отличают ее от всех известных нам небесных тел. Сюда относится прежде всего форма, строение, динамика и взаимные соотношения континентов и океанов. В XXI веке придется во многом заново решать эти проблемы, постигая таинственную жизнь Земли, которая наделена изменчивым ликом, своеобразной «геомимикой», смысл и значение которой еще предстоит постичь.

В первой половине XX века география как наука землеописания столкнулась с неожиданной принципиальной трудностью: она стала терять объект своих исследований.

Делать новые открытия, описывая неведомые прежде земли и воды, стало практически невозможно. Все более или менее крупные территории и акватории нашей планеты были уже исследованы с географической точки зрения.

Что же в таком случае считать главным объектом современной географии? Или она исчерпала себя как единая дисциплина и превратилась в разрозненные конкретные науки о климате, реках, озерах, болотах, морях, рельефе и прочих природных земных объектах?

Такие вопросы вставали перед географами. К этому времени разделение и дробление наук зашло так далеко, что специалисты в смежных областях порой перестали понимать и интересоваться достижениями друг друга. Казалось, что единая география перестала существовать. Дополнительную сложность привнесло появление так называемой экологии человека, возникшей на основе биоэкологии и посвященной острой проблеме взаимодействия общества с окружающей средой.

Короче говоря, пришло время выяснить, что считать основным объектом географии XX века. И тут выяснилось, что к традиционной физической географии пришла пора добавлять химическую, изучающую распространение и динамику химических элементов и соединений в ландшафтах и в целом на планете. Возникла новая область знаний — геохимия, одними из основателей и разработчиками которой были замечательные отечественные ученые В.И. Вернадский и А.И. Ферсман. Она существенно дополнила комплекс наук о Земле.

Поиски географами своего объекта привели к ситуации казусной, если не сказать нелепой. Было предложено таковым объектом считать географическую оболочку. Столь странное понятие, ничего по сути не проясняя, давало лишь иллюзию объяснения, тавтологию: география изучает географическую оболочку, а географическая оболочка — это объект, изучаемый в географии. (Прямо по Чехову: «…какое правление в Турции? Известно какое… турецкое…») Что же это за такая особенная «землеописательная» оболочка? В чем ее основные особенности?

Сейчас, в начале XXI века, образованному человеку ясно, что речь идет о биосфере — среде жизни. Но полвека назад это понятие еще только входило в обиход естествоиспытателей. Один из крупнейших русских советских географов Л.С. Берг писал в 1943 году:

«Не приходится распространяться о том, что понятие биосферы имеет важнейшее значение для географа. К биосфере относятся земные оболочки, в изучении которых наиболее заинтересован географ: атмосфера (точнее, тропосфера), гидросфера, верхняя часть суши (литосферы). В биосфере разыгрываются физические и биологические процессы, оказывающие существеннейшее влияние на все стороны жизни человека».

Может показаться, будто открытие биосферы — нечто само собой разумеющееся и не относящееся к великим географическим достижениям. Такое впечатление обманчиво. Понимание огромного значения живых организмов в жизни всех приповерхностных оболочек Земли — воздушной, водной и каменной — пришло далеко не сразу. Лишь в XIX веке благодаря трудам замечательных географов: немцев Александра Гумбольдта, Фридриха Ратцеля и Карла Риттера, француза Элизе Реклю, русского Василия Васильевича Докучаева. Об изменении природной среды ландшафтом, человеком обстоятельно писал американец Георг Марш.

Первый не очень определенный общий обзор биосферы дал в конце XIX века австрийский геоморфолог и геолог Эдуард Зюсс. Однако из его текста трудно определить, имел ли он в виду только совокупность живых организмов и почв («пленку жизни») или всю среду обитания, включая тропосферу, гидросферу и верхнюю часть земной коры. Английский океанолог Джон Меррей в начале XX века предложил такое определение:

«Биосфера. Где только существует вода или, вернее, вода, воздух и земля соприкасаются и смешиваются, обыкновенно можно найти жизнь в той или иной из ее многих форм. Можно даже всю планету рассматривать как одетую покровом живого вещества. Давши нашему воображению немного больше свободы, мы можем сказать, что в пределах биосферы у человека родилась сфера разума и понимания, и он пытается истолковать и объяснить космос, мы можем дать этому наименование психосферы».

Создать основы учения о биосфере удалось Владимиру Ивановичу Вернадскому в небольшом, но очень емком, насыщенном идеями и фактами труде «Биосфера» (1926). Он писал об «особой охваченной жизнью оболочке», которая закономерно развивается на границе планеты с космической средой.

Показательно, что эпиграфом к сугубо научному очерку «Биосфера в космосе» он взял начало стихотворения Ф. Тютчева:

Невозмутимый строй во всем,
Созвучье полное в природе…

Ученый старался раскрыть именно гармоничное сочетание природных процессов, определяющее существование и развитие области жизни, где взаимодействуют три геосферы и живое вещество. Познание таких закономерностей, изучение строения и динамики биосферы — это и есть наиболее общая глобальная задача географии как единой науки.

Во второй половине XX века учение о биосфере постепенно (увы, слишком медленно) стало занимать место в центре естествознания, и прежде всего наук о Земле — геологических и географических. Изучение биосферы явилось в значительной степени и открытием объекта современной географии. Потому что в геологии охват геосфер значительно более широкий в пространстве (литосфера) и времени (миллиарды лет геологической истории). Ее объект, можно сказать, биогеосфера, включающая глубокие недра планеты.

Казалось бы, в общих чертах все прояснилось, в дальнейшем остается только кропотливо анализировать отдельные детали биосферы и всю ее целиком как природный объект, с которым в настоящее время происходят значительные перемены в связи с глобальной технической деятельностью человека. Однако в действительности биосфера все еще остается для нас Терра Инкогнита — Землей Неведомой. Одну из проблем сформировал сам Вернадский:

«Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующей в течение сотен миллионов лет геологического времени, мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь».

Но это лишь одна из проблем, причем не самая принципиальная. Вернадский много раз писал о геологической вечности жизни. Целый ряд ученых и философов считали жизнь таким же обязательным качеством Мироздания, как пространство, время, энергия, материя, движение (и разум?). До сих пор остается в силе принцип живое — от живого. Несмотря на все ухищрения биохимиков и немалые затраты сил и средств, так и не удалось искусственно синтезировать даже примитивный организм из «неживой материи». Проблема происхождения жизни, возможно, просто некорректно поставлена, вернее было бы говорить о сущности и эволюции жизни.

Возникает другой вопрос: можно ли считать биосферу живым организмом, а не просто совокупностью взаимодействующих геосфер?

Вернадский сначала писал о механизме биосферы. Но с годами предпочел другое определение: организованность биосферы, ясно давая понять, что речь идет об организме, а не механизме.

По его словам: "Организм фактически, реально неотделим от биосферы. В нашей жизни мы непрерывно несем ее с собою, ибо являемся неразрывной и неотделимой частью биосферы. Слово «механизм» поэтому научно удобно отбросить, говоря не только о живом организме, но и о среде жизни — биосфере.

Надо приспособлять в биосфере атомную модель мира к организму, а не к механизму".

Область жизни имеет все признаки живого организма: она активно преобразует солнечную энергию, перерабатывает минеральные массы земной коры, синтезирует сложные химические соединения из простых, осуществляет обмен веществ.

Правда, как витающее в космосе тело биосфера не способна размножаться, скажем, дроблением. Но она рассеивает в окружающее пространство пыльцу и споры растений. А одно из творений биосферы — человек — посылает из ее недр космические аппараты к другим небесный телам. Есть все основания говорить о космической функции биосферы как аккумулятора солнечной энергии и развивающейся сверхсложной системе, способной создавать себе подобные. Это — космический организм.

И тогда возникает еще один вопрос, до сих пор в науке даже не поставленный: можно ли считать биосферу не только живым, но и разумным организмом?

Положительный ответ вполне вероятен уже потому, что устроена биосфера значительно сложнее, чем организм человека или его головной мозг (хотя говорить о мозге вне всего организма и его окружения можно только абстрактно или как о бессмысленном сгустке нейронов и глиальных клеток).

Мы обычно сопоставляем более сложное устройство нервной системы с более высоким интеллектом. Следовательно, если биосфера находится на более высоком уровне организованности, чем человек, и она его сотворила, то почему бы не считать ее разумным космическим телом? Быть может, прав был антрополог и философ Тейяр де Шарден, когда писал о мудром Духе Земли? Или — Платон, считавший Вселенную живым организмом.

Возможно, новый интеллектуальный рывок географических наук в XXI веке будет связан именно с изучением биосферы как живого и разумного космического организма. Такой неожиданный путь исследований открывает учение Вернадского о биосфере. Быть может, только на этом пути удастся нам осмыслить связь места и роли человека с земной природой и научиться жить в гармонии с ней.

Вспомним о том, какое продолжение имеет приведенный выше отрывок из стихотворения Федора Тютчева:

…Лишь в нашей призрачной свободе
Разлад мы с нею сознаем.
Откуда, как разлад возник?
И отчего же в общем хоре
Душа не то поет, что море,
И ропщет мыслящий тростник?

На эти вопросы поэт ответил в другом своем стихотворении. Оно адресовано в немалой степени современным ученым, которые даже вечно живую цветущую биосферу в своих узко ограниченных научных работах явно или неявно предполагают мертвым телом. Хотя их задача — научиться понять хотя бы малую долю мудрости Земли.

Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик —
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык…

Крупные географические достижения нередко были связаны с техническим прогрессом. Небольшой навигационный прибор — компас — позволил совершать протяженные маршруты в открытом море. Надежные суда позволили завершить освоение Мирового океана, подводные аппараты — проникнуть в его глубины. Воздухоплавание открыло новые страницы в истории освоения и познания атмосферы…

В октябре 1957 года Советский Союз запустил на околоземную орбиту первый искусственный спутник Земли. С той поры русское олово «спутник» стало международным. Его впервые в смысле околоземного искусственного тела использовал Ф.М. Достоевский в романе «Братья Карамазовы»: черт рассуждал о запущенном в околоземное пространство топоре. Однако, к счастью, спутники не превратились в оружие убийства, а стали мощным инструментом в изучении земных и космических объектов.

12 апреля 1961 года в первое космическое путешествие отправился гражданин СССР Юрий Гагарин. «Поехали!» — лихо сказал он, возносясь в космическое пространство. Ему довелось первому из людей увидеть нашу планету из космоса. Правда, полет его продолжался всего 108 минут и в географическом отношении ничего нового не принес. Однако был проторен путь к дальнейшим небывалым доселе исследованиям Земли, а затем и других планет Солнечной системы.

21 июля 1969 года американские астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин стали первыми землянами, посетившими другую планету — Луну. Затем последовали другие межпланетные перелеты, на Землю доставляли все больше лунных горных пород (оказавшихся не слишком отличающимися от земных). Автоматические космические станции стали вычерчивать вокруг Земли свои траектории, а некоторые отправлялись в дальние маршруты к Меркурию, Марсу, Венере и к другим планетам, а также к их спутникам.

Возникли странные названия наук: география и геология Луны, геоморфология Марса, геохимия Венеры… Можно сказать, стали оформляться космогеография и космогеология. Но ведь Гея — это наша Земля, и на первый взгляд для космических объектов это слово не подходит. Но почему-то не появились лунология, марсология (о венерологии в этом ряду и говорить нечего). Так получилось стихийно и, как выясняется, вполне справедливо. Потому что познание других планет мы осуществляем с наших земных позиций, на основе наших земных наук.

В настоящее время космогеография развивается в двух магистральных направлениях.

Первое: исследования Земли из космоса.

При этом добывается много новой информации о нашей планете; уточняются топографические и геологические карты, осуществляется экологический мониторинг (наблюдения за крупными экологическими катастрофами, аномалиями, загрязнением и разрушением природной среды). Важную роль играют метеорологические спутники, позволяющие, в частности, прослеживать пути циклонов, тайфунов.

Иногда говорят, что спутники помогают находить месторождения полезных ископаемых. Это явное преувеличение. Поиски и разведка месторождений — комплексные непростые работы, в которых материалы космических наблюдений могут служить лишь в качестве дополнительных материалов. Но в ряде случаев из космоса, действительно, удается разглядеть такие природные объекты, которые на земной поверхности порой остаются незамеченными. Это относится к так называемым кольцевым структурам. Об этом писал ученик Вернадского К.П. Флоренский, один из пионеров космогеографии и космогеологии: «Среди важных процессов, которые ранее не привлекали серьезного внимания геологов, следует назвать процессы ударного кратерообразования, типичного для Луны, Меркурия, Марса и его спутников. Несомненно, что и для Земли в догеологический этап ее развития роль этих процессов была значительной». Правда, сравнительно быстро выяснилось, что кольцевых структур на Земле очень много и они различны как по размерам (до тысяч километров в диаметре), так и по происхождению. Но в любом случае перед учеными открылись новые проблемы и объекты исследований.

Второе: исследования космических тел с Земли.

Один из первых опытов применения знаний о Земле для изучения других планет относится к XVIII веку. В трактате М.В. Ломоносова «О слоях земных» сопоставляются черты рельефа нашей планеты и ее спутника. (Кстати, Ломоносов первым доказал существование атмосферы на Венере.)

Позже было отмечено сходство вулканов Земли и Луны. Были высказаны предположения о том, что темные пятна на Луне определяются базальтовыми излияниями, а красноватый цвет Марса — широким распространением пустынь. И та и другая гипотезы подтвердились при непосредственном изучении этих небесных тел.

Подлинной планетой вулканов оказалась Ио — ближайший спутник Юпитера, размером чуть больше Луны. Серия снимков с космической станции «Вояджер-1» позволила обнаружить на Ио гигантские облака вулканических выбросов, огромные кальдеры, далеко протянувшиеся лавовые потоки.

Рекордсмен Солнечной системы по размерам вулканических сооружений — Марс. Здесь находится группа уникальных вулканов. Кальдера одного из них — Арсии — образует правильную окружность диаметром 125 км. Высота горы Олимп (тоже вулкана) в несколько раз превосходит соответствующие земные образования: более 24 км (по некоторым данным — 27 км).

Сравнительные характеристики планет представляют для исследователей ценный материал для познания природы. Вот, к примеру, сведения о вулканах. Почему высочайшие вершины на Марсе примерно в три раза превышают высочайшие земные горы? Ведь сам по себе Марс по размерам значительно уступает Земле.

Судя по всему, именно в этом и заключается причина. Масса Марса втрое меньше земной. Следовательно, и сила притяжения, гравитации, на Марсе также втрое меньше. Это позволяет горам достигать рекордных высот.

Ну а почему так происходит? Почему гравитация мешает земным горам расти?

К сожалению, ученые пока еще не удосужились решить эту загадку. Но, по-видимому, объяснение такое. Под большим давлением и при воздействии высоких температур горные породы на определенных глубинах (преимущественно в слое астеносферы на глубине 50—100 км) находятся в пластичном состоянии. Под тяжестью вышележащих толщ они начинают «расползаться». Гора вздымается до тех пор, пока силы разрушения, эрозии не будут уравновешены силами поднятия, а также с процессом растекания. Последний тем сильнее, чем выше гора. И если на Марсе давление горы на свое основание при прочих равных условиях втрое меньше, чем на Земле, то и возвышаться марсианский гигант будет втрое выше земного. Вид Земли со стороны Луны

…Мы обсудили только немногие примеры тех новых задач, которые ставит перед исследователями космогеография, посвященная сравнительному изучению небесных тел нашей Солнечной системы. Она, в частности, помогает нам лучше понять жизнь родной Земли. Поэтому с полным основанием можно считать создание этой отрасли знания одним из великих географических открытий.

(c) Вече, 2001