Юный техник, 2003 № 08

Газетчики тогда наперебой заговорили об исполнении мечты Николы Теслы, гениального сербского изобретателя, который еще в 1893 году на съезде Ассоциации электрического освещения в Сент-Льюисе продемонстрировал лампы, горевшие без проводов, электромотор, ротор которого вращался без электросети…

Правда, Тесла намекал, что передает электрические колебания не по воздуху, а по земле, и пообещал осветить Всемирную выставку 1903 года в Париже электроэнергией Ниагары, которая будет передана с континента на континент — из Америки в Европу — без проводов.

Однако проект этот осуществлен не был. Идея была забыта на многие десятилетия. Лишь в конце 80-х годов XX века к ней вернулись. И, кроме описанных уже экспериментов во Франции, провели впечатляющие опыты в Канаде. Там в 1988 году была испытана модель самолета, на борту которой не было ни бензобака, ни аккумулятора…

Вся энергия, необходимая для вращения пропеллеров, передавалась с земли по микроволновому лучу.

Испытания показали тогда перспективность подобного способа. Заговорили даже, что в скором будущем так же начнут передавать на Землю электроэнергию космических солнечных электростанций, которые запустят на орбиту вокруг планеты. Однако тогда возникли опасения, что мощные энергетические пучки, идущие из космоса, будут выжигать в атмосфере «озоновые дыры». Да и денег у правительств ведущих стран мира на осуществление столь глобального проекта не нашлось.

Тем не менее, как видите, о нем не забыли окончательно. И эксперименты специалистов CNES позволяют надеяться, что когда-нибудь он все же осуществится. Пока, правда, по-прежнему остается нерешенной все та же проблема. Никто еще не проверял на практике, как будут воздействовать микроволновые лучи на атмосферу.

С.НИКОЛАЕВ

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО… Крутится, вертится шар голубой… А почему?

«День да ночь — сутки прочь», — гласит поговорка. Как известно, суточные изменения обеспечивает вращение нашей планеты вокруг собственной оси. А почему, собственно, она крутится?

Ученые настойчиво пытаются разобраться, же происходит в недрах нашей планеты.

Закрученный «блин»

Возьмите два куриных яйца — одно вареное, другое сырое — и попробуйте их раскрутить. С круто сваренным яйцом это сделать легко, а вот сырое сразу останавливается…

Под твердой скорлупой у него скрывается жидкая сердцевина, тормозящая импульс вращения.

Ситуация с земным шаром еще сложнее. Как полагают ученые, под твердой поверхностью планеты — литосферой — находится раскаленная жидкая магма. А в самом центре располагается опять-таки твердое ядро. Раскрутить подобную твердо-жидко-твердую систему непросто. Тем не менее, все 9 известных сегодня планет Солнечной системы, начиная от Меркурия и кончая Плутоном, обращаются вокруг Солнца в одном направлении — в том же, что и крутится вокруг собственной оси само наше светило. И сами планеты (кроме Венеры и Урана) тоже имеют суточное вращение в том же направлении.

Венера же вращается чрезвычайно медленно и в обратную сторону, а Уран и вовсе крутится, как бы лежа на боку. Такое могло произойти, полагают астрофизики, вследствие столкновения этих планет с какими-то небесными телами.

Само же вращение всей Солнечной системы объясняют следующим образом. Некогда вся система представляла собой этакий спирально закрученный «блин» из пыли и межпланетных газов. «Блин» этот, в свою очередь, еще раньше выделился из спирально закрученной галактики Млечный Путь, вследствие воздействия гравитации. Около 5 млрд. лет тому назад из пылевого облака постепенно стали образовываться более плотные комки. Это и были протопланеты и протосолнце — предки современных небесных тел.

Таким образом, их вращение было уже изначально заложено в систему.

Так представляют себе строение Земли современные исследователи:

_{1 —} кора; 2 — мантия; 3 — жидкое внешнее ядро; 4 — твердое внутреннее ядро.

Почему тормозится «юла»?

После этого когда-то «заведенная» наша планета крутилась, как юла, по инерции. И со временем это вращение все замедляется. Это видно по размаху прибрежных приливов и отливов. Они, да будет вам известно, образуют на морском дне отложения. А кораллы и моллюски формируют из них все новые слои на своем теле — получается нечто вроде годовых колец на деревьях, показывающих, сколько тепла и влаги получили растения в тот или иной год.

В общем, заметив замедление вращения, исследователи стали искать его причину.

Прежде всего, торможение происходит потому, что планета наша крутится вовсе не в стопроцентном вакууме. Вокруг всегда есть какое-то количество межпланетных газов и пыли. Они и замедляют понемногу движение планеты.

Кроме того, весьма существенное влияние на движение нашей планеты оказывает Луна. Она, как известно, своим тяготением образует приливные горбы. Причем не только в океане, где приливные волны могут достигать высоты в десятки метров. На суше тоже имеется такой горб — Луна своим притяжением приподнимает земную поверхность примерно на полметра. Но поскольку земная твердь — не вода, то горб этот наращивается довольно медленно и в своем движении отстает от Луны примерно на четверть круга. И эта «шишка» своей гравитационной массой тоже притормаживает вращение Земли.

Что варится в нашей «скороварке»?

Так дело обстоит в теории. Однако на практике неожиданно выяснилось, что по крайней мере дважды — 400 млн. лет и 180 млн. лет назад — наша планета вдруг неожиданно ускоряла свое вращение. Ускорение заметили по тем же донным отложениям и стали искать их причину.

Пока определили два сценария, согласно которым планета могла изменить скорость вращения. Первый — катастрофический. По планете, словно шар по шару на бильярдном столе, могло ударить небесное тело — астероид или малая планета типа нашей же Луны. Именно так, вероятно, могли обрести странности своего вращения Венера и Уран.

Второй способ почти что фантастический. Однако Филипп Машетель, директор Института Земли при французском Университете Монпелье, уверяет, что он гораздо вероятнее первого. Суть же этого процесса заключается в следующем.

Как мы уже выяснили, сырое яйцо трудно раскрутить из-за того, что внутри оно жидкое и слои его, особенно белка и желтка, смещаются друг относительно друга, мешая раскрутке.

Внутри земной коры тоже есть несколько слоев с породами различной плотности и химического состава. Причем в глубине недр расплавленная порода постоянно движется. Перетекая между верхней мантией и переходной зоной на глубине около 400 км, она постепенно меняет свою структуру — расплавляется при движении вниз и отвердевает, подходя к поверхности Земли. Однако на глубине порядка 670 км, на границе между переходной зоной и нижней мантией, ситуация иная. Там в расплавленной породе наблюдается резкий фазовый переход — плотная вязкая порода вверху и более раскаленная мягкая порода внизу. А коль скоро граница имеет ярко выраженную природу, то для перемещения материала из одного слоя в другой нужно значительное количество энергии. Даже жар, поступающий из глубины нижней мантии, задерживается на границе между двумя слоями.

При перегреве же нижней мантии переходная зона теряет стабильность. В результате ей труднее удерживать давящую на нее сверху массу. В конце концов, наступает критический момент, когда в наиболее слабых точках переходной зоны образуются прорывы. А через них из верхней мантии в жидкую магму устремляются холодные и более плотные породы.

Вещество набирает скорость и прошивает пограничный слой насквозь. Оно проникает через нижнюю мантию, как брошенный в воду камень, утверждает Машетель. Потом оно обволакивает ядро, вытесняет более горячий материал, образуя направленные вверх всплески. Всего за 10 млн. лет — а для геологии это мгновения — к центру Земли способен сместиться огромный обломок породы размером с Луну…