Хиллари Шоу (географический факультет Лидсского университета, Великобритания)
На данный вопрос можно дать двоякий ответ. Суть первого ответа заключается в том, что общая протяженность береговой линии будет оставаться неизменной при любых значениях уровня моря. Представьте, что мы измеряем береговую линию с помощью длинной палки единичной длины. Один конец палки поместим у самого края воды и положим ее так, чтобы другой конец палки тоже оказался у края воды. Допустим, вода находится в состоянии полного покоя. Полоса берега между двумя концами палки извивается по обе стороны прямой линии. Таким образом, замеры, произведенные с помощью этой палки, будут неточными: мы получим значение ниже фактического. Теперь возьмем палку по длине вдвое меньше первой. С ее помощью мы получим более точное значение протяженности береговой линии. Но и в этом случае береговая полоса извивается по обе стороны от прямой линии. Поскольку значения измерений будут изменяться в зависимости от длины измеряющей палки, мы получим множество приблизительных значений протяженности береговой линии, изменяющихся в широком диапазоне. На самом деле, сколь бы короткую палку мы ни брали, вплоть до размеров песчинки, береговая линия все равно будет извиваться по обе ее стороны. Таким образом, чем короче измеритель, тем больше значение протяженности береговой линии, а самое точное значение — практически бесконечность.
Питер Уэббер (Эксмут, Великобритания)
На радость пингвинам
Почему на Южном полюсе холоднее, чем на Северном?
Т. П. Лэдд (Мерфилд, Великобритания)
Разницу в температурах между двумя полюсами можно объяснить их неодинаковым положением относительно уровня моря. Северный полюс (средняя температура в зимние месяцы около −30°C) лежит на ледяных полях Северного Ледовитого океана, Южный полюс (средняя температура в зимние месяцы около −60°C) находится на высоте 2800 м над уровнем моря на ледниковом покрове Антарктиды. На Южном полюсе вдвое холоднее, чем на Северном. Более половины этой разницы определяет уровень высоты (на Антарктиде с каждым километром вверх температура понижается примерно на 6°C). Также вследствие того что на Южном полюсе воздух более разреженный (и соответственно, более холодный и сухой) и сравнительно малая облачность, на его поверхность отражается меньше тепла, чем на поверхность Северного полюса. Остальная часть разницы температур обусловлена различиями в режимах циркуляции воздушных масс двух полушарий. Континенты Северного полушария посылают в атмосферу квазистационарные «планетарные волны». Эти волны переносят тепло в сторону Северного полюса и перемещают зоны пониженного давления средних широт в северополярные области. Континенты Южного полушария в сравнении с материками Северного полушария имеют меньшую территорию и меньшую среднюю высоту поверхности и, соответственно, излучают меньше «планетарных волн», переносящих тепло. Высокие горы Антарктики также препятствуют перемещению зон пониженного давления средних широт, которые редко проникают в глубь материка. Наконец, атмосфера Северного полюса получает тепло от Северного Ледовитого океана. Конечно, 2— 3-метровая толща морского льда, обычно покрывающего его поверхность, пропускает мало тепла, зато большое количество тепла попадает в атмосферу через проходы, иногда образующиеся во льдах.
Джон Кинг (Антарктическое управление Великобритании, Кембридж)
Сжавшийся мир
Однажды я слышал, что, если Землю ужать до размеров теннисного мячика, наша планета станет более гладкой, чем настоящий теннисный мячик. Так ли это? И если, наоборот, теннисный мячик расширится до размеров Земли, какова будет высота гор?
(вопрос поступил по электронной почте без указания имени и адреса)
Чтобы ответить на этот интригующий вопрос, прежде всего мы должны определить масштабный коэффициент сжатия Земли до размера теннисного мячика. Диаметр Земли по экватору — 12 756 км; диаметр стандартного теннисного мячика — 4,4 см. Значит, коэффициент отношения размера мячика к размеру Земли составляет 3.45×10-9.Чтобы сравнить две поверхности по степени гладкости, нужно знать параметры рельефа каждой поверхности, то есть разность высот между ее самой высокой и самой низкой точками. Установить это значение для теннисного мячика довольно просто, ведь на его поверхности очень мало точек, имеющих высоту выше среднего уровня, зато много углублений и впадинок. Поскольку глубина этих впадинок около 0,1 мм, разность высот точек его поверхности составит примерно 0,1 мм, или 10-4 м. Самая низкая точка земной поверхности лежит во впадине Челленджер (Марианском желобе) на абсолютной отметке 11 034 м ниже уровня моря (максимальная глубина Мирового океана). Самая высокая точка земной поверхности — вершина горы Эверест. Ее высота — 8848 м над уровнем моря. Таким образом, разность высот между самой высокой и самой низкой точками земной поверхности составляет 19 882 м.
Если мы, используя вычисленный выше масштабный коэффициент, уменьшим Землю до размера теннисного мячика, то разность высот между ее самой низкой и самой высокой точками составит 6.86×10-5м, или 0,0686 мм. Это примерно 2/3 числового значения разности высот поверхности теннисного мячика. Значит, утверждение, которое слышал ваш корреспондент, по сути, справедливо: Земля, уменьшенная до размера теннисного мячика, и в самом деле будет иметь более гладкую поверхность, чем стандартный теннисный мячик. Теперь о второй части вопроса. На поверхности теннисного мячика нет выпуклостей, но зато она испещрена впадинками и углублениями. Поэтому, если теннисный мячик увеличить до масштаба Земли, на его поверхности гор как таковых вообще не будет. Зато там будет много больших кратеров. В масштабе Земли эти кратеры будут представлять собой громадные котловины до 29 км глубиной. Если бы эти впадины были океанскими желобами, наподобие тех, что обнаружены на поверхности Земли, они вклинились бы в океаническую кору 6-километровой толщины и протянулись бы по поверхности Мохоровичича (границе раздела между земной корой и верхней мантией Земли), а их дно находилось бы глубоко в самой мантии. Эти кратеры были бы не только безмерно глубокими, но и в ширину достигали бы 60 км.
Тим Келби (Эртлингборо, Великобритания)
Если сжать тело Земли до размеров теннисного мячика, оно станет таким плотным, что превратится в нейтроний или в черную дыру. Если бы Земля стала нейтронием, сила тяжести на ее поверхности превысила бы нынешнее значение в миллионы раз. Этого более чем достаточно для того, чтобы сгладить все неровности рельефа. Если бы Земля превратилась в черную дыру, у нее вообще не было бы поверхности — только «горизонт событий», представляющий собой гладкую сферу. При увеличении теннисного мячика до масштабов Земли возникнет иная картина. Допустим, что мячик состоит главным образом из атомов углерода и весит 1 кг. В этом случае на каждый его кубический сантиметр приходилось бы примерно 22 атома. Полагаю, у такого мячика плотность была бы меньше, чем плотность верхних слоев атмосферы.
