Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки - Карл Саббаг Страница 12

Лед в бокале океана

Одним из последствий мощного глобального потепления станет подъем уровня моря по всему миру, поскольку повышение температуры растопит полярные шапки льда. Как известно, и Северный, и Южный полюса покрыты льдом, и за последние годы появились признаки уменьшения ледяного покрова, а это наводит на мысли, что процесс уже пошел. Арктическая ледяная шапка за последние тридцать лет уменьшилась на 20 %. Однако на деле проблема и вполовину не так страшна, как кажется, особенно в том, что касается изменения уровня моря. Если обе полярные шапки растают полностью, только таяние льдов Южного полюса повлияет на уровень моря.

Нет, по физическим свойствам лед на Северном полюсе ничем не отличается от своего южного собрата, и вода, в которую оба они превращаются при таянии, — тоже. Однако фундаментальное отличие заключается в том, что лежит под каждой из этих ледяных шапок. Северная шапка представляет собой огромную ледяную плиту, плавающую в воде, а южная — это огромная ледяная плита, которая покоится на суше. Чтобы разобраться, почему эта разница так важна, рассмотрим пример с айсбергом. Кусок льда, образовавшийся при замерзании воды, по плотности немного уступает исходной воде. В жидком агрегатном состоянии каждая молекула Н20 свободно крепится к трем-четырем другим молекулам. При понижении температуры вода становится льдом, теперь каждая молекула жестко сцеплена с четырьмя другими, образуя кристаллическую решетку, в которой между молекулами остается чуть больше пространства, чем в воде. Поэтому лед не тонет в воде, а плавает, ведь кусок льда менее плотен, в нем больше пространства, чем в аналогичном объеме воды. (По той же причине кусок свинца тонет в воде — он плотнее, чем аналогичный объем воды.)

Так что произойдет, если плавающая в море ледяная глыба начнет таять? Подводная часть айсберга станет растворяться, образующаяся при этом вода будет занимать меньший объем, чем занимал лед до таяния, но верхушка айсберга, растаяв, покроет разницу в объемах. Так что при таянии льда никакой лишней воды в море не прибавится. Все дрейфующие в океанских водах айсберги вместе с ледяной шапкой Северного полюса могут растаять за одну ночь, и это никак не скажется на уровне моря. (Вот вам простенький эксперимент: опустите кубики льда в стакан воды, наполненный до половины, а затем долейте воды доверху. По мере таяния льда стакан не переполнится.)

В случае же с Южным полюсом лед вовсе не плавает в море. Он неподвижно лежит на твердой земле материка Антарктиды. С началом таяния образовавшаяся вода потечет в Южный океан, окружающий сушу со всех сторон, и это повлечет за собой повышение уровня моря. Если ледяной щит Антарктиды растает целиком, уровень моря поднимется как минимум на 10 метров и вода затопит немало низменных участков суши.

Все сказанное вовсе не означает, что по поводу таяния шапки Северного полюса можно не волноваться, — процесс идет намного быстрее, чем прогнозировали ученые. К тому же таяние льдов, помимо прибывания воды, оказывает на хрупкое мировое экологическое равновесие и другое воздействие. Таяние арктической ледяной шапки хоть и не вызовет потопов, однако сократит количество отражаемого Землей солнечного света; планета вберет в себя этот свет и тепло и это приведет к повышению температуры.

Все эти соображения наверняка заставят вас добавить в свой коктейль лишний кубик льда и переключиться на просмотр очередного фильма-катастрофы.

Прах матери, отца или какого другого любимого члена семьи — казалось бы, вещь безобидная, особенно если отвезти его куда-нибудь в горы или в любое иное живописное место, где усопшему нравилось бывать при жизни, и развеять там, устроив скромную поминальную церемонию. Однако сейчас кремируют до 70 % процентов всех умерших (во всяком случае, так обстоит дело в Великобритании), и большинство семей стремятся уважить желание покойного пребывать в виде праха не в урне на полочке в гостиной, а в каком-нибудь более приятном и спокойном месте. Поэтому живописные уголки Англии уже страдают от нарушения химического равновесия, вызванного не чем иным, как скоплением пепла, который образовался в ходе кремаций.

На самой высокой горе Великобритании, Бен-Невисе, ситуация обострилась настолько, что местные власти попросили граждан прекратить развеивать там прах. Высокое содержание в прахе кальция и фосфора влияет на химический состав грунта и ставит под угрозу высокогорные растения, которые очень чувствительны к кислотно-щелочному балансу почвы и уже оказались на грани выживания.

По иронии судьбы, убивая одни растения, пепел служит удобрением для других, которые благодаря ему расширяют свой ареал обитания. Сходного эффекта добиваются садоводы, удобряя овощи золой или костной мукой. На больших высотах пепел стимулирует рост мхов и дерна, которые ныне покрывают камни и почву, ранее вовсе лишенные растительности.

Один ученый назвал пепел пиршеством для отдельных видов растений и объявил, что на некой горе в Шотландии, за которой он наблюдал в ходе исследований, прах одного-единственного покойника за шестнадцать лет вызвал заметные и устойчивые изменения в жизни растений.

Действие факторов риска, угрожающих окружающей среде, а именно глобального потепления, загрязнения природы и тому подобного, представляется нам столь значительным и широкомасштабным, что трудно даже вообразить, будто заметную роль в нынешнем плачевном состоянии природы мог сыграть всего один-единственный человек. Тем не менее ответственность за два нововведения, оказавших едва ли не самое губительное воздействие на окружающую среду, лежит на одном человеке, американском изобретателе, который придумал добавлять в бензин соединение свинца и ввел в обиход хладагент фреон.

Томас Миджли-младший предложил добавлять в бензин свинец, чтобы избавиться от «стука» в двигателе, — прежде топливо сгорало в двигателе внутреннего сгорания слишком быстро, что вызывало шум и повреждение мотора. Даже во времена внедрения этого изобретения было общеизвестно, что свинец ядовит, поэтому производители схитрили, назвав добавку «этил» (вместо полного наименования «тетраэтилсвинец»). За несколько лет работы над добавкой Миджли и сам пострадал от своего изобретения: у него обнаружились симптомы отравления свинцом. Однако Миджли это не остановило. Несмотря на собственный печальный опыт и смерть десяти рабочих на заводе-изготовителе (в то время как у других рабочих появились галлюцинации и симптомы психического расстройства), Миджли пытался успокоить общественность, плеская добавку себе на руки и вдыхая ее испарения из мензурки. При этом он заявлял, что может проделывать подобные экзерсисы ежедневно и без всякого вреда для здоровья, однако не похоже, чтобы это вошло у него в привычку.

Следующей медвежьей услугой, оказанной Миджли человечеству, стало изобретение хлорфторуглеродов (ХФУ) — соединений хлора, фтора и углерода — в качестве альтернативы существовавшим тогда охлаждающим жидкостям, крайне токсичным при утечках. Фреон, также известный под названием «дихлордифторметан», поначалу казался поистине чудесным соединением. Это было бесцветное, лишенное запаха, неогнеопасное, некорродирующее и на первый взгляд совершенно безвредное летучее вещество, которое спокойненько циркулировало себе в охлаждающей системе холодильника, переходя из жидкости в газ и обратно и сохраняя свежесть продуктов.