Файл: Кудельский, А. Новеллы о воде.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 105

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

50 сантиметров, прост и остроумен. Через горловину в верхней части сферы заливается морская вода и по­ падает в чашу, расположенную в нижней части аппарата и обрамленную специальным тепловым экраном 'из чер­ ной пленки. Если после этого опреснитель опустить за борт, то, благодаря разности температур на нижней и верхней полусферах, первая из которых погружена в море, а вторая охлаждается воздухом, вода -из чаши начнет испаряться. Сконденсированные пары воды кап­ лями стекают в специальный резервуар, откуда «готовая продукция» с помощью трубки выводится наружу.

Просто? Остроумно? Очень. И не удивительно, ибо и конструкцию, и принцип работы этого миниатюрного опреснителя английские инженеры подсмотрели... у при­ роды.

Свыше 360 миллионов квадратных километров, или 70,8 процентов всей поверхности земного шара, занимают моря и океаны, в которых сосредоточено 1 370 322 тысячи кубических километров соленой, не пригодной для питья воды. Ежегодно с поверхности Мирового океана испаря­ ется слой воды толщиной около 1,24 метра, что по объе­ му составляет 448 тысяч кубических километров. Боль­ шая часть этого количества воды, 412 тысяч кубических километров, возвращается в океан в виде осадков, остальную влагу ветры переносят на окружающие мате­ рики.

С поверхности суши, водоемов и растений испаряется 63 тысячи кубических километров воды. Под влиянием снижения температуры воздуха водяные пары конденси­ руются и выпадают на землю в виде дождя и снега, чтото около 100 тысяч кубических километров каждый год. Этого количества воды достаточно, чтобы покрыть сушу слоем в 670 миллиметров.

Пресная вода, поступающая на материки в виде па­ ра, снега и дождя, дает жизнь растениям, пополняет за­ пасы льда в горных и полярных районах, питает много­ водные реки и озера, сохраняется 9 виде почвенной и атмосферной влаги. А затем, как бы замыкая грандиоз­ ный круговорот воды, с поверхности суши снова испаря­ ется 63 тысячи кубических километров влаги и чуть боль­ ше 36 тысяч возвращается в океаны и моря в виде реч­ ного стока. Многие десятки тысяч кубических километров воды попадают в Мировой океан подземным стоком.

С физической точки зрения круговорот воды в приро­ де можно сравнить с гигантским вечно действующим тепловым двигателем, у которого Солнце служит по­

ставщиком

топлива, а

в качестве

котла выступает

Океан.

 

 

 

Считают, что большая часть солнечной энергии по­

глощается

10-метровым

верхним слоем

воды. Аккумули­

рованная этим слоем, очень незначительным в сравнении с размерами нашей планеты, тепловая энергия начинает

оттуда поступать в

атмосферу

и воздействовать

на нее.

 

 

Известно, что для

повышения

температуры грамма

воды с 20 до 21 градуса необходимо затратить одну ка­ лорию. Для превращения этого же грамма воды в пар при той же температуре требуется израсходовать энер­ гию, в 596 раз большую. Это так называемая «скрытая теплота парообразования». И что очень важно, испаря­ ясь, океаны и моря отдают атмосфере свою «скрытую теплоту», с каждого квадратного метра поверхности око­ ло 73 миллионов калорий в год.

Куда же девается эта энергия? Она высвобождается при образовании капель воды в облаках. Конденсация одного грамма пара высвобождает столько же энергии, сколько требуется для превращения воды в пар. Ученые подсчитали, что большое грозовое облако по количеству энергии, содержащейся в нем, эквивалентно водородной бомбе! Часть энергии идет на формирование морских течений и атмосферной циркуляции между акваториями океанов и материками.

Так в самых общих чертах выглядит работа гигант­ ского природного опреснителя, в котором в качестве кот­

ла выступает

Мировой океан,

топлива — энергия

Солн­

ца,

системы

охлаждения — атмосфера

Земли. А

много

ли

пресной

воды получает

природа,

создавшая

этот

«опреснитель»?

Обратившись к таблице, легко обнаружить, что около 98 процентов запасов воды в гидросфере приходится на долю соленых вод Мирового океана и подземных. И толь­ ко два процента, или 30,9 миллиона кубических кило­ метров,— «а долю пресных вод, причем 85 процентов их сосредоточено в горных ледниках и полярных льдах, которые находятся в удаленных и малонаселенных рай­ онах и почти не используются человеком.

8. Зак. 149

113


«Если мы объем земного шара сведем к шару диа­ метром в 10 метров, то в этом масштабе:

воды океанов составят объем бассейна 225 литров;

полярные льды растопятся в (пятилитровом со­

суде;

пресные поверхностные воды континентов вме­ стятся в бутылку из-под минеральной воды;

подземные воды, которые человек использует в те­ чение года, поместятся в небольшом стаканчике;

что же касается всего населения, то, если его собрать в одном месте, оно не займет даже площади ко­ пеечной монеты».

Так образно представляет себе французский специа­ лист Рэнэ Коля обеспеченность человечества пресными водами. Картина, согласитесь, впечатляющая!

Вся

гидросфера

Объем,, тыс.

% от объема

куб. км

гидросферы

 

 

 

Мировой

океан

 

1 370 322

93,77

Подземные воды (все)

60 ООО

4,10

в том числе пресные

4 ООО

0,27

Ледники

 

 

26 660

1,82

Озера с пресной

водой

125

0,015

с соленой

водой

105

0,005

Почвенная

влага

 

75

Пары атмосферы

 

14

0,001

Речные воды

 

1,2

0,0001

В настоящее время человечество «выпивает» не боль­ ше 0,0002 процента общих запасов воды в гидросфере, или 0,02 процента имеющейся на земном шаре пресной воды. Совсем немного. И по-видимому, прав известный советский ученый профессор М. И. Львович, когда гово­ рит, что «на основании ничтожно малого объема пресных вод относительно всего объема гидросферы иногда' де­ лаются пессимистические выводы об угрожающем чело­ вечеству «водном голоде». В действительности не малые абсолютные запасы пресных вод создают такую угрозу. Гораздо большее значение, чем единовременный запас пресных вод (объем пресных частей гидросферы), имеет «динамический запас», т. е. вода, участвующая в круго­ вороте. Во-первых, эта вода пресная, во-вторых, она веч­ на, так как непрерывно возобновляется в процессе круго­ ворота».


Профессор прав. Он имеет в виду современные мас­ штабы потребления пресной, вечно возобновляемой воды. А что ожидает человечество в далеком и недалеком бу­ дущем?

2. ДОЖДЬ И СНЕГ. ЛЕД. РЕКИ И ОЗЕРА

Большую часть тех динамических запасов пресных вод, о которых говорит профессор М. И. Львович/при­ носят с собой облака. Родившись где-то над просторами морей и океанов, они белыми парусами наплывают на континенты и дарят им прохладную воду. Животворные дожди питают черноземные степи Украины, дают рост и силу кубанской пшенице, поднимаются весной зеленым ковром разнотравья в пустыне Каракум, бескрайними плантациями хлопка в Ферганской долине и у подножий Копет-Дага. Дождь, снег и лед, родившиеся из влажного

дыхания Океана,

дают жизнь бурным горным

потокам

и величественной

Волге, бело-голубому Нилу и

гранди­

озной Амазонке.

Там же, куда не дотянуться

щедрым

рунам океанических муссонов, раскинулись знойные пу­ стыни Атакама, Сахара, Намиб, Калахари, Тар, Великая Австралийская пустыня. За целый год здесь не выпадает и 100 миллиметров осадков. Бывают годы, когда ни одно­ го дождя не дарит .небо раскаленным пескам и камени­ стым равнинам. На протяжении 8—9 месяцев в году ни одно облачко не проплывает над пустыней и только пес­ чаные бури время от времени застилают небосклон, раз­ рушая воздушные замки зыбких миражей.

У нас, в средней полосе России, ежегодно выпадает 400—600 миллиметров осадков. Равной силы дожди и снегопады отмечаются и в Подмосковье, и под Минском, и на территории когда-то знаменитых своей непроходи­ мостью Пинских болот.

Чуть больше годовое количество осадков в Централь­ ной Европе и только в одном из районов Германии, в Небельхёрне, сумма атмосферных осадков за год может достигать весьма значительной величины — 2537 милли­ метров! Для Европы это очень много. В зоне же развития тайфунов и циклонов — в Азии, на Мадагаскаре, в Цен­ тральной Америке и Карибском море, на северных и южных тихоокеанских островах такое количество осадков может выпасть всего лишь за двое суток!

8*

115


Так, в районе Багио на северных Филиппинах в июле 1911 года за одни суши выпало 1207 миллиметров ат­

мосферных осадков, примерно

столько

же (1169 милли­

метров) было зарегистрировано

ровно

через

тридцать

лет, 14 июля

1941. Тропические

 

ливни

обрушиваются и

на некоторые

районы Японии.

В

Осугидани,

например,,

в течение суток может выпасть до 825 миллиметров осад­

ков, в Танабе — 900, в Футомияма

— 920, Одаигахарая-

ма — 1011.

 

 

 

Такие очень «.мокрые»

районы

известны не

только

в Юго-Восточной Азии.

На противоположной

стороне

земного шара, в Колумбии, в бассейне реки Атрато есть городок Кибдо. Годовое количество осадков здесь превы­

шает

10 метров

734 миллиметра! И это не рекорд: в Ас­

саме,

в районе

Чвррапунджи, слой воды, выпавшей за

год, достигает

11 метров, а в Кауаи на

Северных

Га­

в а й я х — д а ж е

12 метров 93 миллиметров.

Если бы

вода

не испарялась,

не просачивалась в землю

и не стекала

в реки и море, то в течение года дожди здесь .могли бы затопить четырехэтажный дом.

Чем выше в горы, тем больше выпадает осадков. При­

мерно на 100

миллиметров

увеличивается их

количество

с поднятием

на каждый

километр (так

называемый

плювиометричеокий

градиент). Например,

на леднике

Федченко на

высоте

5 километров выпадает осадков в

10 раз больше, чем в близлежащих районах на уровне моря.

На таких высотах осадки выпадают в основном в ви­ де снега. Он скапливается в расселинах окал, растет де­ сяти—двадцатиметровыми сугробами за каждым препят­ ствием на пути ветра. Быстро уплотняется, твердеет и превращается в фирн («фирн» на древнем верхнегерман­ ском наречии означает «старый»).

По отношению к фирну слово старый взято в кавычки как нельзя более кстати. Действительно, как можно этим словом характеризовать состояние прошлогоднего зер­ нистого полульда-полуснега, когда нам известны ледовые массивы в центральных районах Антарктиды, возраст ко­ торых превышает миллион лет. Вот это старый лед!

Кстати, об Антарктиде. Каждый из'нас, в Антарктиде не бывавших, произнося это слово, представляет себе заледенелый материк, забавных пингвинов, пургу и заснеженные бескрайние просторы центральных районов.


Представление это, по-видимому, верное. Но вот для меня было неожиданностью, когда, перелистывая чудес­ ную книгу Джеймса Л. Дайсона «В мире льда», я узнал, что в горных районах Антарктиды ежегодное накоп­ ление снега не превышает 15 сантиметров. Если при­ нять плотность снега равной 0,4, можно легко опре­ делить, что в пересчете на жидкость количество осадков здесь составляет всего 60 миллиметров, т. е. не больше, чем в пустынных районах Австралии!'

В первой главе этой книги мы говорили уже, что лед—> это ^наиболее устойчивая форма существования воды, ее твердая фаза, «организующая» молекулы жесткой кри­ сталлической решеткой. «Лед как бы очищает воду от -примеси других химических соединений. Каким бы соле­ ным ни было море, лед, образующийся на его поверхно­ сти, всегда практически пресен. Можно полагать, что в природе существует минерал лед, а вода, широко раз­ лившаяся по поверхности планеты,— расплав льда, за­ грязненный всевозможными примесями, образовавшийся там, где слишком жарко для существования минерала в кристаллической форме».

Эта интересная мысль минералогов пересказана гля­ циологами и альпинистами В. А. Маркиным и В. Г. Ходаковым в увлекательной небольшой книге «В ледяном мире гор» — настоящей поэме горам, снегу, льду и му: жеству людей, изучающих этот суровый мир. И когда вдумаешься в их слова, начинаешь понимать, что огром­ ное количество льда на нашей планете — явление далеко не случайное.

Летом 1955 года на поле одного из американских фермеров упал необычный метеорит — обломок льда ве­ сом 5,5 килограмма. Трудно представить себе первона­ чальный вес и размеры ледяного айсберга, врезавшегося в атмосферу Земли, сгоревшего и все же донесшего до земной поверхности целых- 5,5 килограмма! Как пред­ ставляется многим ученым, этот случай убедительно сви­ детельствует о существовании в космосе огромных ледя­ ных тел и целых материков, обломков давно исчезнувших миров. Несомненно, говорят они словами В. А. Маркина и В. Г. Ходакова, что за пределами нашей планеты лед встречается в большом количестве и что на Земле мы наблюдаем лишь островки единого для всей Галактики оледенения. Вернее, пожалуй, сказать, что свободные ото

льда пространства Земли представляют собой теплые оазисы ледяного .космоса.

Моря воды заморожены в ледниках земного шара. Только в нашей стране в горных районах сосредоточено 2433 кубических километра льда, из них в ледниках Па­ мира — 1347, Тянь-Шаня — 803, Кавказа — 122, Сибири и Дальнего Востока — 101, Алтая и Саян — 59, Поляр­ ного Урала — 1. Грандиозные запасы воды содержат ледники Гималаев (7000 кубических километров) и Ка­ ракорума (4500 кубических километров).

Талыми водами ледников питаются многие реки. Кто был в урочище Домбай-Ульген на Кавказе, тот навсегда запомнил бешеный Аманауз, рожденный ледником Алибеком и мчащийся в белопенную Теберду. Горные ледни­ ки Киргизии дают жизнь и завидную энергию Нарыну, способному вращать турбины 26 (!) гидроэлектростан­ ций. Из ледников массива Рувензори берет начало Нил; у заснеженных вершин Анд расположены истоки вели­ чайшей реки мира Амазонки; Гималаям, Гиндукушу и Каракоруму обязаны своим рождением Инд, Брахмапут­ ра и Ганг.

Многие малые и великие реки зарождаются у подно­ жий заснеженных гор, вспоены холодными водами таю­ щих ледников. Но основное питание, как установлено, они получают все же за счет дождевых и подземных род­ никовых вод на обширных территориях водосборных бас­ сейнов. Замечено, что в сходных по климатическим усло­ виям районах чем больше площади бассейнов рек, тем они полноводнее. Например, расход реки Конго при пло­ щади водосбора 3 747 320 квадратных километров состав­ ляет 41 400 кубических метров воды за одну секунду, а -Нигер, собирающий воду с площади 1 091 000 квадратных километров, каждую секунду приносит к морю всего лишь 7000 кубометров. Наиболее полноводная река в ми­ ре (106 000—124 000 кубических метров воды в секунду) Амазонка имеет и самый обширный водосбор, территория которого достигает 5 594 000 квадратных километров!

Когда видишь много больших чисел, постепенно утра­

чиваешь

ощущение

масштабности,

перестаешь

удив­

ляться. А удивляться есть чему!

 

 

Амазонка собирает дождевые и

подземные

воды

с третьей

части

(!)

территории Южной Америки,

пло­

щадь ее бассейна

лишь вдвое меньше

территории

Евро­

пе