Марк Медовник - Жидкости

Океан жидкого металла в недрах Земли окружен слоем камня температурой 500–900 °C — мантией. При этих температурах, соответствующих белому калению, камень ведет себя как твердое тело на таких периодах времени, как секунды, часы и дни, но как жидкость на таких интервалах, как месяцы и годы. Он течет, хотя и не расплавлен; мы называем такое поведение ползучестью. Основные потоки в толще этой каменной мантии — конвекционные: горячий камень вблизи океана расплавленного металла поднимается вверх, а более холодный вблизи коры погружается в глубину. Это потоки того же типа, что можно наблюдать в кастрюле с водой при нагревании; горячая вода на дне расширяется и становится менее плотной, чем более холодная на поверхности, которая погружается вниз ей на замену.

Выше мантии находится кора, которая представляет собой настоящую кожу Земли. Это относительно тонкий слой холодного камня толщиной от 30 до 100 км. Именно на нем располагаются все горы, леса, реки, океаны, материки и острова планеты. И система громкой связи, вновь проснувшись, объявила нам голосом бортпроводника, что мы приземлились:

«Леди и джентльмены, добро пожаловать в аэропорт Сан-Франциско. Местное время 15:42, температура снаружи 3 °C. Для вашей безопасности и комфорта оставайтесь сидеть с пристегнутыми ремнями, пока командир не выключит знак “Пристегните ремни”».

В такие моменты облегчение от того, что ты вновь на твердой земле, может внушить ощущение, будто земная кора, на которой мы живем, стабильна, тверда и надежна, на ней безопасно. К несчастью, это не так; кора, по сути, плавает на текучей мантии, которая лежит ниже, вдобавок состоит из отдельных кусков, называемых тектоническими плитами (сомнительная надежность). Конвекционные силы мантии двигают их по поверхности, заставляя идти морщинами там, где плиты сталкиваются между собой. Имеется семь основных тектонических плит, которые по большей части соответствуют материкам — например, Североамериканская плита включает в себя Северную Америку, Гренландию и океанское дно от них и до Евразийской плиты, которая держит на себе б о льшую часть Европы. Все тектонические плиты движутся, но не в одном направлении, и места, где они встречаются, называются зонами разлома и представляют собой области столкновения. Встречаясь, тектонические плиты идут складками и образуют горы. Где они расходятся, возникает новая кора, когда лава изливается из нижележащей мантии. Именно в зонах разломов, помимо прочего, происходят самые страшные землетрясения.

Я уверен, что мои попутчики осознавали эту опасность — как можно не понимать ее, живя в таком месте, как Сан-Франциско? Этот город стоит в зоне разлома, где Североамериканская тектоническая плита сходится с Тихоокеанской, и имеет давнюю историю сильных землетрясений; безусловно, они здесь неизбежны и в будущем. В 1906 г. землетрясение разрушило 80 % зданий в городе и убило более 3000 человек. Затем были землетрясения в 1911, 1979 и 1980 гг., затем в 1984, 1989, 2001 и 2007 гг. И это только крупные. Более мелких возмущений коры за это время произошло намного больше. Жизнь в таком месте наглядно показывает, как важно разобраться в текучей динамике нашей планеты. Это позволяет не только объяснить, почему серьезные землетрясения происходят в определенных местах снова и снова, но и понять, какие факторы влияют на жизненно важную величину, тоже связанную с движением земной коры: уровень моря.

Кора Земли лежит на текучем камне, и если сверху на нее давят, например, несколько километров льда, она будет постепенно погружаться в мантию. Именно так происходит с Антарктидой и Гренландией, которые покрыты двух-трехкилометровой толщей льда. Чтобы лучше представить себе масштаб этих ледяных пластов, подумайте о том, что в антарктическом ледяном панцире заключено 60 % всей пресной воды на поверхности планеты — примерно 26 млн трлн л воды, которые весят примерно 26 000 трлн т. Если бы весь этот лед растаял в результате глобального потепления, уровень океанов поднялся бы более чем на 50 м, затопив все прибрежные города в мире и оставив без крова сотни миллионов людей. Это кажется очевидным. Менее очевидно то, что исчезновение льда с поверхности Антарктиды снимет напряжение с камня внизу и все эти массы земли разожмутся и вылезут наверх (это называется гляциоизостазией, или послеледниковой отдачей). Гренландия в схожей ситуации: кора под ней нагружена тремя миллионами триллионов литров воды, содержащейся в ледниковом щите, и если всё это растает, то Североамериканская тектоническая плита всплывет. Если в результате подъем материка окажется больше, чем подъем уровня мирового океана, то серьезного затопления, возможно, удастся избежать. Разобраться, что произойдет на самом деле, жизненно важно для нашего будущего и особенно грядущих поколений. Ведь если глобальное потепление усилится, как оно вроде бы собирается сделать, один из этих сценариев точно осуществится.