Константин Циолковский - Земные катастрофы

К. Э. Циолковский

ЗЕМНЫЕ КАТАСТРОФЫ

(Самостоятельный астрономический очерк)

(1921 г.)

Не мешает знать те мировые враждебные силы, которые могут погубить человечество, если оно не примет против них соответствующих мер спасения. Знание всех угрожающих сил космоса поможет развитию людей, так как грозящая гибель заставит их быть настороже, заставит напрячь все свои умственные и технические средства, чтобы победить природу. Посильные борьба и препятствия развивают силу…

Обнаженные высокие части Земли разрушаются от температурных изменений. Потоки дождя, течения вод и воздуха непрерывно смывают возвышенности и уменьшают наносами глубину вод и долин. В конце концов, если бы не вулканические силы, поднимающие дно морей и океанов, образующие новые материки, плоскогорья и горы, твердая часть земли всюду бы сравнялась, дно океанов повысилось, суша понизилась и вода залила бы твердую земную кору ровным слоем в 2–3 версты глубиною. Где же бы тогда поселился человек, не будучи водным животным?

Этот процесс уравнения поверхности Земли совершается и теперь, но так медленно, что будущему многочисленному и могущественному человечеству совсем не трудно будет ему противодействовать.

Даже в настоящее время люди отнимают сушу от моря, т. е. увеличивают ее поверхность. Примером могут служить осушение Гарлемского озера и укрепление и осушение дюн, или песчаных низких морских наносов и мелей, обнажаемых человеком. Кроме того, вулканические силы и сейчас поднимают кое-где земную кору.

Эта опасность гибели людей от всеобщего потопа почти не заслуживает внимания по своей малости и противодействию сил природы и человека. Мы бы о ней и не поминали, если бы об этой угрозе не говорили все описатели мировых катастроф.

Другая опасность — всасывание кислорода земной поверхностью, окисление горных пород (что сопровождается поглощением кислорода из воздуха), поглощение кислорода горением ископаемого (каменного) угля, тлением и гниением, что тоже сопровождается превращением кислорода в углекислый газ, не способный поддерживать животную жизнь. Хотя несомненно, что кислород и поглощается таким способом, но в то же время он и выделяется. Он вырабатывается растениями из углекислого газа. Последний еще выделяется во многих местах земной коры. Люди выкапывают в год 500 (теперь втрое больше) миллионов тонн каменного угля, сжигает его и прибавляют тем угольного газа в воздух; растения разлагают его и дают чистый кислород. Количество кислорода может быть даже увеличивается, хотя это не замечено пока.

Если бы и оказался в нем недостаток, то могущественное будущее человечество могло бы получить этот живительный газ, в любом количестве, химическим разложением горных пород. Земная кора содержит чуть не в половине своего веса кислород.

Человек, добывая металлы из их окислов или руд, поневоле освобождает соединенный с ними кислород и обогащает так атмосферу. Хотя получается сначала углекислый газ, но он приростом растений переводится в кислород.

Со временем, для строительства, потребуется огромное количество металлов. Тогда освободится много кислорода.

Большая масса углекислых металлов в земной коре, одним сильным нагреванием, позволяет выделить из них углекислый газ. Последний, с помощью растений, дает нам запасы угля и много кислорода.

Запас углерода может храниться в дровах, угле, и разных углеродных соединениях. Но главная его масса будет находиться в растениях, количество которых, как и доходность, соответственно возрастает. Кроме того, увеличение углекислоты в воздухе очень выгодно, потому что возвысит температуру Земли и прирост древесины, трав и плодов.

Мы теперь видим, что опасность от недостатка кислорода в воздухе не велика, если человек не пойдет вспять, не сделается животным, но напротив, размножившись и изменившись к лучшему, усилит свои технические средства. Без науки же, без ума и при малочисленном (как теперь) населении, и эта угроза осуществима и гибельна. Действительно, окислена до насыщения только очень тонкая поверхностная масса земной коры. Когда последняя поостынет и растрескается, то окисление будет усиленно продолжаться и может похитить у нас весь живительный кислород. Тектоническая и вулканическая деятельность поднимает то ту, то другую часть земной коры. Она крошится и смывается. Количество наносов непрерывно растет, а вместе с тем и окисление Земли.

Гораздо, по-видимому, страннее исчезание в атмосфере углекислого газа. Его и сейчас в воздухе самая малость: по объему около одной трехтысячной доли всей атмосферы (0,03 %).

Если бы весь углекислый газ собрался вместе и занял нижнюю часть воздушного океана, то поверхность Земли покрылась бы им в виде слоя не более 3 метров высоты (4 аршина). Выделенный из этого газа углерод покрыл бы сушу и воду ровным слоем каменного угля в 1 мм (поллинии) толщины.

Если бы это жалкое количество углекислоты исчезло, то погибли бы все хлорофильные (с зеленью) растения, а за ними конечно и животные.

Довольно самого незначительного увеличения количества растений, сравнительно с теперешним, чтобы наступила наша гибель. Так если бы слой картофеля покрыл всю поверхность Земли на толщину 12 мм (толщина пальца), то весь углерод был бы уже извлечен из атмосферы. Но тут, к счастью, устанавливается равновесие прежде исчезновения углекислоты.

Действительно, чем больше растений, тем меньше углекислого газа в воздухе. А чем его меньше, тем усвоение этого разреженного газа растениями слабее. Тогда понадобится громадный листовый покров, которого у растений нет. Поэтому, при достаточной разреженности углекислоты, ее усвоение растениями замедляется и, наконец, устанавливается равновесие, т. е. растений окажется так мало, что разложение ими углекислоты сравняется с приходом ее из недр Земли, и от тления умерших растений. Если углекислоты чересчур много, то зеленый покров Земли увеличивается и углекислота убывает. Если углекислоты очень мало, то растения гибнут, истлевают и дают углекислоту.

Обилие углекислоты повело бы к увеличению количества растений. С другой стороны, настоящая скудость этого газа дала растениям их прекрасный лиственный покров.

Все же, вероятно, есть где-нибудь обильный источник углекислого газа, иначе было бы непонятно процентное постоянство этого газа в атмосфере. В самом деле, мы еще упустили влияние водных существ на содержание углекислоты в воздухе. Море поглощает ее безвозвратно в невообразимом количестве. Множество морских животных, большею частью микроскопической величины, образует свои раковины и скелеты из углекислой извести и поглощает, таким образом, растворенную в водах известь и углекислоту. Отмирая, они падают на дно морей, образуя мел, известняки и мрамор. Когда дно океана поднимается, то известковые и меловые наслоения выходят наружу, и мы тогда пользуемся то мелом, то известняками и мрамором для строительства и скульптуры.

Известняки образуют наслоение в среднем более 100 метров толщиною и содержат около половины по весу углекислоты. Если бы принять его только во 100 метров и вдвое плотнее воды, то выделился бы слой углекислого газа, сгущенного до плотности воды, толщиною в 89 метров. Это количество газа в девять раз тяжелее атмосферы. Количество углекислоты увеличилось бы тогда в 27 000 раз против теперешнего. Вот бы тогда развился растительный мир!

Так как процентное или относительное количество углекислоты (0,03 %) в атмосфере как будто постоянно, то очевидно, что в настоящее время приход этого газа равен расходу его на образование раковин и избытка растений. Приход этот от сгорания ископаемого угля чересчур ничтожен и потому никак не может вознаградить потерю газа в обширном океане.

В самом деле, люди добывают в год около 5 000 миллионов тонн угля. На 1 кв. метр поверхности Земли, следовательно, приходится одна миллионная тонны или слой угля плотности воды и в тысячную долю миллиметра. Это составит менее тысячной доли всего ничтожного количества углекислоты в воздухе. Так что надо не менее тысячи лет, чтобы количество углекислоты в воздухе удвоилось. Морскими раковинами должно поглощаться безмерно больше, так как в год должен образоваться в океанах осадок мела гораздо более одной тысячной доли мм. Неужели в тысячу лет образуется осадок мелу в 1 мм? Сточные воды растворяют хоть немного углекислую известь, которая насыщает океаны, и не только скрепляет тем морской ил, песчаные и другие наносы, но может служить и для животных. Но не один известняк растворяется. Еще более растворима окись кальция, которая и поглощает углекислоту из воздуха и воды.

Выделение углекислоты земной корой можно объяснить так. Слой микроскопических раковин (мел) прикрывается все более и более толстым слоем таких же раковин. От этого он нагревается все сильнее и сильнее. Этому нагреванию может способствовать и опускание дна некоторых частей океана. Нагревание известняков и мела может служить причиною разложения его и образования углекислоты. Мел еще заносится другими формациями, что тоже способствует его нагреванию. А так как общая толща формации доходит до 20 верст, то нагревание мела может достигать 600 °C выше нуля. Если к этому еще прибавить опускание почвы, то получим температуру достаточную для разложения мела. Угольный газ выделяется и вулканами. Некоторые минералы, при охлаждении выделяют газы; а так как Земля охлаждается, то это служит непрерывным и обильным источником насыщения атмосферы газами.