Планета бурь - Олег Орестович Фейгин Страница 20

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 4о. 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.

В отличие от обычного льда он не имеет правильной кристаллической решетки, у него иная структура. Центры его кристаллизации различны: камни, коряги и разные неровности, причем не обязательно лежащие на дне и связанные с мерзлым грунтом. Появляется рыхлый лед на реках глубоких, со спокойным – ламинарным – течением.

Подводное ледообразование обычно заканчивается всплытием льдин на поверхность, хотя в это время никакого другого льда нет. Подводный лед иногда появляется и летом. Возникает вопрос: что это за «вода в воде», которая меняет свое агрегатное состояние, когда установившаяся температура в реке слишком высока для того, чтобы в лед превращалась обычная вода, чтобы, как говорят физики, произошел фазовый переход?

Можно допустить, что рыхлый лед представляет собой обогащенные концентрации тяжелой воды. Кстати, если это так, нужно помнить, что тяжелая вода неотличима от обычной, однако употребление ее внутрь может вызвать тяжелые отравления. К слову сказать, местные жители высоких широт не употребляют речной лед для приготовления пищи – только озерный лед или снег.

Кроме дождя и града атмосферные осадки также выпадают в виде снега. Снег образует и гигантские горные ледники. Эти колоссальные потоки льда преимущественно атмосферного происхождения, очень медленно текущие с гор под действием силы тяжести. Обычно они имеют вид купола, щита или плиты.

Ледники образуются в результате накопления и последующего уплотнения льда и снега при их положительном многолетнем балансе. Общим условием возникновения ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством атмосферных осадков, что имеет место в полярных областях и высоко в горах. Больше всего высокоширотных ледников в Антарктике, Арктике и Гренландии, а высокогорных – в Средней Азии, на Тибете, Кавказе, в Скандинавии и Патагонии.

Здесь, вероятно, у многих возникает вопрос: почему же нижняя кромка льда не тает, если она находится в соприкосновении с водой? Потому что тот слой воды, который непосредственно соприкасается с нижней кромкой льда, имеет нулевую температуру. При этой температуре одновременно существуют и лед, и вода. Но представьте теперь себе, что вода ведет себя так, как большинство других жидкостей. Достаточно было бы незначительного мороза, как все реки, озера, а может быть и северные моря, в течение зимы промерзли бы до дна. Многие из живых существ подводного царства были бы обречены на гибель.

Вот и получается, что, если бы не такие чудесные свойства воды, процесс замерзания содержимого Мирового океана начинался бы с придонных слоев, продолжаясь до самой поверхности; естественно, что при этом большинство земных озер, морей и океанов стали бы твердым льдом с поверхностным слоем воды глубиной несколько метров. Даже если бы температура воздуха увеличилась, лед на дне не растаял бы полностью. Иными словами, если бы вода вела себя как большинство жидкостей, то наша планета скорее всего была бы мертвым миром.

Между тем жизнь сегодня наполняет и приполярные районы, где есть даже местные жители, история которых насчитывает тысячелетия борьбы со льдом и снегом. Предки современных эскимосов, населявшие арктическое побережье Северной Америки, еще во второй половине первого тысячелетия нашей эры научились строить хижины из льда. В большинстве это были небольшие хижины (иглу) на семью из четырех человек, хотя встречаются и общественные постройки для игр и праздников, вмещающие до сотни человек. Эти хижины имели куполообразную форму с внутренним диаметром до 3 и высотой до 2 метров. Куполообразная форма придает иглу большую прочность, позволяющую выдерживать порывы полярного ветра и вес снежных заносов, она также сводит до минимума тепловые потери через внешнюю поверхность, сложенную из плотных снежно-ледяных блоков разной формы. При глубоком снеге вход обычно устраивается в полу, ко входу прорывается коридор. При этом вход в иглу должен быть ниже уровня пола для вентиляции свежего воздуха и сохранения тепла.

Свет в иглу проникает прямо через снежные стены, хотя иногда устраиваются окна из рыбьих пузырей или льда. Внутреннее помещение обычно застилают шкурами, иногда шкурами покрывают и стены. Для обогрева жилища и дополнительного его освещения используются плошки-жирники. В результате нагревания внутренние поверхности стен оплавляются, но стены не тают, так как снег легко выводит избыточное тепло наружу хижины. Поэтому в хижине может поддерживаться комфортная для жизни температура. Кроме того, снежная хижина впитывает изнутри излишнюю влагу, в результате чего в помещении достаточно сухо.

Эскимосы могут строить целые поселения из хижин иглу, соединенных переходами.

Строительство хижины иглу

В Якутии иногда также создают ледяные хижины. Для этого деревянные жилые строения щедро обливают на морозе водой. Образующаяся после замерзания воды довольно толстая корка льда способствует лучшему сохранению тепла в помещениях.

Известны и целые дворцы, выполненные изо льда. Один из таких примеров ледяного зодчества был создан в 1740 году по приказу русской императрицы Анна Иоанновны для «потешной» свадьбы своего любимого скомороха и одной из придворных приживалок. Для этого в Петербурге на Неве выстроили ледяной дворец. Его стены и пол были выложены ледяными плитами, скрепленными застывшей водой. Современники отмечали красоту и прочность этого ледяного дома, который растаял только поздней весной.

Конструкции изо льда могут возникать и без участия человека. Крупные обломки скал в виде каменных плит, падающих иногда с горных склонов на поверхность ледников, предохраняют находящийся под ними лед от таяния. Поскольку не защищенный от прямого воздействия солнечных лучей лед тает, каменная плита через некоторое время оказывается стоящей на ледяной колонне на поверхности ледника. Небольшие камни на поверхности ледника, наоборот, довольно сильно нагреваются