Водопад — это поток воды, который неожи­данно падает с высоты на более низкий уровень. Если объем воды небольшой, водопад называется «каскадом», если большой — «катарактом».

Некоторые водопады падают с высоты в сотни метров единым узким потоком. Другие известны своей шириной или необъятным количеством во­ды, переливающейся через уступ. Вот несколько самых больших водопадов в мире:

Водопады Анхель в горах Гвианы в Венесуэ­ле — самые большие в мире (980 м) с самым длинным непрерывным падением в 807 м. Водо­пады были открыты в 1935 году американским авиатором Джеймсом Эйнджелом.

Самый длинный водопад в Азии — водопад Герсоппа в Индии. Это катаракт, падающий по четырем уступам, с общей длиной в 252 м. Водо­пад, через который проходит самое большое ко­личество воды — Гуайра, на границе Бразилии и Парагвая. Он несет более 13 309 куб. м воды в секунду и состоит из 18 отдельных водопадов с общей высотой падения воды около 60 м.

Один из самых высоких в мире — водопад Риббон в Йосемитском национальном парке в Ка­лифорнии. Это узкий поток воды, падающий со скалы высотой 490 м в реку Мерсед.

Второй по величине водопад в мире был най­ден в Южной Африке. Это водопад Тугела. Вода падает с высоты 853 м в пять этапов.

И, конечно, среди самых известных в мире — Ниагарский водопад. Он располагается на реке Ниагара, в 25 километрах от города Буффало, штат Нью-Йорк. На самом деле Ниагарский водо­пад состоит из двух катарактов — Подкова (или Канадский водопад) и Американский водопад. Граница между Канадой и Соединенными Штата­ми проходит через центр водопада Подкова.

Около 94 процентов воды реки Ниагара, при­мерно 37 854 040 литров, переливается через во­допад Подкова каждую минуту.

Озера — это удаленные от моря водоемы, ко­торые заполнили впадины на поверхности Земли. Эти впадины называются бассейнами.

Озера образовались в результате стекания во­ды в низкие места. Озера пополняются в основ­ном за счет дождей и тающего снега. Вода попа­дает в бассейн озера с ручьями, малыми и боль­шими реками, подземными источниками и грунто­выми водами.

Бассейны озер образуются несколькими спосо­бами. Некоторые озера — результат разлома и де­формации земной коры. Озеро Верхнее в Север­ной Америке — пример такого озера.

Иногда озера создаются вулканами. Поток ла­вы может заблокировать сток вод в долины и об­разовать бассейн. Иногда кратер потухшего вул­кана заполняется водой. Кратерное озеро в юж­ной части штата Орегон — пример такого озера.

Многие озера занимают бассейны, образован­ные ледниковой эрозией. Все Великие Озера, кроме озера Верхнего и озера Виннипег в Кана­де — примеры озер ледникового происхождения.

На побережьях волны и прибрежные течения иногда отрезают узкие морские заливы от моря и со временем образуют озера из заливов и устьев рек. Иногда главное течение реки может само по­строить себе долину, откладывая наносы (грязь и почву) во время разлива. В результате долины притоков заполняются и образуют озера.

В местах, где под почвой находится известняк, грунтовые воды растворяют и уносят его, созда­вая большие подземные пространства, из которых образуются бассейны озер. В штате Флорида мно­го озер такого типа.

Озера также могут быть созданы искусственно. Если на реке построить дамбу, она заблокирует поток воды и образуется озеро. Озеро Мид поя­вилось, когда построили Гуверскую дамбу на реке Колорадо.

Когда мы говорим о различных местах на зем­ле, что они «жаркие» или «холодные», мы гово­рим о климате. Вообще климат определяется ко­личеством тепла от Солнца.

Именно солнечное тепло согревает землю, океаны и атмосферу. Оно же и втягивает влагу в атмосферу и таким образом вызывает дождь.

Солнечное тепло вызывает разницу в атмос­ферном давлении, которая создает ветры, а сол­нечное тепло и ветры вызывают океанские тече­ния. Поэтому, если обсуждать климат в опреде­ленном месте, важно иметь в виду влияние сол­нечного тепла на эту территорию.

Из-за того что поверхность Земли круглая, са­мый большой солнечный тепловой эффект наблю­дается на экваторе, самый маленький — на полю­сах. На экваторе лучи солнца падают на землю вертикально. Над и под экватором лучи падают на землю под углом, наклонно. Это значит, что эти зоны над и под экватором, или умеренные зоны, получают меньше солнечных лучей, чем зона экватора, или тропическая зона. Регионы, дальше всего удаленные от экватора, получают наименьшее количество тепла.

Когда лучи падают на Землю под углом, они проходят через более толстый слой атмосферы, и часть тепла поглощается воздухом — в этом дру­гая причина, почему другие зоны получают мень­ше тепла.

Все эти причины делают экватор самым жар­ким районом на Земле. Правда, здесь мы говорим о том, что называется «солнечным климатом», то есть климатом, зависящим только от солнечного тепла. Однако существует много других факторов, которые определяют так называемый «физический климат» — климат, который действительно обна­руживается на Земле.

Наиболее важными из этих факторов являются вода, земля и высота над уровнем моря. Воды океанов и океанские течения, существование больших пространств суши, высота местности над уровнем моря — все это вместе создает различ­ные климаты, невзирая на местоположение на Земле. Поэтому в определенное время в каком-то месте, далеком от экватора, может быть жарче, чем на самом экваторе, хотя экваториальный рай­он является самым жарким на Земле.

«Огни святого Эльма» — одно из многих инте­ресных явлений, связанных с молнией, и, чтобы понять его, мы должны вспомнить, что происхо­дит, когда сверкает молния.

Все дело в наличии двух типов частиц — поло­жительных и отрицательных. Эти два типа частиц сильно притягиваются друг к другу, и если их разъединить, то они будут стремиться соединиться вновь.

Когда в туче создается сильный отрицательный или положительный заряд, он вызывает противо­положный заряд внизу, на земле. Электроны на­чинают перемещаться из области отрицательного заряда в область положительного. Они постепенно образуют канал или каналы заряженных частиц между землей и тучей, и когда образуется большая волна электронов, происходит вспышка молнии.

Теперь предположите, что вместо того, чтобы позволить зарядам накапливаться до тех пор, по­ка напряжение не станет слишком большим и не должно будет быть разряжено, был бы другой способ помочь зарядам снизу, с земли просочить­ся к верхним. Вместо разряда молнии заряд про­сочился бы в виде «щеточного разряда». Именно так, кстати, и действует громоотвод. Вершина громоотвода помогает электронам просочиться.

«Огонь святого Эльма» — это свечение, кото­рое сопровождает подобный «щеточный разряд» атмосферного электричества. Оно появляется в виде огонька на концах остроконечных объектов, таких, как церковные колокольни или мачты ко­раблей, причем здесь оно появляется чаще всего во время шторма. Мы обычно слышим при этом потрескивание или шипение.

Другое место, где часто наблюдается «огонь святого Эльма»,— это лопасти пропеллеров, а так­же на концах крыльев, ветровых стеклах и на но­су самолетов, когда они летят в сухую снежную погоду или недалеко от того места, где идет гро­за. Этот электрический заряд может быть иногда настолько сильным, что вызывает электростатиче­ские явления в радио этого самолета.

Если бы земная кора не была достаточно твер­дой, она бы сотрясалась и постоянно поднималась и опускалась. Но в некоторых местах земной ко­ры породы не сильно прижаты друг к другу — здесь и происходит разлом. По линии разлома од­на горная масса трется о другую с очень большой силой. Энергия этого трения переходит в колебания в самих горных породах — и происходит зем­летрясение.

Есть два способа описать землетрясение с точ­ки зрения его размеров. Во-первых, учитывается, какова сила землетрясения, во-вторых, определя­ется какой ущерб оно принесло. Поскольку поте­ря человеческих жизней и разрушения беспокоят людей больше, чем технические измерения, то среди самых больших землетрясений люди помнят именно те, в которых погибло больше людей.

Наиболее известным из происшедших в Север­ной Америке было землетрясение в Сан-Франци­ско в 1906 году. Вслед за землетрясением начался большой пожар. Погибло 700 человек, ущерб со­ставил около 425 миллионов долларов. Не так давно, в феврале 1971, года произошло сильное землетрясение в районе Лос-Анджелеса, ущерб от разрушения домов, служб и дорог составил мно­гие миллионы долларов.

Одно из самых известных землетрясений в Ев­ропе было в Лиссабоне, в Португалии, в 1755 го­ду. Город был разрушен, погибло 30 000 человек. В 1908 году в Калабрии и на Сицилии в результате землетрясения погибло около 75 000 чело­век. В 1915 году в Центральной Италии пострада­ли сотни городов и деревень, 30 000 человек по­гибли.

Два больших землетрясения, принесших гро­мадный ущерб, произошли в Токио (Япония) и в провинции Кансю в Китае. Токийское землетря­сение 1923 года унесло жизни более чем ста ты­сяч человек, кроме Токио, пострадал и город Иокогама. Китайское землетрясение охватило территорию площадью более 480 кв. км и унесло жизни более двадцати тысяч человек.

Однако землетрясение может быть сильным, но небольшим по разрушениям. Например, значи­тельное землетрясение было зарегистрировано в США, но едва ли многие люди о нем знают. Оно произошло рядом с городом Нью-Мадрид (в штат Миссури) в 1811 и 1812 годах. Ощущались 1874 отдельных подземных толчка, а некоторые из них были зарегистрированы на расстоянии 640 км от эпицентра. Но эта территория была слабо населе­на, и поэтому ущерб был незначителен.

Поскольку ученые (даже с помощью прибо­ров) не могут проникнуть очень глубоко в недра Земли, они вынуждены использовать другие мето­ды исследования ее внутреннего содержания.

Один из этих методов — изучение вулканиче­ских извержений. Они выбрасывают на поверх­ность раскаленные газы и расплавленные горные породы, что указывает на то, что внутри Земли очень жарко. Другой метод — изучение землетря­сений. Волны, возникающие во время землетрясе­ний, создают подобие рентгеновского снимка внутренней части Земли.

Когда происходит землетрясение, различные типы колебаний распространяются во всех на­правлениях через горные породы. Эти волны на­зываются сейсмическими волнами. Они проходят через разные материалы с разной скоростью, а их направление изменяется, когда они идут от одно­го вида горной породы к другому. Изучая эти волны с помощью очень чувствительных прибо­ров, ученые могут узнать, что находится внутри Земли. Они заметили, что на глубине 2880 км происходит резкое изменение направления движе­ния сейсмических волн. Одни типы волн изменя­ют направление, другие полностью гасятся. По­этому на этой глубине должно быть изменение материала. Ударные волны от землетрясения до­стигают разных сейсмических станций в разное время. Отчасти это происходит из-за материала, через который проходят волны. В этом другой ключ к разгадке того, что находится внутри Земли.

Вот лишь краткий ответ на вопрос, что нахо­дится внутри Земли: верхний слой, кора, состоит из твердых горных пород. Ее толщина составляет около 48 км под континентами и 5 км под океа­нами.

Под корой находится мантия, которая также состоит из твердых пород. Она уходит вглубь на 2880 км. Внутренняя часть Земли — ядро. Суще­ствует внешнее жидкое ядро, в основном состоя­щее из расплавленного железа и никеля, внутри которого находится внутреннее твердое металли­ческое ядро, диаметр его около 2560 км

Так как Земля подвешена в космосе, «взве­сить» ее — совсем не то же самое, что положить предмет на чашу весов. Когда мы говорим о весе Земли, мы имеем в виду количество вещества, из которого она состоит. Это называется массой.

Масса Земли — около 5,976 секстиллионов тонн. Чтобы вы могли наглядно себе представить, как выглядит что число, то вот оно: 5 976 000 000 000 000 000 000. Как же ученые подсчитали, что масса Земли именно такая.

Чтобы сделать это, они использовали принцип, основанный на том, что два тела притягиваются друг к другу. От этого зависит сила гравитации. Проще говоря, закон гравитации гласит, что два тела притягиваются друг к другу с силой, которая зависит от их массы и расстояния между ними. Чем больше предметы, тем значительнее сила, которая притягивает их друг к другу. Чем дальше друг от друга они находятся, тем эта сила меньше.

Чтобы измерить вес Земли, нужно сделать следующее: маленький груз подвесить на нити, затем измерить точное положение этого груза. Потом тонну свинца надо расположить рядом с подвешенным грузом. Между ним и свинцом воз­никнет притяжение, в результате которого груз чуть-чуть отклоняется в сторону. (В действитель­ности это отклонение составляет меньше чем 0,000 02 мм, то есть вы видите, насколько точ­ным должно быть измерение.)

После этих измерений ученые могут с по­мощью математики вычислить вес Земли. Они из­мерили силу земного притяжения по отношению к весу, и измерили силу, с которой тонна свинца притягивает подвешенный груз. Относительная разница может быть вычислена, она и скажет о массе Земли.

Чем же создается эта масса? Сюда входит кора из твердых горных пород, затем слой, называе­мый мантией, который также представляет собой твердые породы и уходит вглубь на 2880 км, за­тем идет внутренняя часть — ядро (около 3360 км в радиусе). Ядро жидкое из-за высокой темпе­ратуры в центре Земли.

Давайте рассмотрим их одна за другой и по­смотрим, что получится в каждом случае.

Меркурий вращается вокруг Солнца за 88 дней. Ученые полагают, что Меркурий обращает­ся вокруг своей оси за 58 или 59 дней. Это зна­чит, что он имеет солнечный день (период, вклю­чающий день и ночь) длиной около 180 земных дней.

Венера, как это было открыто не так давно, обращается вокруг своей оси за 243 дня. Марс вращается почти с такой же скоростью, что и Земля. А так как его ось тоже наклонена, то он имеет такие же времена года, что и Земля. Юпи­тер, самая большая из всех планет, вращается очень быстро. Ему требуется меньше 10 часов, чтобы сделать один оборот вокруг своей оси. Сатурн также вращается очень быстро. Ему требует­ся только 10 часов 14 минут, чтобы обернуться вокруг своей оси. Уран вращается очень странно, так как практически лежит на боку.

Нептун и Плутон — самые дальние и наименее изученные планеты по сравнению с другими. Не­птун поворачивается вокруг своей оси за 18,5 ча­сов, а его путь вокруг Солнца занимает почти 165 лет. Плутону же требуется почти 249 земных лет, чтобы обойти вокруг Солнца один раз.

Сейчас, когда мы живем в век космических исследований, ученые узнают больше о другой части Солнечной системы, чем человек когда-ли­бо знал, и человечество постоянно приобретает больше знаний о движении других планет.

Еще несколько столетий назад люди верили, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг нее. Легко понять, почему лю­ди так думали. По крайней мере, именно так все выглядело. И никто не мог почувствовать, что Земля вращается. Если Земля вращается, почему предметы не улетают с нее, включая воду в океа­нах?

Сегодня мы, конечно, знаем, что Земля вра­щается в двух направлениях. Она движется вок­руг Солнца и вращается вокруг собственной оси. Причина того, почему мы не чувствуем этого,— в том, что мы движемся вместе с поверхностью Земли. Нас, как и воду в океанах, на поверхности Земли удерживает гравитация.

Вращение Земли известно нам по многим ве­щам, которые мы наблюдаем и чувствуем. Имен­но вращение вызывает смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на стороне, обращенной к Солнцу, всегда был бы день, а противоположная сторона всегда находилась бы в темноте. Но каж­дая точка Земли в течение 24 часов находится сначала на освещенной стороне, а затем на темной.

Другое важное движение Земли, которое мы не можем «чувствовать», но которое меняет нашу жизнь,— это вращение Земли вокруг Солнца. Именно это движение является причиной смены времен года, а вы знаете, как меняется наша жизнь каждый сезон. Это путешествие вокруг Солнца происходит за 365,25 дня, то есть за год, который является мерилом нашей истории, наших жизней и т.д.

Смена времен года вызвана наклоном земной оси. Он составляет 23,5 градуса по вертикали. Каждый полюс наклонен к Солнцу в течение по­лугода и отклонен от него в течение второй поло­вины. Поэтому 6 месяцев северная часть Земли получает больше солнечного света и тепла (на ней лето), а в течение других месяцев она полу­чает меньше солнечного света (это более про­хладные времена года).

Знаете ли вы, почему летом жарко, а зимой холодно? Это происходит потому, что положение земной оси по направлению к Солнцу изменяется во время ее вращения вокруг Солнца. Это изме­нение очень мало, если взять во внимание огром­ное расстояние между этими небесными телами. Но этого изменения достаточно, чтобы мы почув­ствовали жару летом и холод зимой.

Можете ли вы представить, какой бы была жизнь, если бы расстояние от Земли до Солнца изменилось намного? Если бы мы отодвинулись дальше, жизнь стала бы невозможной из-за хо­лода. Если бы мы намного приблизились, то сго­рели бы от сильной жары. На самом деле рассто­яние от Земли до Солнца все время почти одинаково, и оно составляет около 148 миллионов ки­лометров.

Но орбиты планет, вращающихся вокруг Сол­нца, не совсем круглые, и поэтому у многих дру­гих планет расстояние до Солнца значительно ме­няется в течение года.

Например, Плутон, дальше всех расположен­ный от Солнца, имеет менее круглую орбиту, чем другие планеты. Расстояние от Венеры до Солнца колеблется от 107 до 108 миллионов километров.

Марсу требуется 687 дней для обращения вок­руг Солнца. Во время этого путешествия расстоя­ние до Солнца изменяется, но в среднем оно со­ставляет около 226 720 000 километров.

Юпитер, третья планета от Солнца после Земли и Марса, является примером планеты, чье расстоя­ние до Солнца изменяется значительно. Итак, мы видим, что при обсуждении расстояния от плане­ты до Солнца берется средняя величина. Причина возникновения колебаний заключается во взаим­ном притяжении планет Солнечной системы.

Световые, тепловые, рентгеновские и ультра­фиолетовые лучи — все это виды излучения. Дли­ны волн излучения имеют огромный диапазон. Самые длинные — радиоволны, самые короткие — гамма-лучи. Посередине между самыми длинными и самыми короткими по длине волны находятся световые волны, или видимое излучение. Но и са­ми световые лучи включают в себя большое ко­личество волн разной длины. Каждый цвет — это волна определенной длины. Красный свет — са­мая длинная волна из видимых человеку. Затем идет оранжевый цвет, за которым следует жел­тый, зеленый, голубой и фиолетовый, имеющий самую короткую длину волны.

Сразу за длиной волны фиолетового цвета идет излучение, которое ученые называют ульт­рафиолетовым диапазоном. Эти волны испускает Солнце, а также специально созданные для этого лампы.

Ультрафиолетовые лучи существуют в диапа­зоне от длины волны фиолетового цвета до уров­ня более чем 1 000 000 волн на сантиметр.

Поскольку ультрафиолетовые лучи короче, чем другие, они обладают проникающей способ­ностью. В то же время лишь половина ультрафи­олетовых лучей, посылаемых Солнцем, достигает Земли. Многие из них поглощаются атмосферой Земли далеко от ее поверхности.

Видели ли вы когда-нибудь фотографию сол­нечного затмения? На ней вокруг темного диска Солнца видно неровное свечение. Это свечение и называется короной.

Чтобы понять, что такое корона, мы должны знать кое-что о самом Солнце. Для начала хотя бы то, что Солнце — по крайней мере на его по­верхности — не такое твердое, как Земля. Его по­верхность — единственное, что мы можем наблю­дать,— состоит из газов.

Действительно, Солнце окружено четырьмя слоями газообразного вещества, которое скрывает все, что находится под ним. Внутренний слой на­зывается фотосферой. Следующие два слоя изве­стны как противоположный слой и хромосфера. Вместе они образуют атмосферу Солнца. Внеш­ний слой и есть корона.

Давайте посмотрим, что представляют собой эти газовые слои. Фотосфера (или сфера света) — это то, что мы видим, когда смотрим на Солнце. Часто на яркой поверхности Солнца наблюдают темные пятна.

«Противоположный слой», который состоит из газовых паров, распространяется на несколько со­тен километров от фотосферы. Этот слой не ви­ден, но он может быть изучен с помощью инстру­мента, который называется спектрограф.

За противоположным слоем идет хромосфера, или цветовая сфера. Ее толщина около 14 400 км и состоит она в основном из водорода и гелия. Во время полного затмения она светится вокруг тем­ного диска ярко-алым пламенем. От этой красной границы на высоту в более чем миллион километ­ров выбрасываются пламенные клубы того же со­става. Они называются протуберанцами и выгля­дят как огромные вспышки пламени.

Затем идет внешний слой, который называется «корона». Он состоит из газообразного вещества и имеет две части. Внутренняя корона, идущая вслед за красной хромосферой,— полоса бледно-желтого цвета. Внешняя корона — белая, с потоками, иду­щими от края на миллионы километров.

Таково описание слоев, окружающих Солнце. Что под ними — до сих пор остается загадкой.