Мир вокруг нас - Страница 14

Внешний вид пещеры в скалах

А ученые изучают пещеры с другими целями. Возникла целая наука, которая называется спелеологией, а ученые, которые занимаются исследованиями пещер, – спелеологи. Они и раскрыли тайны образования пещер, «выселив» оттуда злых духов. Оказалось, что пещеры образуются по-разному. Одни возникают в результате вулканической деятельности или перемещения скальных пород. Другие пещеры пробила подземная вода. От дождя или от тающих снегов вода капля за каплей проникает в глубины Земли и собирается там в реки и ручейки. Эти потоки пробираются среди горных пород, растворяют и уносят с собой известняки, гипс, доломит, а на их месте остаются пустоты. Это и есть загадочные подземные пещеры.

Если взять в руки факел и пройти хотя бы по одной из них, то можно увидеть очень много любопытного. Перед вами откроется необыкновенная картина. Во-первых, вы можете увидеть колонны, которые поддерживают своды пещеры. Но их сделали не люди, а та же природа. Если осветить факелом потолок пещеры, то можно увидеть висящие над головой блестящие нити, как будто кто-то повесил здесь елочный дождь. Это свисают сверкающие сосульки – сталактиты, а с пола тут и там поднимаются столбы разной высоты – сталагмиты. Они постепенно растут навстречу друг другу. Так и образуются нарядные сверкающие колонны. Но откуда же появляются здесь сосульки и столбы – сталактиты и сталагмиты? Их делает та же вода. Она просачивается в пещеры, капли нависают на потолке, какие-то падают, какие-то испаряются, но обязательно оставляют следы – крупицы тех веществ, которые они растворили и принесли с собой из толщи земли. От одной капельки, конечно, сталактит не образуется, но за миллионы лет из этих самых крупинок собираются нити, сосульки, столбы и колонны.

Такие пещеры есть в Уральских горах, в Крыму и на Кавказе. В самых больших пещерах даже текут реки, шумят водопады, образуются озера, в которых плавают безглазые и бесцветные рыбы. Люди называют таких странных рыб мутантами. Но им действительно не нужны глаза – ведь в пещерах всегда темно. Постоянные обитатели пещер – летучие мыши, которые спокойно висят здесь вниз головой и с глумом срываются с места, когда услышат голоса потревоживших их покой экскурсантов. Тогда они темными тенями мечутся по подземным коридорам, пытаясь найти безопасное место. Может быть, когда-то именно их люди и принимали за злых духов.

Летучая мышь

Как и в любой другой научной дисциплине, в океанологии выделяются теоретические и экспериментальные исследования. Они тесно взаимосвязаны. Данные наблюдений, получаемые в экспериментах, требуют теоретического осмысления, чтобы составить целостную картину устройства интересующего вас объекта – океана. Теоретические модели, в свою очередь, подсказывают, как организовать последующие наблюдения, чтобы получить как можно больше новых знаний.

До недавнего времени основным средством экспериментального изучения океана, если не считать попутных наблюдений любознательных мореплавателей, были морские экспедиции на исследовательских судах. Такие суда должны иметь специальное оснащение – приборы для измерения температуры воды, ее химического состава, скорости течений, устройства для отбора проб грунта с морского дна и для лова обитателей морских глубин. Первые океанографические приборы опускались с борта судна на металлическом тросе с помощью обычной лебедки.

Измерение свойств воды на больших глубинах требует особой изобретательности. Действительно, как снять показания прибора, находящегося на глубине в несколько километров? Поднять его на поверхность? Но за время подъема датчик прибора проходит через самые разные слои воды, и его показания многократно изменяются. Чтобы зафиксировать, например, значения температуры на нужной глубине, используется особый, так называемый опрокидывающийся термометр. После переворачивания «вверх ногами» такой термометр уже не меняет своих показаний и фиксирует температуру воды на той глубине, на которой произошло опрокидывание. Сигналом к переворачиванию служит падение посыльного грузика, соскальзывающего вниз по несущему тросу. Точно так же при переворачивании закрываются и горловины сосудов для отбора проб воды на химический анализ. Такие сосуды называют батометрами.

В последние годы на смену таким сравнительно простым приборам, долгое время служившим океанографам, все чаще приходят электронные устройства, которые опускаются в толщу вод на токопроводящем кабеле. Через такой кабель прибор сообщается с бортовым компьютером, запоминающим и обрабатывающим данные, поступающие из глубин.

Но и таких устройств, более точных и более удобных в обращении, чем их предшественники, недостаточно для получения полной картины состояния океана. Дело в том, что размеры Мирового океана столь велики (его площадь составляет 71 % площади всей Земли, то есть 360 млн. кв. км), что самому быстроходному судну потребуются многие десятилетия, чтобы побывать во всех районах океана. За это время состояние его вод существенно меняется, подобно тому как меняется погода в атмосфере. В результате получается лишь фрагментарная картина, искаженная из-за растянутости наблюдений во времени.

На помощь океанологам приходят искусственные спутники Земли, совершающие несколько оборотов в течение одних суток либо же «неподвижно» зависающие над какой-либо точкой земного экватора на очень большой высоте, откуда можно охватить взором почти половину земной поверхности.

Орбитальная станция «Мир» над океаном

Измерять характеристики океана с высоты спутника не так-то просто, но возможно. Даже изменения цвета воды, замеченные космонавтами, многое могут сказать о движении вод. Еще точнее движение вод прослеживается по перемещениям наблюдаемых со спутников дрейфующих буев. Но больше всего информации извлекается из регистрации испускаемого поверхностью океана электромагнитного излучения. Анализируя это излучение, улавливаемое спутниковыми приборами, можно определять температуру поверхности океана, скорость приводного ветра, высоту ветровых волн и другие показатели, которые интересуют океанологов.

Странный вопрос, не правда ли? Ведь обжечься по-настоящему можно, только коснувшись горячего предмета. Нервные окончания немедленно пошлют сигнал головному мозгу в форме резкой боли, и мозг прикажет отдернуть пальцы от раскаленной поверхности. Но в том-то и дело, что вы чувствуете такое же жжение, когда касаетесь льда. Конечно, боль не такая сильная, как от горячего предмета, но все равно достаточно чувствительная. И нервы, «настроенные» на тепло, привыкшие к нормальной температуре, реагируют так же быстро. Так что и льдом, оказывается, можно обжечься. Верней, ощутить сходные неприятные чувства. Оно и понятно: суть и в том, и в другом случае заключается в резком перепаде температур. И более ни в чем.

Икс-лучи, или рентгеновские лучи, представляют собой невидимое глазу электромагнитное излучение, которое может проникать через некоторые непрозрачные для видимого света материалы и предметы. Открытые в 1895 году немецким физиком Рентгеном, икс-лучи нашли самое разнообразное применение в жизни. Например, в медицине для выявления заболеваний внутренних органов человека. Однако применять рентгеновские лучи нужно чрезвычайно осторожно, в определенных дозах. Сильное облучение может разрушить живые ткани. Впрочем, это же свойство икс-лучей позволяет им убивать больные клетки в организме. С их помощью можно определять подлинность драгоценных камней и картин, обнаруживать скрытые дефекты в металлах и конструкциях, а также делать массу других полезных вещей.