ения за окружающей средой») смогли предоставить общий снимок всей Земли (и ураганов).
К концу 1940-х годов картина прояснилась во многом благодаря пилотам, летающим в ураганы. Они должны были фиксировать скорость ветра и изменения атмосферного давления, а также отмечать на карте таинственный глаз — тихое место в самом центре урагана. В 1948 году финский метеоролог Эрик Пальмен доказал, что для возникновения урагана температура воды на поверхности должна составлять минимум 26 °C, а глубина должна быть не менее 50 метров. Воздух над теплым морем плавится от жары. Поднимаясь вверх, он остывает быстрее, чем обычно, водяной пар конденсируется в густые облака. Теплота, выделяемая в процессе конденсации, добавляет энергии в систему, поднимая все больше воздуха и воды с поверхности. Восходящий поток воздуха создает глаз бури. Более холодный воздух, попадая в этот поток, еще больше снижает атмосферное давление в центре системы, втягивая в нее все больше влаги и расширяя зону влияния. Этот процесс будет продолжаться, пока шторм не достигнет суши или не переместится в более холодные моря.
Экспедиция «Челленджера»
Можете ли вы догадаться, что изучает океанография? Это несложный вопрос, так как наука достаточно молодая и берет начало с экспедиции «Челленджера», британского военно-морского корабля королевского флота, переоборудованного в 1872 году для научных целей.
Экипаж из 240 участников отправился в экспедицию на «Челленджере», только 144 из них вернулись домой. Остальные погибли или пропали без вести.
«Челленджер», пройдя 130 000 км, сделал множество открытий. Сама экспедиция была детищем шотландского зоолога Чарлза Уайвилла Томсона. Он определил миссию экспедиции следующим образом — составить карту великих океанических бассейнов Земли и провести обширное исследование океанских вод на содержание соли и мутность (или прозрачность). С инициативой возглавить экспедицию он обратился к Лондонскому королевскому обществу. «Челленджер» подготовили, из боевого корабля он превратился в исследовательское судно, заполненное инструментами, сетями, оборудованием для забора проб и укомплектованное собственной химической лабораторией. Паровой двигатель «Челленджера» мог служить источником энергии для судна, но преимущественно использовался для работы экскаватора, зачерпывающего отложения со дна.
На своем пути экипаж «Челленджера» встречал айсберги и многолетний лед, но никогда не видел замерзшего континента.
По плану «Челленджер» должен был совершить кругосветное плавание вокруг Земли, но маршрут петлял, так как проходил через все основные океанические бассейны. Члены экспедиции сделали самое важное открытие по прибытии в западную часть Тихого океана. В целом команда выполнила 360 промеров, глубочайшая точка находилась на глубине 8184 м между островами Гуам и Палау. Эту область, часть Марианской впадины, сейчас называют «бездна Челленджера». Последнее исследование 2011 года открыло самую глубокую точку в этой области (и на Земле) — 10 994 м — достаточно глубоко, чтобы без труда погрузить туда Эверест.
Геологическая служба США
В XIX веке США стремительно разрастались на запад, прибывали новые поселенцы, желающие обосноваться на земельных участках, предоставляемых государством. Однако в 1870-е годы система организации землепользования вышла из-под контроля.
В 1780-е годы в США было решено, что земли к западу от Аллеганских гор подчиняются Конгрессу США. Такое решение было принято, чтобы частично избежать стычек между штатами и чтобы федеральное правительство могло продавать земли, увеличивая свой доход и стимулируя поселенцев осваивать новые территории. Однако треть природных богатств нужно было сохранить для нации. Эти же правила действовали по мере того, как США расширялись в сторону Тихого океана, приобретая новые территории у других народов или отбирая земли у коренных жителей. О Диком Западе не было известно почти ничего, и работа местных геодезистов заключалась в том, чтобы выяснить, есть ли у федерального правительства притязания на этот участок. Это представляло собой систему, открытую для коррупции. Частные исследователи и отдельные штаты предпринимали серьезные попытки составить карту Запада, но в их действиях не было слаженности. Поэтому 3 марта 1879 года, за несколько часов до закрытия 45-го Конгресса на выборы, президент Ратерфорд Бёрчард Хейс создал Геологическую службу. Ее задачей была «классификация общественных земель, экспертиза геологического строения, полезных ископаемых и продукты государственной собственности».
В первые дни служба разделила всю территорию США на восемь типов земель. Они искали свинец, медь и благородные металлы, а также такие полезные ископаемые, как уголь и железо, которых не было в списке значимых в постановлениях о земле столетие назад. На сегодня задача по геосъемке завершена, однако у Геологической службы есть не менее важные дела. Например, она прогнозирует риски землетрясений и извержения вулканов, составляет карты земле- и водопользования, отслеживает последствия экстремальных погодных явлений, наблюдает за распространением заболеваний в дикой природе США. Более того, Геологическая служба помогает исследователям космоса разрабатывать системы для изучения других миров.
На карте, опубликованной Геологической службой США в 1884 году, изображена часть Национального парка Йеллоустон с горячими источниками, реками и заливами, болотами, гейзерами, озерами и прудами.
Грозовые облака
В 1880 году к классификации облаков добавился новый вид. Грозовое облако — это впечатляющее зрелище, и оно стоит нашего внимания, так как является главным источником грозы, молнии и смерча.
Грозовые облака могут формироваться сами по себе или образовывать скопления вдоль холодных фронтов. Они вырастают из кучевых облаков-переростков и могут развиваться как часть суперъячейки и порождать смерчи.
Филип Вайльбах, искусствовед и библиотекарь Датской академии изящных искусств в Копенгагене, был неожиданной фигурой в научном мире. В 1880 году он представил описания облаков Международной метеорологической организации, но комитет их не принял, так как они сильно отличались от системы (широко используемой в наши дни), разработанной в начале века Люком Говардом. Тем не менее в одном из предложений Вайльбаха было разумное зерно. Он описал хорошо развитое по вертикали дождевое облако, которое назвал cumulonimbus, что означает «нагромождение дождевых облаков». Это облако часто имело перистые образования сверху и могло производить гром. Международной метеорологической организации понравилось описание, и они решили исключить из классификации слоисто-кучевые облака Говарда, как плохо описанную версию облаков того же типа.
Грозовое облако — это возвышающееся, вертикальное дождевое облако, высота которого может достигать 12 000 метров. Оно образуется из мощных восходящих потоков воздуха, которые поднимают влагу высоко над теплой землей. Зачастую эта влага возвращается обратно на землю в виде сильного дождя. Во время шторма эти облака называют грозовыми фронтами. Трение между участками облака создает электрическое напряжение. В конце концов он разряжается о землю или между облаками в виде молнии. Удар молнии нагревает воздух, который быстро расширяется и создает ударную волну — раскаты грома.
Этот редкий вид облаков можно увидеть лишь в сумерках коротких летних ночей. В то время как другие виды облаков всегда находятся на высоте ниже 14 км, серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов, расположены на высоте 80 км. Как они образуются в условиях сухой атмосферы — загадка.
Извержение вулкана Кракатау
Утром 27 августа 1883 года, в 10:02, на маленьком острове западнее Явы взорвался вулкан. Взрыв сопровождался самым оглушительным шумом за всю историю. Извержение вулкана спровоцировало цунами, отголоски которого зафиксировали далеко в Англии.
Остров Кракатау выглядит спокойным перед извержением 1883 года, которое сотрет его с лица земли.
Извержение вулкана Кракатау началось за день до взрыва, в воздух поднялось огромное облако пепла. Большому взрыву, случившемуся поздним утром, предшествовали два маленьких. Их слышали за 3110 км в австралийском городе Перт и на острове Родригес в Индийском океане (4800 км в другом направлении). Все три взрыва вызвали цунами с высотой волн более 30 м. Эти волны были самой смертоносной частью извержения, от которого пострадали по меньшей мере 36 417 человек на суше и в море.
В 1969 году в голливудском фильме-катастрофе с Максимилианом Шеллом в главной роли были воссозданы события 1883 года — извержение вулкана Кракатау. Фильм был номинирован на премию «Оскар» за лучшие визуальные эффекты. По сюжету персонажи ищут затонувший корабль, полный жемчуга, который потерпел крушение недалеко от вулкана.
Взрыв Кракатау был в 4 раза мощнее самых больших термоядерных бомб, когда-либо испытываемых. Он превратил 790-метровую гору в кратер шириной 6,5 км, который образовался из магматического очага под морским дном, разрушенным и заполненным морской водой. Гора превратилась в 21 км3 пепла и пыли. Облако скрыло Солнце на три дня, затемнило атмосферу настолько, что привело к снижению глобальной температуры в последующие пять лет.
Горообразование
К концу 1880-х годов ученые признали, что горы, подвергаясь эрозии, постепенно разрушаются, поэтому даже самые могущественные горные цепи в отдаленном будущем превратятся в небольшие холмы. Но как образовались горы?
Американский минералог Джеймс Дуайт Дана был убежденным сторонником гипотезы контракции Земли, согласно которой наша планета изначально была расплавленным скалистым шаром, а твердая земная кора сформировалась по мере его остывания. Однако при дальнейшем остывании скалистая поверхность сжалась, и кора треснула. Образовавшиеся на поверхности Земли трещины сформировали крупные элементы рельефа, такие как горные хребты. Однако к середине 1880-х годов свидетельства, собранные многочисленными группами исследователей в Альпах, Шотландском нагорье и Скалистых горах, помогли открыть новые факты. Разломы или трещины, проходящие сквозь пласты горных пород, позволяли старым слоям подниматься вверх и оказываться наравне с более молодыми.