Почему их так зовут?

Название Арктика происходит от греческого arktos – «медведь», но связано не с белым медведем, а с созвездиями.

Ось вращения Земли всегда смотрит в одну сторону, несмотря на перемещения планеты. И если мысленно продлить эту ось в космос (через Северный географический полюс Земли), то почти точно на ее продолжении находится Полярная звезда. Расстояние от нее до Земли очень велико – около 10 300.000 миллиардов километров. И звезда на протяжении всего года находится практически точно в зените (зенит – точка в небе прямо над головой наблюдателя) над Северным полюсом и земному наблюдателю представляется неподвижной, в то время как все остальные звезды вращаются вокруг нее. На самом деле вращается не небосвод, а мы сами, вместе с Землей. Но ясно это стало не так уж давно.

«Неподвижная» Полярная звезда, если смотреть на нее с Земли, всегда указывает направление на север. Об этом постоянстве знали уже древние греки, включившие Полярную звезду в созвездие Малой Медведицы. В честь нее они и дали такое название неведомым северным краям – Арктика.

Знали об этой особенности, конечно, и другие народы – за перемещениями звезд следили все. И жители самой Арктики – тоже. Их жилища часто представляли собой шатры из шкур, поддерживаемые столбом посередине. И представляя, как это часто случается среди людей, Вселенную подобной собственному дому, Полярную звезду они соотносили с этим центральным столбом, У его подножия совершались жертвоприношения и молитвы, потому что именно он открывает дорогу к Верховному существу – Небожителю.

Шатры из шкур

Такой столб – важная деталь жилища едва ли не всех арктических племен, появившаяся в глубокой древности и сохранившаяся до наших времен. Но у некоторых народов строение жилища постепенно изменилось, центральный столб исчез. В центре осталось отверстие для выхода дыма. Роль столба перешла к отверстию: у чукчей оно уподобилось «дыре», которую образует в небе Полярная звезда. И эта дыра очень важна – через нее проходит дорога, соединяющая земной и небесный миры, по которой, например, «путешествуют» шаманы и легендарные герои. Этот образ дороги встречается не только у чукчей, но и у эскимосов, алгонкинов и многих других народов Северного полушария.

От того же корня, что и слово Арктика, произведено и название второй, южной полярной области нашей планеты – Антарктики, «антиарктики», «противоарктики».

Джон Меррей – известный английский биолог и океанограф, руководитель экспедиции на знаменитом судне «Челленджер», давшем впоследствии имя целой династии научно–исследовательских кораблей. В 1886 году в докладе Шотландскому Королевскому географическому обществу в Эдинбурге, он сообщил, что в образцах грунта, поднятых со дна Южного океана, содержится материал континентального происхождения, вероятно вынесенный в море айсбергами. На этом основании, а также воспользовавшись материалами экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева, которые первыми подошли к берегам материка (но еще не знали, что перед ними – архипелаг или материк), на составленной в том же году «Южной полярной карте» Меррей оставил в центре большое белое пятно с надписью «Предполагаемый Антарктический континент >>.

 

Что у них общего и чем они отличаются

У Арктики и Антарктики – много общего. Прежде всего – морозы. В течение всего года, будь то лето или зима. И привычное для России ощущение, что на юге жарко, правильно только для нашего, Северного полушария. Как только мы пересечем экватор и окажемся в Южном полушарии Земли, все изменится. И для австралийца или южноамериканца юг – это холодные края, а север – жаркие. Морозы в полярных областях так сильны, что обе они покрыты льдом. Причем не просто тонкой корочкой, как во время гололедицы на улице, а гигантскими ледниковыми покровами, иногда в несколько километров толщиной. Температура в Арктике достигает – 70°, а в Антарктике – почти 90 ниже нуля!

Карта Арктики1 – Баффинов залив, 2 – море Бофорта, 3 – Чукотское море, 4 – . Северный Ледовитый океан, 5 – Северный полюс, 6 – о. Исландия, 7 – Гренландское море,8 – Норвежское море,9 – Баренцево море,10 – Земля Франца–Иосифа, 11 – Новая Земля, 12 – Карское море, 13 – Северная Земля, 14 – море Лаптевых, 15 – Новосибирские о–ва, 16 – Восточно–Сибирское море, 17 – о. Врангеля

Еще – чередование полярных дпей и ночей. Это не привычные нам дни и ночи, которые в умеренных широтах сменяют друг друга, в течение всего года составляя вместе сутки, то есть двадцать четыре часа. Зимой дни короче, а ночи длиннее, летом – наоборот, но всегда их сумма равна суткам. Не то на полюсах. Здесь ночь и день длятся по полгода! По мере удаления от полюсов они постепенно укорачиваются, пока не превратятся (с переходом через полярные круги) в привычные нам части суток.

Вблизи полюсов можно видеть необычное для наших умеренных широт явление – полярные сияния. Их светящиеся полотнища охватывают иногда весь небосвод. Изредка их можно видеть и в других местах, но только в полярных районах они светят регулярно и бывают настолько ярки, что при их свете можно читать.

Однако у Арктики и Антарктики есть и отличия. • Самое важное из них в том, что центр Арктики занимает океан, а Антарктики – материк.

Впрочем, так ли это отличие важно? Океан ведь покрыт льдом, его и зовут Ледовитым. Так не все ли равно, на суше или на материке лежит этот лед?

Оказывается, разница есть. Она связана с тем, что вода и суша по–разному нагреваются и остывают. Вода и нагревается, и остывает медленно, й зимой, когда воздух остывает, океан продолжает оставаться теплым еще долгое время – до следующего лета. И своим теплом согревает воздух. А летом, когда воздух уже прогрелся, океан остается относительно прохладным и остужает воздух над собой. Кроме того, вода океана никогда не бывает холоднее нескольких градусов ниже нуля (не следует удивляться тому, что при отрицательных температурах вода океана не замерзает – у соленой воды температура замерзания ниже, чем у пресной).

Другое дело – материк. Он стремительно нагревается и так же стремительно остывает. При этом и нагреться, и остыть он может до гораздо более значительных температур, чем водоем.

С этими свойствами связана разница климатов полярных областей (и не только их^: морские климаты не испытывают столь резких колебаний, как континентальные. Здесь не бывает очень холодно и очень жарко. И смены температур не бывают быстрыми, они всегда постепенны. Например, такова разница межда. климатами Лондона и Москвы, Арктики и Антарктики. Хотя ледовитость океана и делает его отчисти похожим на сушу, громадный объем воды в его глубинах сохраняет свои свойства и смягчает арктический климат.

 

Где проходят их границы

Понятие географической границы нелегко определить. Вообще–то понятно, что граница – это линия, разделяющая чем–нибудь отличающиеся друг от друга районы. Например, довольно легко провести границы стран (конечно, если обе страны согласны это сделать) или обозначить границу водоема – океана, например. Но уже здесь возникают трудности – ведь в океанах бывают приливы и отливы, а значит, вода то наступает, то отступает.

Границы Арктики

И значит, надо договариваться, по какой же из линий – прилива или отлива – проводить границу. Еще сложнее проводить границы географических районов. Они и в самом деле существуют, и если мы попадаем в полярную пустыню, мы легко и уверенно отличим ее от тайги или тундры – по характеру растительности, например. Однако далеко не всегда можно найти линию, стоя на которой мы смогли бы уверенно сказать: по эту сторону от нас – тайга, а по ту – тундра. Дело в том, что таких линий почти нет на свете. Границы между разными районами обычно расплывчаты и постепенны. Иногда приходится даже выделять целые пограничные области – «ни то ни се». Или, может быть, вернее сказать «и то и се»: лесотундра, лесостепь, полупустыня.

Но проводить границы нужно. Иначе трудно: мы собираемся, например, говорить об Арктике и Антарктике. Важнейшие их особенности – холодный, суровый климат и льды. Льды на земле и под землей, льды на воде и даже под водой.

Но и климат становится теплее, и количество льдов уменьшается постепенно, по мере того, как мы удаляемся от полюсов. На горе Килиманджаро, в Африке, почти на самом экваторе, тоже холодно и лед никогда не тает. Так что же – и Африку включить в пределы Арктики или Антарктики? Наверное, все–таки, нет!

Изменение положений границ

Как же быть? Договориться. И постараться соблюсти условия договора. Так мы и поступим.

Границы материка Антарктиды отчетливы. Она со всех сторон окружена океаном, и береговая линия – это и есть ее граница. Правда, по большей части – это не граница океана и материка, а граница воды и льда. И поскольку лед тает и обламывается, положение границы все время меняется. Но не сильно. Что же касается границ Антарктики, то есть южной полярной области Земли, то здесь возможны разные точки зрения.

Например, вокруг всего материка проходит циркумполярное (« вокругполюсное ») течение, порожденное западными ветрами. Воды этого течения, охлаждаемые Антарктидой, имеют много черт, отличающих их от вод других океанов. Это дает даже основания говорить о существовании Южного океана. Хотя это название впервые прозвучало в трудах голландского географа Б. Варениуса еще в 1650 году, оно не прижилось и используется редко. Но течение существует, и его влияние на жизнь в океанах, окружающих Антарктиду, очень велико. Так что границы Антарктики мы проведем именно по нему.

Хотя можно было бы поступить и по–другому. Например, провести границу по полярному кругу, то есть по линиям 66°33’ северной и южной широты. В этом случае площадь Антарктики составит примерно 20 миллионов квадратных километров. И у этой границы (ее можно назвать астрономической) есть резон: полярный круг – это граница, отделяющая области, где есть полярные дни и ночи, от областей, где их не бывает; кроме того, такую границу довольно легко найти и на карте, и на местности.

С Арктикой дело обстоит сложнее – ведь в центре ее нет материка. Можно поступить с ней, как и с Антарктикой, проведя границу по северному полярному кругу.

Но лучше (с точки зрения географии) избрать другой способ и воспользоваться важной географической характеристикой – температурой воздуха. Этот способ заключается в том, что мы измеряем температуру атмосферного воздуха. Мы можем нанести на карту значения средних месячных температур воздуха в разных точках. Затем – соединить линиями точки с равными значениями. Такие линии называют изотермами. Некоторые из них представляют собой линии, с которыми связаны изменения в географии Земли. Например, в растительности. Применительно к полярной области – там, где происходит смена лесной зоны зоной безлесной, где деревьям слишком холодно. А происходит она примерно на линии изотермы +10°С для июля.

Таким образом, мы можем провести географическую границу Арктики по изотерме.

Но и эта граница устраивает нас не полностью. Поскольку температура – далеко не единственная характеристика окружающей нас природы. И для живых организмов важна, например, скорость ветра. Чем она выше, тем быстрее остывают, отдают тепло живые организмы. И на сильном ветру порой даже слабый мороз оказывается гибельным, а в безветренную погоду и страшные морозы довольно спокойно переносятся и животными, и растениями. Или высота над уровнем моря – она тоже влияет на жизнь растений и животных.

Поэтому изотермы могут не совпадать (обычно так и происходит) с границами разных типов растительности. А вот они–то и для людей, и для звере:.: гораздо важнее всех прочих. Поэтому третий способ определения границ, его можно назвать экологическим, заключается в том, что границей Арктики мы считаем южную границу тундры. В этих, экологических, границах Арктика занимает почти 30 миллионов квадратных километров.

Экологической границей мы и будем пользоваться в этой книжке. С ней тоже связаны некоторые проблемы – например ясно, что граница леса и тундры существует только на суше. Но в морях отчетливых границ не бывает, поэтому водную часть границы мы проведем, отметив границу распространения плавучих льдов – очень характерных для полярных районов. Не случа 'но ведь океан, занимающий центральную часть Арктики, назван в их честь Северным Ледовитым.

 

Адреса на нланете

Говоря о полярных кругах, мы сказали, что это линии 66 33’ северной или южной широты. Но что это значит? Поскольку нам и дальше придется использовать такие обозначения, хорошо бы в этом разобраться.

Пока люди обживали и исследовали небольшие территории, для определения своего местонахождения они могли обойтись простыми средствами: достаточно сказать «двумя днями пути выше по течению реки или на дальней опушке» – и адрес дан. Но как только территория становится крупнее, приходится изобретать другие способы, более сложные.

Легко придумать систему адресов для плоской поверхности – как это сделано, например, для шахматной доски. Она разделена на строки и столбцы, пересечение которых образует клетки. Каждому столбцу и каждой строке присвоено имя (в шахматах – цифра и буква), и указание двух таких имен позволяет по 1ять, о пересечении какой строки с каким столбцом, то есть о какой клетке идет речь. Мы говорим g7 или d5, и всем ясно, какие клетки (поля доски) имеются в виду. То же самое – и при игре в морской бой.

На шарообразной Земле дать месту адрес не так просто. Но в основе – тот же принцип, что и на шахматной доске. Имя точке на поверхности планеты дается по названию линий, на пересечении которых эта точка находится.

Используемые для этой цели линии называют координатными (от латинского со – вместе, ordinatus – упорядоченный), а записанный таким образом адрес – географическими координатами точки.

В основу существующей системы координатных линий положены две выделенные точки земного шара – его географические полюса. На земном шаре проводятся (мысленно, конечно) линии, проходящие от полюса до полюса по кратчайшему пути. Эти линии названы меридианами (от латинского Meridianus – полуденный), или линиями географической долготы. Название «меридиан» связано с тем, что в полдень тень, отбрасываемая предметом, вытянута строго в направлении с севера на юг (то есть по линии, проходящей от полюса до полюса). Меридиан можно провести через любую точку на поверхности планеты.

Далее, проводят (тоже мысленно) экватор (от латинского aequator – равный) – линию, равноудаленную от обоих полюсов. А параллельно ему – линии географической широты, или параллели (от греческого parallelos – «рядом идущий»). Так же, как меридиан, параллель можно провести через любую точку земной поверхности.

Теперь каждая точка на Земле может быть обозначена как перекресток параллели и меридиана. Дело за малым – придумать имена каждо1: из координатных линий.

Справились с этой проблемой следующим образом. Окружность экватора разделили на 360 равных частей. Каждую часть назвали «градус», хотя эта единица не имеет ничего общего с градусами температуры. На самом деле этот градус – не расстояние, а угол, образованны^ двумя радиусами, отделяющими 1/360 часть окружности. Через каждую градусную точку – как и любую другую – можно провести меридиан.

Выбрав среди меридианов какой–нибудь один (безразлично, како^ именно), назовем его нулевым, или начальным. Ка почти всех современных картах (в том числе и российских) начальным считается меридиан, проходящий через обсерваторию в Гринвиче, вблизи Лондона. А до этого в России им был назначен меридиан, проходящий через Пулковскую обсерваторию, вблизи Санкт–Петербурга.

И в обе стороны от нулевого будем отсчитывать меридианы, обозначая их номером градуса и указывая направление счета (к востоку или к западу от начального меридиана).

Карта меридианов и параллелей

Обойдя (в любом направлении) пол–Земли, мы доберемся до меридиана 180–го градуса. А остальные меридианы, проходящие через градусные точки, будут обозначаться, например, как меридиан 37–го градуса к востоку от гринвичского. Чтобы запись была короче, слово «градус» заменили значком (°) – опять–таки, как у температуры. И имя того же меридиана мозкет быть записано так: 37° в.д. (восточной долготы).

Но градусных точек всего 360, и легко сосчитать, что при длине экватора около 40.000 км расстояние между соседними такими точками составит (на акваторе) больше 100 километров. Не особенно точен такой адрес! Чтобы уточнить его, каждый градус поделили на шестьдесят частей, назвав каждую минутой (без всякой связи со временем, разве что каждый градус делится на 60 частей подобно часу) и обозначив штрихом (').

К примеру, более точное обозначение географической долготы центра Москвы выглядит так: 37°12'в.д. Если же нужна еще более высокая точность, пользуются тем же приемом, разбивая каждую минуту на 60 частей, называемых секундами и обозначаемых двойным штрихом ("). Запись такая: 37 12’10"в.д. На практике секундами пользуются редко.

С параллелями поступают сходным образом. Экватор назначен «нулевой параллелью», а остальные обозначают с помощью градусов, минут и секунд – опять–таки в две стороны, к югу и к северу от экватора. Например, географическая широта центра Москвы 55 45' с.ш. (северной широты).

Таким образом, полный адрес точки на земной поверхности состоит из четырех частей. Например, 37°12' в.д., 55°45' с.ш. (Красная площадь в Москве).

Вероятно, это не самая простая из возможных систем. Например, артиллеристы в сходной ситуации поделили окружность не на 360, а затем еще на 60, а сразу на 1000 частей, и называют их тысячные.

Но та система, которую мы описали, принята во всем мире, и пользуются ею много лет. Так что и в будущем она, видимо, сохранится.

А географические координаты географических полюсов Земли записываются проще, чем у других точек. 90° северной или южной широты – и мы имеем дело с Северным или Южным полюсом. Долготу при этом не обозначают: ведь на полюсах сходятся все меридианы.

 

Земля и космос

Наша Земля – одна из планет Солнечной системы. То есть большое шарообразное тело, вращающееся вокруг Солнца. Ну и что? Какое отношение это имеет к Арктике с Антарктикой? Оказывается, самое прямое. Именно особенностями нашей планеты и ее движения в космосе объясняются географические черты полярных (и всех остальных) районов. Если бы эти особенности были другими, то и география была бы иной. Например, если бы Земля вращалась вокруг своей оси подобно Меркурию, сутки оказались бы почти равны году. А если бы ось ее вращения была повернута, как у Нептуна, смена времен года происходила бы совсем не так, как сейчас. А если бы она была ближе к Солнцу (как, например, Венера), на ней было бы очень жарко. А если бы далеко (как Плутон) – холодно.

Кроме того, у Земли есть спутник, то есть такое же шарообразное тело, как и она сама, только поменьше, вращающееся вокруг нее. А если бы у нас была не одна Луна, а две (как у Марса), или два десятка (как у Юпитера), или она была бы не шаром, а кольцом (как у Сатурна)? Неужели ничего бы не изменилось? Конечно, изменилось бы. Например, приливы и отливы в океанах происходили бы совсем не так. как сейчас.

А еще в космосе много разных небесных тел помельче, чем планеты и их спутники: астероидов, комет, мелких метеоритов и еще более мелких частиц. И это тоже важно. Если бы не они, не было бы ни полярных сияний, ни чего–нибудь гораздо более важного.

Земля связана с Солнцем множеством связей. Ясных и неясных, понятных и непонятных. Но, пожалуй, важнее всего то, что Солнце освещает и согревает нашу планету. Конечно, внутри планеты тоже есть тепло, и оно доходит до нас. Но его в тысячу раз меньше, чем солнечного. Свет и тепло достаются не всей поверхности Земли поровну. И это неравенство – главная причина различий географических обстановок на планете. В том числе и в Арктике и в Антарктике. А дело вот в чем.

Земля вращается вокруг Солнца так же, как и другие планеты Солнечной системы: по эллиптической орбите (эллипс напоминает слегка сплющенную окружность). Полный об эр от занимает один звездный год – 365 суток 6 часов 9 минут 9,6 секунды. Длина земной орбиты – 940 миллионов километров, и легко сосчитать, что Земля летит сквозь космос со скоростью 29,8 километра в секунду!

Поскольку орбита слегка вытянута, расстояние от Земли до Солнца не остается постоянным, а изменяется в течение года. В самой удаленной от Солнца точке орбиты (в афелии), которую Земля проходит 5 июля, оно составляет 152 миллиона километров. В самой близкой точке орбиты (в перигелии), которую Земля проходит 3 января – 147 миллионов.

Для землян очень важно то, что ось вращения Земли не меняет своего положения в течение всего года и всегда наклонена по отношению к плоскости земной орбиты, потому что этот наклон определяет смену времен года. Если бы не он, наш год был бы устроен иначе – как на Нептуне, или на Меркурии, или как–нибудь еще. Он же определяет и изменение продолжительности дня и ночи в течение года.

Астрономическое лето начинается в Северном полушарии 22 июня (в день летнего солнцестояния). В этот же день начинается астрономическая зима в Южном полушарии. Ось Земли наклонена северным концом к Солнцу, и солнечные лучи падают отвесно на точки земной поверхности, расположенные на 28“27’ с.ш. – на северном тропике (тропике Рака). В этот день широты, расположенные севернее 66‘33 с.ш. (за полярным кругом) оказываются на освещенной стороне планеты, и солнце здесь не опускается за горизонт сутки напролет – наступает полярный день. Северное полушарие при этом получает максимальное за год количество солнечного света и "тепла.

В Южном полушарии в это время – все наоборот. За полярным кругом – полярная ночь, между полярным кругом и экватором – день короче ночи.

Перемещаясь по орбите, 22–23 сентября ось вращения Земли занимает такое положение, при котором граница между освещенной и неосвещенной половинами планеты проходит через географические полюса, и день равен ночи на всей Земле. Солнце стоит в зените над экватором (зенит – это точка в небе прямо над головой наблюдателя), и оба полушария получают поровну солнечного света. Это – день осеннего равноденствия. Этот день – начало астрономической осени в Северном полушарии и астрономической весны – в Южном.

Орбита и ось вращения Земли

Еще через четверть года, 22 декабря, в день зимнего солнцестояния, Земля оказывается обращенной к Солнцу Южным полушарием. Солнце в этот день стоит в зените над 23 27 ю.ш.. – южным тропиком (тропиком Козерога). Начинается астрономическое лето в Южном полушарии и астрономическая зима – в Северном.

В день весеннего равноденствия – 21–22 марта – Солнце освещает Землю так же, как и 23 сентября. Начинается астрономическая весна Северного полушария и астрономическая осень – Южного.

Существенно и то, что Земля движется по орбите не с постоянной скоростью, а тем быстрее, чем ближе к Солнцу находится. В перигелии ее орбитальная скорость составляет 30,3 км/с, а в афелии – 29,3 км/с. Афелий

Земля проходит летом Северного полушария, перигелий – Южного. Поэтому лето Северного полушария – самое длинное из времен года (93,6 суток). Весна в Северном полушарии продолжается 92,8 суток, осень – 89,8, зима – 89,0 суток.

Но почему же на полюсах холодно? Потому, что степень прогрева Земли солнечными лучами зависит не только от освещенности планеты. Если бы было так, то за полярный день полярный район нагревался бы сильнее всех других районов. Но в действительности на полюсах холодно! А дело в том, что важно, под каким углом солнечные лучи падают на поверхность планеты. Если солнце находится в зените (прямо над головой), то его лучи приходят к наблюдателю под прямым углом – отвесно.

И в этой точке они нагревают Землю сильнее всего. Но чгм дальше от зенита находится солнце, то эсть чем острее угол падения его лучей, тем слабее нагревается поверхность. Это явление легко обнаружить без всяких приборов: рано утром или поздно вечером, когда солнце дальше всего от точки зенита, не бывает жарко даже в ясные летние дни.

Так вот, солнце бывает в зените не над всей Земле , а лишь над экваториальной областью и ее окрестностями. Границы этих окрестностей – линии тропиков, над которыми солнце бывает в зените лишь один раз в год.

А за линиями тропиков оно не бывает в зените вообще никогда,

И над обоим и полюсами Земли солнце даже в середине полярного дня находится очень далеко от зенита, располагаясь низко над горизонтом. И греет очень слабо даже в середине лета, не говоря уже о зиме. Именно поэтому здесь всегда, даже летом, так холодно.

 

День + ночь = год?

Итак, в тот день (22 июня), когда солнце стоит в зените над тропиком Рака, его лучи почти «не достают» до земной поверхности на Южном полярном круге. Они «проскальзывают» в небе над головой наблюдателя: Солнце лишь наполовину «высовывается» из–за линии горизонта, но не поднимается над ней. В Южном полушарии – середина зимы, на южном полярном круге – полярная ночь, дляшаяся целые сутки. А если мы находимся за полярным кругом, то есть между ним и Южным полюсом, то полярная ночь уже наступила, и день летнего солнцестояния – ее середина. При этом чем ближе к полюсу, тем дольше она длится.

Н$ самом полюсе – целых полгода. В Северном полушарии наоборот, этот день – середина полярного дня, и на Северном пот лярном круге солнце целые сутки не опускается за горизонт (хотя вплотную к нему подходит). Через полгода картина меняется на обратную.

А если мы находимся не. на полярном круге и тем более не за ним, а ближе к экватору? Полярного дня или полярной ночи здесь не бывает. Но в середине лета наступает время, когда солнце прячется за горизонт совсем ненадолго, и чем ближе мы к полярному кругу, тем короче этот отрезок времени. То есть день еще не i олярный, круглосуточный, но уже очень длинный. А поскольку день и ночь для нас – не только астрономические понятия (связанные с тем, где – выше или ниже горизонта находится Солнцев, но еще и время сна и бодрствования, то существует в обиходе понятие «белые ночи». Это – астрономический день, но время спать. Поэтому – ночь. Таковы, например, знаменитые Санкт–Петербургские белые ночи. Есть они, конечно, везде – в близких к полярным кругам ра онах обоих полушарий.

А еще для полярников, месяцами не видящих солнца, очень важны сумерки – темное, но и не светлое время суток, время перехода от дня к ночи и наоборот. Их существование связано с тем, что даже тогда, когда солнце уже опустилось за горизонт, его лучи все еще видны в небе над головой, хотя и не касаются уже земной поверхности. Но продолжают освещать ее.

И только тогда, когда кончаются сумерки, исчезают последние солнечные лучи и темно становится по–настоящему. Й если говорить о полярной ночи без сумерек, то бывает она на довольно ограниченной территории – в кругах радиусом примерно 600 километров с центрами в точках географических полюсов.

 

Времена года – зима, зима, зима...

Итак, во время полярной ночи солнца не видно. Но вот наступает полярный день. Солнце – сутками над головой! Почему же не становится жарко?

В самом деле, взять, к примеру Антарктиду. Воздух чистый, никакие пылинки не задерживают солнечный свет. Кроме того, поверхность антарктических ледников располагается высоко над уровнем моря, и значит воздуха над головой не так уж много, и он тоже не мешает солнцу светить.

И оно светит так, что без техдных очков нельзя выходить – ослепнешь (к счастью, временно). Кожа обгорает, как на пляже; губы трескаются. Люди, работающие на открытом воздухе (трактористы, строители), прячут лица за марлевыми повязками, а губы смазывают губной помадой.

И что же? Светит, но не греет? Да! Потому что здесь очень много снега и льда, а они отражают до 90 процентов падающего на них света. И остаются холодными. А отраженный солнечный свет отправляется за пределы Земли. И холодно по–прежнему. Хотя, конечно, не так, как зимой.

Отражение света

В окрестностях станции «Восток», вблизи Южного полюса, 21 июля 1983 года (напомним, что июль в Южном полушарии – месяц зимний, ночной) была измерена самая низкая на планете температура –89,2°С! Но вполне можно ожидать и понижения до 90 и более чем –90°С. А средние температуры в центре материка меняются от –60°С до –70°С зимой и от –30°С до –50°С летом.

Здесь почти всегда ясная погода, и осадков выпадает всего тридцать–пятьдесят миллиметров в год (это десять–пятнадцать сантиметров снега). Примерно столько же, сколько в Сахаре. Конечно, дождей здесь не бывает, только снег.

Чем дальше от центра, ближе к побережьям, тем мягче становится климат. Количество осадков возрастает до 200–400 миллиметров за год (а на северо–западе Антарктического полуострова даже до 600–700 миллиметров в год. Конечно, это тоже по большей части снег (полтора–два метра). И температуры здесь гораздо выше – зимой, в июле, от –8 до –15°С, а летом, в январе, – +1–2°С. Иногда даже +10 – +12°С!

Что же касается Арктики, то здесь тоже не жарко. Но все же гораздо теплее. И виною тому обилие воды. Мы уже говорили о том, что вода и нагревается, и остывает медленнее, чем суша. А потому не дает температуре воздуха меняться слишком резко. Кроме того, теплые течения добавляют водам Ледовитого океана немалое количество тепла.

И в результате картина такова. Средние температуры зимних месяцев – около –30––20°С, летних – от 0 до +3°С (хотя на острове Рудольфа отмечалась температура до –53°С, а в Гренландии – до –65°С с лишним). А средняя температура поверхностных вод океана – –1,7°С, и большая его часть весь год покрыта льдом.

Годовое количество осадков – около 200 миллиметров (на западе больше, на востоке – меньше). Снег не тает около трехсот дней в году.

Для определения направлений на Земле чаще всего пользуются компасом – магнитной стрелкой, вращающейся на вертикальной оси. Его использование основано на интересной особенности Земли: она обладает магнитным полем.

Что такое поле, понять не просто, хотя ощутить его присутствие может всякий. Например, любое тело, имеющее массу, создает вокруг себя поле силы тяжести (его называют еще гравитационным). Его невозможно увидеть или пощупать рукой, но, подпрыгнув или подбросив вверх что–нибудь, мы тут же обнаружим его существование – Земля притянет к себе и нас, и подброшенный нами предмет.

Так же и с магнитным полем. Оно тоже невидимо, но если мы возьмем пару тел, обладающих магнитными свойствами (небольшой магнит и, например, гвоздь или пару магнитов), мы незамедлительно обнаружим магнитное поле: наши магниты начнут либо притягиваться, либо отталкиваться друг от друга – в зависимости от того, какими сторонами приблизить их один к другому. Можно и увидеть нечто, относящееся к магнитному полю. Для этого надо взять немного маленьких частиц, обладающих магнитными свойствами (например, опилок, которые получаются при обработке куска железа напильником или ножовкой), насыпать их на тонкий листок бумаги, а с другой стороны листка поднести магнит. Частицы вздрогнут, почувствовав его приближение. И если заставить частицы подрагивать на листке, потряхивая его, – для того, чтобы им легче было сменить свое положение на какое–нибудь другое, – мы увидим, что они расположатся не беспорядочно, как они сделали бы это в отсутствие магнита, а образуют некоторый рисунок, совершенно не похожий на случайный. Можно перемешать их и повторить опыт – рисунок снова воспроизведется. Каким он будет, зависит от формы магнита, который мы используем: у прямоугольного – один рисунок, у кольцеобразного – другой.

Опыт, с опилками

В любом случае частицы выстроятся вдоль некоторых линий, которые называют силовыми линиями. Магнитное поле Земли примерно такое же, как если бы в центре планеты находился мощный прямоугольный магнит, расположенный под небольшим углом к оси ее вращения (то есть именно таков рисунок силовых линий ее магнитного поля).

У магнита любой формы есть два разных конца, которые называют полюсами. Если мы сдвигаем магниты одинаковыми полюсами, они отталкиваются один от другого, а если разными – они притягиваются. Магнитные полюса, так же как географические полюса Земли, называют северным и южным. Поскольку Земля – магнит, у нее тоже есть магнитные полюса. И в современную эпоху магнитные полюса планеты располагаются недалеко от географических. Их координаты 77°с.ш., 102°з.д. и 65°ю.ш., 139°в.д. И магнитная стрелка компаса показывает именно на них, а не на географические полюса.

Мы сказали «в современную эпоху», и это важно, потому что магнитные полюса умеют мигрировать, перемещаться (указанные координаты относятся к 1985 году). Миграции полюсов обычно невелики, но время от времени – не особенно часто (раз в несколько миллионов лет) – они меняются местами.

Как об этом узнали? Когда застывают изверженные вулканом расплавленные горные породы, содержащие вещества, обладающие магнитными свойствами – железо или никель, то частички минералов, содержащих эти элементы, ориентируются в пространстве подобно маленьким стрелкам компаса. Порода застывает, и частички уже не могут изменить свою ориентацию. Исследуя такие частицы, геологи установили, что, во–первых, магнитное поле Земли существовало уже 3,5 миллиарда лет назад, а во–вторых, что за эти годы оно много раз меняло свою полярность на противоположную.

То, что магнитные и географические полюса в наше время располагаются близко друг от друга – замечательно. Компас очень простой прибор, и уже в древности им научились пользоваться для определения направлений. Но вот вблизи полюсов им пользоваться нельзя – ведь он показывает не на географические север и юг, и чем ближе мы к географическим полюсам, тем больше будет ошибка магнитного компаса. А если мы окажемся на линии, проходящей через географический и магнитный полюса между тем и другим, то компас вообще начнет показывать север (или юг) в противоположном от истинного направлении.

 

Полярные сияния

С магнитными полюсами Земли связаны не только поведение стрелки компаса, но и полярные сияния – оптические явления в верхних слоях атмосферы, свечение разреженного воздуха на высотах от 60 до 1.000 километров красного, желтого, зеленого и других цветов. Полярные сияния имеют вид дуг, лучей, корон, занавесей и наблюдаются в высоких широтах обоих полушарий (причем на всех долготах, хотя и с разной интенсивностью). Длятся они от нескольких минут до нескольких суток и возникают в любое время года, но видны – подобно звездам – только на ночном небосводе. Иногда – очень редко – они видны не только в приполярных, но даже и в тропических районах Земли.

Мрак полярной ночи ослабляется ими настолько, что порой становится светло,как при полной луне. Как уже было сказано, иногда при полярном сиянии можно даже читать.

Полярные сияния

Возникает оно при взаимодействии космических частиц и магнитного поля Земли. Потоки этих частиц, подобно металлическим частицам на листе, выстраиваются между полюсами в соответствии с расположением силовых линий магнитного поля, и их сгущения приходятся на приполярные районы. Как маленькие снаряды, эти частицы ударяют по частицам газов, составляющих земную атмосферу и заставляют их светиться.

Конечно, о природе сияний люди узнали совсем недавно – о космических и подобных им частицах ничего не было известно еще в первой трети XX века.

А до того они давали пищу многочисленным легендам. В Европе в средние века их считали предвестниками эпидемий чумы; впрочем, чума в те годы обрушивалась на европейцев так часто, что ее предвестниками люди ' склонны были считать едва ли не все, что угодно, например появление кометы.

Племенам северных германцев сияния представлялись щитами валькирий, а австралийским аборигенам – танцами богов. На Цейлоне их воспринимали как послания Будды. А некоторые эскимосские племена считали, что это души умерших перебрасываются черепом моржа.

Влияют ли полярные сияния на нашу жизнь как–нибудь еще, кроме как украшая ее (или пугая нас)? Если да, то мы об этом . пока ничего не знаем. Но то, что они красивы – это несомненно.

 

Луна

А Луна здесь при чем? Что до нее Арктике или Антарктике? Какая между ними может быть связь?

Луна – единственный спутник Земли. Диаметр ее чуть меньше трех с половиной тысяч километров. Вращается она вокруг Земли на расстоянии около 400 тысяч километров.

При этом скорости и направления ее вращения вокруг оси и вокруг планеты одинаковы, и поэтому она повернута к Земле всегда одной и той же стороной.

С вращением Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли связано образование приливной волны. Между Землей, Солнцем и Луной существуют силы взаимного притяжения. На земных материках влияние этих сил почти не заметно (например, в окрестностях Москвы они приподнимают поверхность приблизительно на 40 см). Но в океане, где силы сцепления между частицами значительно меньше, они образуют мощные приливные волны. Эти волны представляют собой выступы на водной поверхности, перемещающиеся вслед за Луной и Солнцем. В зависимости от взаимного расположения всех трех небесных тел солнечные и лунные приливы могут складываться, или происходить в разное время, или гасить друг друга.

На стороне Земли, противоположной той, которая обращена к Луне или Солнцу, также возникают приливные волны. Причина их образования в том, что здесь притяжение Луны и Солнца минимально. И поэтому центробежные силы, «отгоняющие» воду от центра вращающейся планеты в стороны, здесь оказываются достаточно сильны для того, чтобы образовать « антиприлив ».

Между приливными волнами возникают области, откуда вода оттекает в приливные волны. Здесь – зоны отлива, то есть низкого стояния воды. Эти зоны, как и приливные волны, перемещаются по поверхности планеты.

Таким образом, силы притяжения Луны и Солнца формируют в океане Земли приливные волны.

Большая высота прилива характерна для Норвегии и ’ренландии (один – два метра), южной части Баренцева моря (до двух метров) и в особенности для Белого моря, где она достигает максимальной величины в Мезенской губе – десять метров. Далее на восток высота прилива быстро убывает, вдоль большей части сибирского и канадского побережий она меньше полуметра, но в море Баффина – уже три – пять метров, в Гудзоновом заливе – от полуметра на восточном до четырех с половиной метров на западном берегу. Наибольшая высота прилива в арктических водах отмечена на южном побережье Баффиновой Земли (11–12 м).?????Приливы и отливы вместе со сгонами и нагонами (так называют ветры, дующие в сторону океана или, наоборот, материка; эффект таких ветров очень похож на действие приливов и отливов) формируют особый тип берегов. Его называют ваттовым (от голландского wadden – прибрежные отмели). Здесь обычны то затопляемые, то осушаемые низменные прибрежные полосы морского дна (осушки). Они часты в Арктике, где много пологих берегов, на которых накапливаются ил и мелкий песок. Осушки растут в высоту и ширину до тех пор, пока не окажутся практически незаливаемыми. На севере России их часто называют лайдами. Встречаются они на побережье Белого и Карского морей.

Приливы и отливы

В Антарктике, с обычными для нее ледяными берегами, приливы и отливы (высота их невелика; в море Дэвиса, например, по наблюдениям Второй антарктической экспедиции, она составляет 1–2 метра) способствуют обламыванию краев ледников, спустившихся в море, – образованию айсбергов.