Вселенная океана. Как устроена стихия, которая формирует нашу планету - Хелен Черски

положительно. Под действием сил притяжения «уши» как бы вжимаются внутрь: вот почему молекула воды меньше большинства других молекул. Вдобавок ко всему сами «уши» все время находятся в движении, блуждая и приноравливаясь к окружающей среде, так что угол этого равнобедренного треугольника в действительности не постоянен и только в среднем составляет 106°. Картина особенно усложняется, если поблизости присутствуют другие молекулы воды. Отрицательные заряды одних молекул притягивают положительные заряды соседей, в результате чего между всеми молекулами возникают сильнейшие связи. Как раз наличием этих связей и объясняется тот аномальный факт, что вода при комнатной температуре – жидкость. Другие молекулы подобного размера (метан, оксиды азота, диоксид углерода) при обычном атмосферном давлении и температуре разлетаются во все стороны, то есть пребывают в газообразном состоянии. И только молекулы воды, как заколдованные, продолжают свой хаотичный вальс. Они крутятся и вертятся, спонтанно меняют партнеров, но не в силах покинуть танцплощадку. Если нагреть воду, тем самым придав молекулам энергии, они начнут двигаться быстрее и кинутся врассыпную. Возможно, некоторые особо разгоряченные даже оторвутся от остальных и перейдут в пар. Если же воду, наоборот, охладить и отнять у молекул энергию, то движение замедлится. Жидкость уменьшится в объеме, так как молекулы плотнее прильнут друг к другу. При дальнейшем снижении температуры они потеряют еще больше энергии и в итоге должны бы, кажется, сомкнуться еще теснее, образовав твердое вещество – то, что мы называем льдом. И вот тут неистощимая на сюрпризы вода выкидывает еще одно коленце! Теряющие энергию молекулы начинают замерзать и компактно группироваться, но вдруг расступаются и формируют совершенно новую структуру – более разреженную. Соответственно, твердая вода занимает больший объем, чем жидкая. Так и выходит, что плотность льда примерно на 8 % меньше плотности самой холодной жидкой воды[43]. Недаром льдинки у вас в бокале плавают на поверхности: жидкость, будучи по удельному весу тяжелее, уходит вниз, а менее плотные твердые кристаллы держатся наверху. Эта особенность поистине уникальна. В подавляющем большинстве случаев вещества при замерзании сжимаются, а не расширяются, и твердая фаза тонет в жидкой. Но вода, превратившись в лед, неизменно всплывает.

Именно благодаря этому удивительному свойству воды полюса нашей планеты белые. Морской лед имеет меньшую плотность по сравнению с остальной водой и поэтому не тонет – в результате мы наблюдаем замерзшие полярные океаны. Будь наши океаны «сделаны» из другого вещества, верхние слои при изменении состояния на твердое опускались бы вниз и там перемешивались с более теплой жидкостью. Промерзали бы в таком случае глубинные, а не верхние слои, а чтобы превратить в лед поверхность, пришлось бы заморозить всю океанскую толщу до самого дна. В реальности все происходит наоборот. При остывании поверхности вода схватывается, и лед остается наверху, покрывая нижележащие слои подобно защитному одеялу.

Любой, кто задумал покорить Северный полюс, сталкивается со специфической проблемой: океанская поверхность ведет себя капризно и не замерзает цельным аккуратным пластом. По мере того как, остывая, она теряет тепловую энергию, начинают формироваться кристаллы льда, которые постепенно растут в размерах и наконец превращаются в большие плавучие льдины. Но этого мало. Ветры, течения, приливы и отливы непрестанно делают свою работу. Они швыряют льдины из стороны в сторону, и те разламываются, наползают одна на другую, крутятся волчком, уступая напору безжалостных сил природы. Получается, что путешественник должен пройти через пространства открытой воды, лавируя между неровными льдинами, коварными полыньями и торосами. И если Нансен решил достичь Северного полюса на корабле, то и корабль ему был нужен соответствующий – способный выдержать давление дрейфующих льдов, этой непредсказуемо опасной полярной мозаики. Исследователь понимал, что с наступлением лета арктический панцирь немного подтает, а зимой в свои права вновь вступит мерзлота, но льдины никуда не денутся: по воле стихии они будут с треском и скрежетом сновать по океану. Главный риск заключался в том, что под влиянием ветров и течений (пусть даже зародившихся где-то за много миль) лед превратится в капкан с железной хваткой. Представьте, что судно попало в окружение замерзающего льда или сшибаемых ветром льдин. В таком случае лед работает наподобие тисков и сдавливает корабельный корпус с такой сокрушительной силой, противостоять которой не может никакое судно. Но у Нансена и привлеченного им судостроителя Колина Арчера[44] был особый замысел, который и вылился в создание «Фрама».

Я вступаю на палубу, и первое мое впечатление – до чего же приятно находиться среди всего этого дерева. Мне вообще очень по душе древесина, ее богатая текстура, на которой запечатлена целая летопись, ее прочность, солидность, надежность. Открытая верхняя палуба «Фрама» сделана из темного мореного дуба и выглядит на удивление просторной, хотя само судно трудно назвать большим. Его длина 39 метров, ширина – 11, а глубина от верхней палубы до киля – около 5 метров. А ведь на борту помещался экипаж в количестве тринадцати человек плюс множество ездовых собак. Шхуна отплыла из Норвегии, будучи оснащена всем необходимым, чтобы провести в путешествии от трех до пяти лет. Под главной палубой располагались каюты членов команды, камбуз (бортовая кухня) и кают-компания. Имелись швейная машинка, кофемолка, столярная мастерская. Закрепленный на мачте небольшой ветряк позволял заряжать аккумуляторы, так что даже во мраке полярной ночи на судне работало электрическое освещение. До приезда сюда я думала, что корабль покажется мне тесным и не слишком уютным (притом что, разумеется, он предстал передо мной без провианта, полярного снаряжения, собак, научного оборудования и личного состава), но, увидев шхуну своими глазами, почувствовала себя как в добротном деревянном доме, теплом и безопасном. Потом я спустилась в трюм, устроенный в носовой части, и только тогда мне по-настоящему открылся характер «Фрама». Здесь, ближе к скругленному носу, пространство заполнено массивными диагональными подпорками из темного дуба (они такие толстые, что мне их даже не охватить), и чем больше сужаются стены, тем теснее смыкаются эти балки. «Фрам» – целая плавучая крепость. Достаточно сказать, что толщина обшивки достигает 70–80 сантиметров, а форштевень составлен из нескольких слоев дубовых брусьев, имеющих общую толщину 1,25 метра: всё для того, чтобы защитить экипаж и судно от напирающих льдов. Корабль сконструирован исключительно прочно, и все-таки главный фокус – в самой его форме, в этих гладких округлых боках и яйцевидных обводах. Благодаря этим особенностям «Фрам», когда его начинали сжимать торосы, выскальзывал из ледовых тисков словно семечко, которое тщетно пытаешься удержать между пальцами. Нансен решил не сопротивляться льду, а двигаться с его помощью. План состоял в том, чтобы пройти вдоль побережья Сибири на восток, а