Физика и жизнь

С занимаемой нами позиции на Земле, когда мы выходим из дома, мы можем видеть лишь ничтожную часть планеты. Умея летать, мы увидели бы гораздо больше. Чем дальше от поверхности Земли, тем разреженнее атмосфера и тем меньше в ней молекул воздуха. Гравитация притягивает молекулы воздуха к Земле. Вблизи земной поверхности она может удерживать лишь очень тонкий его слой. На высоте примерно 20 километров от земли 90 % молекул в атмосфере окажутся под нами. Самая глубокая точка в океане находится на расстоянии 11 километров от уровня моря. Ниже ее располагаются плотные горные породы. Чтобы добраться до центра Земли, вам придется преодолеть примерно 6360 километров таких пород. Если бы не космические ракеты, люди не смогли бы подниматься выше каких-то жалких 30 километров. Слой лакокрасочного покрытия шарика для пинг-понга имеет такую же толщину по сравнению со сферой, которую он покрывает.

Принято считать, что на высоте 100 километров мы находимся на границе между Землей и открытым космосом и можем видеть ее как зеленую, коричневую, белую и голубую, вращающуюся в черноте бескрайнего космоса. С этой границы особенно заметно, что наша планета – это главным образом океан, состоящий из простых молекул воды. Вода – холст для картины жизни, но лишь в «зоне Златовласки[85]», то есть энергетическом диапазоне, в пределах которого движение молекул обеспечивает существование в форме жидкости. Придайте этим молекулам дополнительную энергию, и они разрушат любые сложные молекулы, которые окажутся в воде. Придайте им еще большую энергию, и они испарятся, то есть превратятся в газ, непригодный для защиты хрупкой жизни. На нижнем конце «зоны Златовласки», к которому мы приближаемся по мере снижения энергии, колебания молекул замедляются и в конечном счете молекулы замыкаются в кристаллической решетке льда. Такая неподвижность – враг жизни. Даже сам по себе процесс формирования этих негибких кристаллов льда может разрушить любую живую содержащую их клетку. Наша планета выделяется среди подавляющего большинства других планет не только наличием воды, но и тем, что эта вода в основном пребывает в жидком состоянии. Со стокилометровой высоты особенно заметно, что самый ценный актив Земли, вода, преобладает на ее поверхности.

Возможно, прямо сейчас в мрачных глубинах Тихого океана голубой кит создает звуковые волны. Если бы вы могли проследить их прохождение сквозь толщу морской воды, то увидели бы, как они движутся от Гавайских островов до побережья Калифорнии. Но звуковые волны движутся под водой, и без помощи чувствительных приборов, способных их обнаружить, вы их просто не заметите. Океаны полны звуков, порождаемых волнами, разбивающимися о прибрежные скалы, винтами судов и дельфинами. Глухое громыхание антарктических льдов может разноситься по океанским просторам на тысячи километров. Впрочем, находясь на стокилометровой высоте над поверхностью Земли, вы можете даже не подозревать о существовании этих звуков.

Все на нашей планете вращается вокруг земной оси со скоростью одного полного оборота в сутки. Ветры, дующие над вращающейся поверхностью Земли, как правило, стремятся двигаться по прямой, хотя трение о землю и торможение со стороны окружающего воздуха ограничивают их путь. Со стокилометровой высоты можно заметить, что ветры в Северном полушарии склонны заворачивать вправо (относительно земной поверхности), невзирая на вращение Земли вокруг собственной оси. Вращается и погода, особенно вдали от экватора. Вращаются ураганы, штормы тоже вращаются, прокатываясь по океанам. Так называемый глаз шторма исполняет роль оси колеса, и каждое такое колесо должно вращаться, потому что вращается Земля.