Непознанное

Бошке Фридрих Л.

В Европе приливами и отливами всерьез начали заниматься около 1700 года, то есть на 3700 лет позднее хараппов, а до этого времени, даже опытные мореплаватели довольствовались двумя-тремя примитивными правилами. Правда, в 1687 году Ньютон создал теорию, которая связывала приливы и отливы с орбитами Луны и Солнца, но теория осталась теорией. Горько признавать, но европейцы в отношении наук стали довольно поздно развиваться, и, право же, наши достижения не так уж велики, как нам кажется.

Только в июне 1711 года в нескольких портовых городах Франции начали точно регистрировать время наступления приливов и отливов, материалы пересылались во Французскую академию наук. Эти измерения продолжались пять лет, до 1716 года.

Результат

же оказался мизерным прежде всего потому, что самые лучшие замеры, проведенные в гавани Брест, лежащей в открытой Атлантике, вначале попросту «исчезли». Их обнаружили лишь в 1781 году, да и то не полностью. К тому же выяснилось, что наблюдатели не всегда были надежны, что наступление приливов давалось по местному времени, да и записывалось оно неправильно.

На основе этих данных через 74 года высчитали, что масса Луны должна составлять ¹/₅₉ массы Земли. Мало того, эти неверные данные о приливах и отливах были положены в основу дальнейших измерений. В 1824 году (более чем столетие спустя) появилась новая цифра, согласно которой Луна была в 75 раз легче Земли. Это было уже ближе к истине, сейчас мы знаем, что это значение составляет ¹/_81,3.

Теперь существуют отличные таблицы, по которым можно определить время прилива и отлива для каждого места, достаточно ли высоко будет стоять вода и может ли пройти по ней судно. И каждый школьник знает, что причина этих явлений Луна. (Солнце также прикладывает руку, особенно при так называемом «скачке прилива».) Здесь особенно отчетливо проявляется взаимное притяжение масс Земли и Луны, сила тяжести, гравитация. Максимальное значение силы притяжения приходится на прямую линию, соединяющую Землю с Луной, поэтому на стороне, обращенной к Луне, вздымается целая гора воды, под которой один раз в сутки осуществляется вращение Земли. В том темпе, в каком Луна обращается вокруг Земли, эта гора смещается, поэтому наступление прилива неточно укладывается в 24 часа. На самом деле прилив наблюдается не каждые 24, а каждые 12 часов, точнее, каждые 12 часов 25 минут. Отчего это происходит?

Если бы у Земли было две Луны, которые находились бы на противоположных и на равных расстояниях от нее, все было бы ясно, логика подсказывала бы, что под действием гравитации водные толщи Земли сливаются в две огромные водяные горы. Поскольку, однако, второй Луны у нас нет, объяснение этого явления не такое уж простое. Иногда по поводу второго прилива дают самые странные толкования, вроде того, что на одной стороне Земли приливная волна наступает, потому что активно действует сила лунного притяжения, а на другой стороне происходит то же самое именно потому, что сила притяжения ослабевает. Если океаническая вода собирается в направлении Луны, то на «обратной стороне» Земли должен быть, наверное, отлив?

Для упрощения ситуации вспомним, почему Земля и Луна, собственно, не падают друг на друга, ведь они взаимно притягиваются. Этого, к счастью, не происходит потому, что между вращающейся Луной и нашей планетой имеется также и центробежная сила, компенсирующая гравитацию. Вращающаяся система Луна — Земля имеет общую точку тяжести, и именно относительно этой точки рассчитываются все действующие силы.

Определяя точку тяжести общей системы, находим, что она расположена от центра Земли на расстоянии, равном примерно ¹/₈₀ расстояния между Землей и Луной. Именно к этой точке и прилагаются силы гравитаций! Нам следует обращать свое внимание не на центр Земли, а на точку, удаленную

от планеты в направлений Луны на расстоянии ³/₄ земного радиуса. Прямая линия, соединяющая Луну с центром тяжести системы и с Землей, ведет к тому концу Земли, где наблюдается вторая приливная волна и где, как мы теперь понимаем, сила притяжения настолько велика, что здесь обязательно также должны притянуться водяные массы.

Другое дело на полюсах. Здесь силы притяжения и центробежные силы почти уравновешены, остается только небольшая сила притяжения, действующая в направлении к центру земного шара.

Все это, конечно, огрубленные модели, определенное воздействие оказывает и Солнце, да и ось вращения Земли направлена неперпендикулярно к направлению Земля — Луна, но все же нам понятно, отчего в сутки дважды наступает прилив и дважды отлив.

Земля вращается под этими двумя водяными горами. Каждое место на земной поверхности (за исключением полярных областей, где, по логике, нет истинных приливов и отливов) один раз за сутки обращено к Луне и один раз отвращено от нее. Если в этом месте имеется вода, притяжение увлекает приливную волну, если суша, она также поднимается на 30 сантиметров. Потом следует отлив, при котором вода ли, суша ли опускаются.

На пути приливной волны встают континенты, поэтому приливные водяные горы бушуют у берегов, водные массы врываются в бухты, высоко вздымаясь в них. В заливе Фундибей в Канаде приливная волна поднимается на 21 метр. Эффект приливов и отливов рассчитать непросто, потому что на них влияют и меняющееся расстояние от Земли до Луны, и стояние Солнца, и ветер, и различная глубина моря, и многое другое.

Постепенный подъем приливной волны, заливающей, скажем, белый песок атлантического пляжа или лижущий все более высокие отметки на скальных утесах Ирландии, представляет собой завораживающее зрелище. Вода подступает, оставляя следы на только что бывших сухими полосках песка или камня. Мы стоим и считаем, будет ли особенно высокой седьмая или двенадцатая волна, что, пенясь, набегает на берег. Замечательный, вечный спектакль, навевающий грезы и создающий настроение безмятежного отдыха и в то же время будоражащий, беспокойный вопрос: откуда, собственно говоря, берутся волны?

Наука, прочтя многочасовую лекцию по этому предмету, заключит ее кратким резюме: механизм возникновения волн пока не нашел удовлетворительного объяснения. Резюме это ясное и честное, оно гораздо лучше, чем набор терминов, дефиниций и даже математических выкладок.

А между тем для тысяч, даже миллионов людей жизненно необходимо побольше знать о возникновении, распространении и энергии волн. Вода для нас не только вещество, необходимое для поддержания жизни, но и одна из самых коварных стихий.

Не учитывая великие геологические наводнения, те прорывы моря, которые затопляли то одну, то другую часть Европы, даже в фиксируемой истории человечества насчитывается немало катастроф.

Начнем с 6-го тысячелетия до нашей эры, когда большие области нынешнего Северного моря были сушей; может быть, здесь были болота, но наверняка уж не море. В наши дни в 45 километрах от берега был обнаружен торф, а в нем оружие для охоты на зверя, сделанное из оленьего рога! Образование торфа свидетельствует о скоплении высоких почвенных вод. Хроника событий вырисовывается следующим образом:

6 тысяч лет до н. э.: уровень воды поднимается; затопляются большие области суши.

5500 лет до н. э.: торфяной горизонт этого времени лежит на 24 метра ниже уровня моря. Море быстро наступает.

4 тысячи лет до н. э.: тогдашняя суша лежит теперь на 10 метров ниже уровня моря.

3 тысячи лет до н. э.: наступление моря приостанавливается. Уровень моря на три-четыре метра ниже современного.

1300 лет до н. э.: уровень моря все еще на два метра ниже современного состояния.