Об английском астрономе, о морской воде и реках, засоряющих море

Во времена Оливера Кромвеля в Англии родился человек, которому суждено было стать великим астрономом. В одну из ночей 1682 г., сидя у телескопа, он увидел яркую комету. Проведя математические вычисления и получив консульта­цию у Исаака Ньютона, ученый пришел к заключению, что обнаруженная им комета движется по эллипсу, один край которого приближается к Солнцу, а другой почти дости­гает орбиты Нептуна. Он стал расспрашивать стариков и искать в древних рукописях все сведения о ярких кометах, которые появлялись над Англией в прежние времена. Таких известий было много, но особый след в памяти современни­ков оставили две отличавшиеся своей яркостью небесные гостьи. Одна из них появилась в 1531 г., другая — в 1607 г., т. е. приблизительно на 152 и 76 лет раньше нынешней ко­меты. Обе эти кометы были достаточно хорошо изучены астро­номами, и можно было без особого труда восстановить их путь на небесной сфере.

И астронома осенила догадка: не может ли быть так, что люди видели не три разные кометы, а одну и ту же, ко­торая, совершая свой путь в просторах Вселенной, каждые 76 лет возвращается к Солнцу. Астроном не мог надеяться, что ему удастся при жизни еще раз увидеть свою комету и проверить справедливость смелого предположения. Он по­дробно изложил все признаки, по которым любой наблюда­тель мог без затруднения узнать это замечательное небесное тело, и предсказал срок его появления.

Астроном умер через 60 лет. И спустя еще 16 лет в предска­занный им год сотни телескопов во всех уголках Европы были направлены на небо. Множество ученых с нетерпе­нием ожидали, исполнится ли предсказание англичанина. Оно исполнилось. Все газеты мира писали о замечательной комете, и со страниц каждой из них не сходило одно и то же имя — Эдмунд Галлей.

Имя знаменитого астронома известно теперь каждому школьнику. Но значительно меньше людей знают, что этот ученый всю жизнь пытался решить вопрос: когда образо­вался мир? Он посвятил этой проблеме интересные иссле­дования.

Увидев, как в пустынной местности постепенно засоло-няются бессточные озера и лужи, оставшиеся от продолжи­тельных дождей, Галлей задумался: нельзя ли использовать эти наблюдения, чтобы выяснить возраст нашей планеты? Астроном предполагал, что океаны произошли от дождей, пролившихся на Землю в первые века ее существования, что дождевая вода абсолютно чистая, т. е. лишена солей. Значит, и вода первичного океана была поначалу пресной.

Комета Галлея: 1 — траектория кометы; 2 — один из снимков кометы, переданных со станции "Вега-1"; цвета отображают различную степень яркости объекта (самая яркая область кометы — красный цвет, несколь­ко слабее — желтый и т.д.).

А между тем речные воды всегда содержат в себе то или иное количество растворенных минеральных солей. Протекая по каменному ложу, сотни тысяч рек размывают горные по­роды, слагающие берега, и уносят с собой частицы мине­ральных веществ. Поэтому какой бы пресной ни казалась речная вода на вкус, она всегда содержит соли. Каждый час, каждый месяц, из года в год несут реки свои воды в океан. Под лучами солнца поверхность океана нагревается, вода начинает испаряться. Плывут над просторами моря об­лака, унося сгустившийся пар. А реки продолжают постав­лять в Мировой океан новые и новые порции рассола.

Если взять пробу морской воды, можно выяснить, сколько в ней содержится соли, а зная площадь океана и его глубины, можно вычислить, каково общее количество солей в его водах. С другой стороны, определив объем воды, которую поставляют в моря реки, и количество растворенных в этой воде примесей, можно судить о том, сколько соли ежегодно получает океан с суши. Зная это, мы можем вычислить, сколько времени потребовалось, чтобы реки могли принести все те соли, которые содержатся ныне в морских водах.

Казалось, вопрос решится очень просто. Галлей произвел необходимые ра.счеты и получил ответ: со времени образо­вания Мирового океана прошло 10 тыс. лет.

Сегодня мы можем повторить вычисления Галлея на вполне современной основе. Объем и массу водной оболочки Земли — гидросферы — удалось подсчитать достаточно точно. Из­вестны средняя солевая насыщенность морских вод и кон­центрация важнейших веществ, растворенных в водах рек. По нынешним данным в Мировом океане содержится 56 256 000 млрд. т солей. Общий годовой сток рек равен 37 тыс. км³. Если принять, что средняя соленость речной воды составляет 0,146 частей на тысячу единиц, то все реки мира должны ежегодно выносить в океан 5402 млн. т растворенных ве­ществ. Из этого количества около 555 млн. т являются так называемыми циклическими солями, принимающими участие в постоянном кругообороте вод гидросферы и атмосферы. Эти вещества в морской воде не накапливаются, и должны быть исключены из рассмотрения. Значит, годовой привнес новых растворенных веществ в океан составляет 4847 млн. т. Остается.разделить 56256*10¹² на 4847*10⁶ и получить точную цифру — 11 606 354 года!

Таким образом, возраст океанов увеличивается более чем в тысячу раз. Но можно ли верить результатам пробных определений?

Модель Галлея не учитывала сведений о газах, раство­ренных в морской воде. Их присутствие может существенно влиять на степень насыщенности вод солями. Совершенно не принималось во внимание количество веществ, которые приносятся в море текучими водами в виде суспензий — взвесей мельчайших частиц горных пород; эти частицы, хотя и не полностью, тоже растворяются. За пределами рассмо­трения остались также большие объемы растворенных ве­ществ, выпадающих на поверхность океана с дождевыми осадками.

Да и можно ли утверждать, что накопление солей в океане всегда происходило с такой же скоростью, как сейчас? Не исключено, что ранее оно протекало во много раз медленнее. А каким образом учесть те огромные массы соли, которые выпадают из раствора и осаждаются на дне водоемов? Можно ли сбрасывать со счетов влияние подводных вулка­нических извержений, распыляющих в океане многие тысячи тонн растворимых минеральных веществ?

Через некоторое время после публикации Галлея химики и геологи постарались учесть все имевшиеся океанологи­ческие и гидрохимические материалы, а также сведения о скорости накопления океанических пород и получили более значительную оценку возраста океана — 200 млн. лет. Два столетия спустя эти расчеты были выполнены на уточненной основе, и предполагаемый возраст океана увеличился еще в полтора раза: 350 млн. лет — так оценивалась продолжи­тельность его существования.

Но можно ли утверждать, что океан — ровесник Земли? Какие доказательства можно привести в пользу этого?

Если предположить, что Земля когда-то была полностью расплавленной, то в этом случае вода вместе с другими летучими веществами должна была бы испаряться и в газо­образном состоянии накапливаться в атмосфере Земли. Будь это так, то современные океаны были бы попросту остатками древней горячей атмосферы. Но гипотезы о существовании некогда раскаленной планеты геологическими данными, по-видимому, не подтверждаются. Значит, процесс формиро­вания гидросферы более сложный, она может быть след­ствием дегазации пород в недрах Земли, температурных преобразований глубинных и приповерхностных отложений, а также результатом освобождения воды при выветривании пород.

Стало быть, океаны, по-видимому, моложе земной коры и во всяком случае моложе нашей планеты.

Дата добавления: 2015-09-06