Пещеры издавна связаны с историей развития человечества. Еще в каменную эпоху пещеры спасали людей от зимней стужи.
Но и после того, как древние люди перестали использовать пещеры в качестве жилищ, пещеры окружал ореол необычного и странного. Греки верили, что пещеры были храмами их богов — Зевса, Пана, Дионисия и Плутона. В древнем Ри­ме считали, что в пещерах обитают нимфы и кол­дуньи. Древние персы и другие народы полагали, что в пещерах обитает царь всех земных духов Митрас.
В наши дни обширные и прекрасные пещеры привлекают туристов. Пещеры — это большие пу­стоты внутри холмов, гор и скал.
Пещеры образуются по-разному. Некоторые из них образовались в результате постоянного воздействия морских волн на скалы. Отдельные пещеры расположены под водой. Они являются обычно результатом деятельности подземных вод, вымывающих мягкие породы, например, извест­няк. Ряд пещер образовался в результате вулка­нической деятельности и подвижки скальных по­род или в результате извержения горячей лавы.
Основная масса пещер в Соединенных Штатах появилась в результате разрушения значительных слоев известняка, особенно при воздействии на него воды, содержащей двуокись углерода. В шта­тах Индиана, Кентукки и Теннесси в слое извест­няка толщиной в среднем 53 метра образовалось множество пещер.
Некоторые пещеры имеют в потолке отвер­стия. Они образовались на том месте, где когда-то скопилась вода, которая затем прорвалась в пе­щеру. В пещерах можно встретить ряды галерей, идущих одна над другой. По отдельным пещерам протекают потоки воды, в других — после их об­разования вода уходит вниз, и пещера высыхает.
Во многих случаях каждая капелька воды, па­дающая с потолка пещеры, содержит частички из­вестняка или других минералов. Вода испаряется, а некоторые из этих минералов остаются. Посте­пенно образуются сталактиты, похожие на со­сульки, свисающие с потолка. Стекающая со ста­лактитов вода образует на полу сталагмиты.

Найдется ли во всем мире мальчишка, кото­рый не собирал в свое время различной формы и окраски камешки? Различные по размерам и цве­ту, гладкие и шероховатые, напоминающие драго­ценные камни — они просто заставляют нас соби­рать их!
Они выглядят такими привлекательными пото­му, что состоят из одного или нескольких мине­ралов. Именно эти минералы придают различным камням прекрасные оттенки, заставляя некоторые из них сверкать наподобие драгоценных камней.
Все камни имеют различное происхождение. Некоторые камни, называемые «осадочными», со­стоят из осадочных пород. Это означает, что мно­го лет назад образовались осадки в результате де­ятельности воды, ветра, льда, растений и живо­тных. Отложение происходило по слоям, поэтому такие скалы и камни называют «слоистыми». Мельчайшие частицы, из которых состоят скалы, имеют округлую форму, так как их острые края сточились при их движении в потоках воды и под воздействием ветра. Песчаник и известняк являются типичными слоистыми скальными породами.
Другие скальные породы произошли из рас­плавленного вещества, находившегося глубоко под землей. Их вынесло на поверхность земли, часть попала в трещины других скальных пород. Такие скальные породы называют «пирогенными», или вулканического происхождения. К ним отно­сятся гранит и базальт.
Третий тип скал имел раньше другую форму и структуру (вулканическую или слоистую), но из­менился под воздействием температур или высо­кого давления. Их называют «метаморфными», к ним относятся мрамор и кварциты.
Некоторые скальные породы содержат наряду с другими примесями минералы металлов. Если таких минералов достаточно для производства ме­талла, такая порода называется «руда».

Из-за их гигантских размеров люди думали, что горы вечны и неизменны. Но геологи, уче­ные, которые изучают горы, могут доказать, что горы изменяются и что они не вечны.
Определенные изменения земной поверхности привели к возникновению гор, которые постоянно разрушаются и меняются. Склоны гор разруша­ются замерзающей водой, почва и частицы скаль­ного грунта вымываются дождем и потоками во­ды. Со временем даже высочайшие вершины пре­вращаются в холмы и равнины.
По способу образования геологи разделили го­ры на четыре типа. Вместе с тем горы образова­лись в результате резких изменений земной по­верхности многие миллионы лет назад.
«Складочные» горы состоят из слоев горных пород, сжатых огромным давлением в гигантские складки. Во многих местах можно видеть слои горных пород, изгибающиеся наподобие арок и вогнутых линз. Это результат сжатия и давления земной поверхности. Примером таких гор могут служить Аппалачи и Альпы.
Для сводчатых гор характерны скальные поро­ды, поднятые вверх в виде сводов. Расплавленная лава, поднимаясь под большим давлением на по­верхность Земли, смогла поднять эти пласты гор­ных пород. Примером таких гор могут служить Черные Холмы в штате Южная Дакота в США.
Целиковые горы возникли в результате разло­мов или провалов земной коры. Обширные участ­ки земной коры, целые горные гряды за короткое время поднимались или опускались. Горная цепь Сьерра Невада, 740 км длиной и 150 км шири­ной, расположенная в Калифорнии, США, может служить примером этих гор.
Вулканические горы состоят из лавы, вулкани­ческого пепла и шлаков, попавших на поверх­ность Земли. Вулканы обычно имеют коническую форму с большим кратером на вершине. Наиболее известными вулканами являются Рейнер, Шаста и Худ в США, Фудзияма в Японии, Везувий в Италии.
Многие горные системы были образованы со­четанием вышеперечисленных способов. В горах Рокиз (США) можно наблюдать горные отроги, возникшие в результате сжатия, разломов и даже эрозии лавы!

Вода, которая вытекает из родников, когда-то i выпала в виде дождя. Дождевая вода впитывается I в землю и проникает в скальный грунт по трещи­нам. Конечно, часть воды остается у поверхности и испаряется в воздух, а также поглощается растениями через их корневую систему.
Остальная вода под воздействием силы тяже­сти опускается вниз настолько, насколько позво­ляет скальный грунт. Глубоко под землей на раз­личной глубине имеются участки, где все пустоты скального грунта заполнены водой. Такие участки называют «зоной подземных вод». Верхний уро­вень таких вод называют «уровень воды» (граница водоносного слоя).
Родник образуется тогда, когда для воды нахо­дится естественное отверстие в земле, располо­женное ниже уровня этого слоя воды. Вот почему многие родники расположены в долинах или в других низких местах. Грунтовые воды вытекают через родники по скальным пустотам по дну или по склонам подобных низин. Родник тоже подчи­няется силе тяжести: вода течет сверху вниз.
Некоторые родники питаются водой из водо­носного слоя. Они действуют круглый год и называются «постоянными». У других родников их ка­нал, соединяющий поверхность с водоносным слоем, расположен в непосредственной близости от верхнего уровня воды этого слоя. Такие род­ники действуют только во время дождей, когда уровень воды повышается. Их называют «пульси­рующими».
Родниковая вода проходит сквозь скальный грунт под землей, поэтому она содержит некото­рые минералы, такие, как сера, известь. Источни­ки, вода которых содержит значительные объемы минеральных солей, называются минеральными источниками.
В некоторых районах, особенно там, где была вулканическая деятельность, вода соприкасается с нагретыми подземными скальными породами. По­добные источники называют «термальными»
Артезианский колодец отличается от источни­ка. В таком колодце дождевая вода просачивается вниз до тех пор, пока не достигнет слоя пористых пород, расположенного между двумя слоями мо­нолитных скал. Эта вода находится под давлением со всех сторон, и когда в этом месте бурят сква­жину, вода с силой вырывается наружу. Скважи­ну следует бурить в том месте, которое ниже той точки, где вода проникает в землю.

Гольфстрим — самое известное океанское те­чение, протекающее по морю, а не по суше. Но Гольфстрим настолько велик, что его масса боль­ше всех рек, текущих по суше!
Гольфстрим перемещается в северном направ­лении вдоль восточного побережья Соединенных Штатов, через северную часть Атлантического океана, достигая северо-запада Европы. Цвет Гольфстрима — ярко-синий — контрастирует с зе­леноватой и серой водой океана, сквозь который проходит его путь.
Он начинает свой путь в Атлантическом океа­не недалеко от экватора. Движение воды на по­верхности или «дрейф» происходит в западном на­правлении, поэтому вначале Гольфстрим направ­ляется к северу от Южной Америки в Карибское море. И только когда он поворачивает на север и движется вдоль восточного побережья США, он становится Гольфстримом.
Так как Гольфстрим зарождался в теплой час­ти света, это поток теплой воды. Приток огром­ной массы теплой воды приносит значительные изменения в климат многих регионов!
Вот некоторые удивительные примеры: ветры, проходящие через Гольфстрим в Северную Евро­пу (где его называют североатлантическим пото­ком) приносят тепло в Норвегию, Швецию, Да­нию, Голландию и Бельгию. В результате — здесь теплее зимой, чем в других районах, расположен­ных на такой же широте. По этой же причине морские порты на побережье Норвегии свободны ото льда круглый год.
Благодаря Гольфстриму, зима в Париже и Лондоне теплее, чем в южной части Лабрадора, где зимой очень холодно. Ветры, проходя над Гольфстримом, становятся теплыми и влажными. Когда такой ветер остывает, например при приближении к Ньюфаундленду, образуется густой туман. Вот почему бывают известные туманы на Большой Банке в районе Ньюфаундленда.
Гольфстрим не оказывает такого влияния на зимние температуры в Северной Америке, как в Европе, так как ветры дуют в сторону Европы.

Когда мы думаем о водоворотах, нам пред­ставляется огромная вращающаяся масса воды, которая затягивает людей и корабли, принося разрушение и смерть. Хотя водовороты и пред­ставляют опасность, они не в состоянии что-либо затягивать или поглощать.
Давайте посмотрим, что такое водоворот. Ты, вероятно, наблюдал маленькие водовороты в ручье. Они образуются там, где берег вдается в поток и придает вращательное движение потоку.
Вращаясь на небольшом пространстве, вода стремится к внешнему краю водоворота, создавая выемку в центре. Это результат центробежной си­лы. Именно эта сила держит воду в ведре, когда мы вращаем это ведро.
Какова природа больших водоворотов, кото­рые якобы представляют опасность для судов и людей? Когда одна волна настигает предыдущую, океанические потоки получают вращательное движение. Это особенно часто происходит в узких проливах между островами и участками суши.
Если такой узкий пролив имеет достаточную глубину, при проходе по нему прилива мы на­блюдаем образование воронок во вращающейся массе воды. Но, как мы уже говорили, этого не происходит в открытых океанах. Водоворот в океане — это всего лишь турбулентное движение воды в больших масштабах, то есть вращение воды.
Водовороты наблюдаются в различных частях света. Наиболее известны три из них — Мальстрём, Харибда и водоворот ниже по течению от Ниагарского водопада. Мальстрём расположен у берегов Норвегии, Харибда — в проливе между Италией и Сицилией.

27 августа 1883 года огромное извержение вулкана практически уничтожило остров Крака­тау. Этот взрыв образовал волны высотой не­сколько десятков метров, которые стерли с лица Земли сотни деревень. Волны пронеслись по оке­ану со скоростью до 1300 км/час, достигнув бере­гов Австралии и Калифорнии за многие тысячи километров от места катастрофы!
В 1946 году в районе Алеутских островов про­изошло подводное землетрясение. Образовавшая­ся гигантская волна менее чем за пять часов, пре­одолев почти 4 тыс. км, обрушилась на Гавайи. Она разрушила дома и мосты на расстоянии сотен метров от берега. Погибло 170 человек.
Такие волны называются приливными. Они совершенно не похожи на обычные волны в море или у берега и не зависят ни от ветра, ни от течения. Ученые дали этим волнам японское название «цунами». Различные катаклизмы, происходящие на морском дне, создают приливные волны, или цунами. Как правило, это подводные землетрясе­ния.
В результате подводного землетрясения обра­зуется ударная волна, которая распространяется в воде наподобие того, как звук распространяется в воздухе. И действительно, такая ударная волна в воде имеет скорость звука.
Если в этом районе окажется корабль, он ощутит на себе силу ударной волны, а это при­мерно то же самое, что и столкновение корабля со скалой!
При подводном землетрясении происходит пе­ремещение морского дна по вертикали и горизон­тали. Вот эти перемещения дна и ударная волна вызывают приливные волны. На поверхности во­ды может внезапно образоваться огромная ворон­ка или наоборот — возникает столб воды. Появ­ляется приливная волна, которая с огромной ско­ростью движется по морской поверхности.
Когда приливная волна приближается к бере­гу, ее первым признаком, как ни странно, может быть незначительное повышение уровня моря. Затем на несколько минут море отступает, как при отливе. Может обнажиться обширный участок морского дна. И затем появляется всеразрушающая приливная волна!

Если вы когда-либо проводили время на бере­гу водоема, то замечали, наверное, что в тихую погоду на воде почти нет волн, а в ветреный до­ждливый день — волн много.
Вот как можно объяснить появление волн на воде. Их создает ветер. Волна — это способ пере­мещения одной из форм энергии с одного места на другое. Для зарождения волны необходима ка­кая-то сила или энергия, и ветер передает такую энергию воде.
Когда мы наблюдаем движение волн — после­довательное, одна за другой — кажется, что вода тоже движется вперед. Но если на поверхности воды плавает кусок дерева, мы заметим, что он не двигается вперед вместе с волнами. Он только будет появляться и исчезать в волнах. Он будет двигаться только при наличии ветра или течения. Какое же движение происходит в волне? В ос­новном это движение частиц воды вверх-вниз. Это движение передается по направлению к бере­гу. Например, если у тебя есть веревка, ты мо­жешь создать подобие волны вдоль всей ее дли­ны. Волнообразные движения проходят по всей длине веревки, но частички веревки вперед не движутся.
У самого берега основание волны ударяется о дно, и движение волны замедляется из-за трения. Гребень волны продолжает движение, обрушива­ясь вниз и образуя прибой.
У берега волны теряют свою энергию. Постой в волнах у самого берега, и ты поймешь, какой энергией они обладают!
В волнах частицы воды движутся вверх и впе­ред, толкаемые ветром. Затем сила тяжести за­ставляет их опускаться и возвращаться в исходное положение. Эти движения воды и заставляют вол­ны передвигаться. Расстояние между гребнями двух волн называется длиной волны, самое ниж­нее ее положение называется подошвой.

Океаны во многом остаются для нас загадкой. Мы даже не знаем возраста океанов. Вполне воз­можно, что на первых этапах развития Земли океанов не существовало.
Сегодня человек исследует океанское дно, что­бы лучше их изучить. До глубины 3600 м дно океанов покрыто мягкими илистыми отложения­ми. Они состоят из известковых скелетов мель­чайших морских животных. На глубинах, превышающих 6 км, дно покрыто мелким красноватым илом, называемым «красная глина». В его состав входят частички скелетов животных, остатки мел­ких растений и вулканический пепел.
В настоящее время глубину океанов измеряют, направляя вглубь звуковые волны и принимая от­раженный сигнал. Для этого измеряют время, за которое звуковая волна достигает дна и после от­ражения возвращается; после этого величину вре­мени делят пополам.
Основываясь на этих измерениях, мы довольно хорошо представляем себе среднюю глубину раз­личных океанов, как и самые их глубокие точки. Самый глубокий — Тихий океан, его средняя глу­бина 4 281 м. Следом идет Индийский океан со средней глубиной 3 963 м. Затем следует Атлан­тический океан со средней глубиной 3 926 м. Для сравнения: Балтийское море имеет среднюю глу­бину всего 55 м!
На сегодняшний день известно самое глубокое место в океанах — в районе Гуамских островов — 10 790 м. Другое глубочайшее место расположено в Атлантическом океане недалеко от Гуамских островов — здесь глубина достигает 9 219 м. Гудзонов залив, по площади превосходящий многие моря, имеет среднюю глубину только 183 м.

Время от времени мы сталкиваемся с некото­рыми вопросами, относящимися к нашей Земле, которые представляются нам таинственными и на которые еще не найдено ответов. Например, на­личие соли в воде океанов. Как она туда попала?
Да мы просто не знаем, как соль попала в океан! Конечно, нам известно, что соль растворя­ется в воде и что она попадает в океаны с дожде­вой водой. Соль с поверхности Земли постоянно растворяется и попадает в океан.
Но мы не знаем, можем ли мы этим объяснить наличие огромного количества соли в океанах. Если высушить все океаны, из оставшейся соли можно было бы построить стену высотой 230 км и толщиной почти 2 км. Такая стена смогла бы обог­нуть по экватору весь земной шар. Или другое сравнение. Соль всех высохших океанов по объему в 15 раз больше всего европейского континента!
Обычную соль, которой мы ежедневно пользу­емся, получают из морской воды, солевых источников или при разработке залежей каменной со­ли. Морская вода содержит 3-3,5% соли. Внут­ренние моря, такие, как Средиземное море, Крас­ное море, содержат больше соли, чем открытые моря. Мертвое море, занимая всего 728 кв. км., содержит примерно 10 523 000 000 тонн соли.
В среднем в литре морской воды содержится около 30 г соли. Залежи каменной соли в различ­ных частях земли образовались многие миллионы лет назад в результате испарения морской воды. Для образования каменной соли необходимо, что­бы испарилось девять десятых объема морской воды; полагают, что на месте современных зале­жей этой соли находились внутренние моря. Они испарялись быстрее, чем поступала новая морская вода — вот и появились залежи каменной соли.
Основное количество пищевой соли добывают из каменной соли. Обычно к залежам соли про­кладывают шахты. По трубам закачивают чистую воду, которая растворяет соль. По второй трубе этот раствор поднимается на поверхность.

Если ты видел изображение туманностей в книгах — в виде огромных спиралей, завихрений и облаков, не надейся увидеть подобное в небе. Большинство туманностей без телескопа не раз­глядеть. Слово «туманность» появилось оттого, что они напоминали туманные пятна наблюдав­шим их сквозь слабенькие телескопы астрономам.
Существуют два основных класса туманно­стей — галактические и внегалактические. Галак­тические туманности можно обнаружить в нашей галактике (Млечный Путь). Они состоят из пыли и газа. Внегалактические туманности расположе­ны за пределами нашей галактики. В основном они состоят из звезд.
Галактических туманностей насчитывается ме­нее 2 тысяч. Значит, большинство туманностей, известных человеку, расположены вне нашей Га­лактики. Сколько их? Насколько нам известно, на огромном пространстве вне Млечного Пути их могут быть миллионы.
Внегалактические туманности еще называются «островными вселенными» или «галактиками». Это означает, что если бы кто-то наблюдал нашу Га­лактику оттуда, она бы выглядела как туманность.
Внегалактические туманности имеют различ­ную форму. Некоторые — неправильной или эллиптической формы. Наиболее многочисленны спиральные туманности. Спиральные, наподобие нашей, галактики состоят из множества звезд, ог­ромных газовых облаков и обширных областей, заполненных пылью. Туманность обычно имеет ядро, от которого по спирали расходятся отрост­ки. Туманность Андромеды — самая близкая к Земле, самая обширная и самая яркая из всех из­вестных. Она выделяет света в 1 500 000 000 раз больше, чем наше Солнце!

Вот как образуются облака: теплый воздух с водяными парами поднимается в небо. На опреде­ленной высоте теплый воздух охлаждается. При низких температурах влага не может больше на­ходиться в виде водяных паров. Лишняя влага превращается в капельки воды, частички льда — вот так образуется облако.
Нет двух похожих облаков, они постоянно ме­няют свою форму. Различие формы облаков объ­ясняется тем, что они образуются на различной высоте и при различной температуре. Кроме того, облака могут состоять из различных частичек, в зависимости от высоты и температуры.
Самые высокие облака называются «светящие­ся». Они находятся на высоте 50-100 км! Затем идут «перламутровые». Они располагаются на вы­сотах от 22 до 33 км. Это очень тонкие, красиво раскрашенные облака, состоящие из пыли или до­ждевых капелек. Их можно наблюдать только по­сле захода Солнца или перед восходом.
На высоте 10 км и выше располагаются «пери­стые», «перисто-слоистые» и «перисто-кучевые» облака. Перистые облака похожи на перья и во­локна, перисто-слоистые — на тонкие беловатые полосы, перисто-кучевые — это небольшие округ­лые облака, о них мы говорим «небо в барашках». Все эти облака состоят из тонких льдинок.
Низкие облака состоят из маленьких капелек воды. На высоте 3-5 км от поверхности Земли располагаются высококучевые облака, состоящие из больших масс паров и частиц, чем перисто-ку­чевые облака. На такой же высоте образуются высокослоистые облака, часто закрывающие все небо серой вуалью, сквозь которую Солнце и Лу­на просвечивают бледными пятнами.
Ниже, на высоте двух километров, формиру­ются слоисто-кучевые облака — крупные и ком­коватые. На этой же высоте располагаются до­ждевые облака — плотные, темные, бесформен­ные. На высоте менее 610 метров находятся слоистые облака — поднявшийся вверх туман. Кучево-дождевые облака — высокие, плотные, похо­жие на цветную капусту облака, приносящие гро­зы и сильные ветры.