Планета бурь

Гипотеза Арктиды объясняет гибель мамонтового мира в ходе всеобщего потепления в самом конце ледникового периода. Тогда на месте ледяной «климатической суши» вскрылся огромный арктический океан. В зоне его воздействия климат стал влажным, морским. Сплошные низкие тучи заволокли богатейшие северные земли. И там, где расстилались мамонтовые степи, развивались болотные тундры, бескрайние лесотундры, а еще южнее – непролазная тайга. Эта ландшафтная катастрофа погубила множество доисторических животных. А человек, лишившись богатейших охотничьих угодий, вынужден был, дабы не разделить ту же печальную участь, создавать новую культуру так называемого неолита, переходить к одомашниванию ставших редкими животных и растений. Так исчезновение мамонтового мира, гибель Арктиды дали в конечном счете могучий толчок и к созданию нашей цивилизации.

Обледенение – страшный бич судов и особенно ледоколов во время арктической навигации. Тонны льда, нарастающие на корпусе судна, грозят его устойчивости, снижают ход и даже способны перевернуть. Для борьбы с этим грозным явлением было предложено использовать специальные турбовентиляторные агрегаты. Их принцип действия напоминает выдувание пузырей через соломинку в стакане с коктейлем. Именно таким образом турбонадувной насос защищает корпус судна от обледенения. Воздух, сжатый в компрессоре, через систему трубопроводов подается за борт, и поднятая его пузырьками волна относит в сторону куски льда, не дает им примерзнуть к корпусу, снижает его трение об лед. Скорость ледокола увеличивается, уменьшается вибрация и потребление топлива. И если даже такое судно заклинит между льдами, его будет значительно легче освободить.

Опасные метаморфозы

Весьма редкое свойство воды проявляется при ее превращении из жидкого состояния в твердое. Этот переход связан с увеличением объема, а следовательно, с уменьшением плотности.

Ученые доказали, что вода в твердом состоянии имеет ажурное строение с полостями и пустотами. При плавлении они заполняются молекулами воды, поэтому плотность жидкой воды оказывается выше плотности твердой. Поскольку лед легче воды, он плавает на ней, а не опускается на дно. Это играет в природе очень важную роль. Если бы плотность льда была выше, чем у воды, то, появившись на поверхности вследствие охлаждения воды холодным воздухом, он погружался бы на дно, в результате весь водоем должен был бы промерзнуть. Это катастрофически сказалось бы на жизни многих организмов в водоемах.

Способность воды расширяться при замерзании приносит много хлопот в быту и технике. Практически каждый наблюдал, как замерзшая вода разрывает стеклянную емкость, будь то бутылка или графин. Гораздо большую неприятность доставляет промерзание водопровода, так как при этом почти неизбежным результатом являются лопнувшие трубы. По этой же причине в предстоящую морозную ночь воду сливают из радиаторов охлаждения автомобильных двигателей.

Поскольку вода при замерзании увеличивается в объеме, то в соответствии с законами физики при увеличении давления должно начаться плавление льда. Действительно, это хорошо видно при скольжении коньков на льду. Площадь лезвия конька невелика, поэтому давление на единицу площади большое, и лед под коньком подплавляется, трение резко падает и ледяная поверхность становится скользкой.

Второй и более важной причиной скольжения коньков по льду и лыж по снегу является трение движущегося тела о поверхность: выделяется значительное количество тепла, которое идет на расплавление льда и образование смазки. Натирание лыж специальными мазями улучшает скольжение, поскольку мази отталкивают воду и тем самым уменьшают сцепление воды и лыж.

При сильном понижении температуры воздуха тепла, которое выделяется вследствие трения, будет недостаточно для хорошего скольжения коньков и лыж, хотя давление на них при этом остается неизменным

Любопытно, что морской лед менее скользкий, чем пресноводный, поскольку в процессе его таяния сначала плавится соляная прослойка и лишь затем сам лед.

Одно из важнейших свойств воды, вызывающее далеко идущие последствия, связано с неравномерным изменением ее температурной плотности. Уже давно установлено, что наибольшей плотностью вода обладает при температуре около 4^о. Это создает совершенно особые условия существования незамерзающих слоев воды в зимнее время.

Когда на севере наступает осень, в реках начинается быстрое остывание водной массы, которое убыстряется под воздействием вечной мерзлоты, одновременно идет ассоциация молекул H₂O. Наконец наступает критический момент максимальной плотности: температура воды всюду чуть ниже 4 °C. И тогда в придонной зоне на некоторых участках интенсивно намораживается рыхлый подводный лед.