Взламывая планету Земля

Как появилась суша

Китайский ученый Шэнь Ко был далеко не первым, кого интересовало, как окаменелости морских раковин оказались в горах. В 1070 году, сопоставив факты, он предложил гипотезу о том, как образовалась суша.

Морские ископаемые в горах – очевидное доказательство того, что раньше на этом месте было морское дно. Шэнь Ко предположил, что слои ила, накапливаясь в течение долгого времени на дне, вырастали над поверхностью воды и становились сушей. Ископаемые остатки бамбука в пустыне, где слишком сухо для его произрастания, свидетельствовали о том, что суша тоже меняется. Например, подземные силы способны превратить равнину в горы, в результате эрозии горы разрушались, смытые дождями песок и другие отложения попадали в реки, а затем в море, где на дне они образовывали новый слой. Все, что было нужно – это время.

Окаменелости, найденные в мягких породах горного хребта Тайханшань в центральной части Китая, стали для Шэнь Ко отправной точкой для создания геоморфологической теории.

Природа радуги

Причина появления в небе разноцветной радужной дуги всегда интересовала ученых. В 1300 году эксперимент со стеклянными шарами помог пролить свет на это явление.

Римский философ I века н. э. Сенека Младший первым приблизился к объяснению феномена. Он заметил, что радуга всегда появляется в небе напротив Солнца. Такой же эффект возникает в брызгах воды, из чего Сенека сделал вывод, что радуга – это отражение света от поверхности водяных капель. Это объяснение стало общепринятым – его придерживался даже арабский основоположник оптики (науки о свете) аль-Хайсам, живший в XI веке. Истинная природа радуги была открыта только в 1300 году, когда немецкий монах Дитер Фрейбургский сымитировал капли дождя, используя стеклянные шары, наполненные водой.

Радужное открытие Дитера приходилось изображать черно-белым.

Он заметил, что луч света, проходя сквозь шар, преломлялся, то есть менял направление, а затем отражался от противоположной стенки. Выходя наружу, свет вновь преломлялся, раскладываясь на спектральные цвета. Радуга, которую мы наблюдаем, возникает в результате этих отражений и преломлений. Мало кто знает, что настоящая форма радуги – круг, но на небе мы можем увидеть только его половину.

В поисках сокровищ

В 1405 году китайский император династии Мин приказал организовать беспрецедентную по тем временам экспедицию. Гигантские корабли отправились в плавание, чтобы изучать океан и прославлять величие Китая.

Династия Мин желала расширить как свои представления о мире, так и представления чужеземцев о Китае. Флот под командованием адмирала Чжэн Хэ, двигаясь вдоль берегов Индийского океана, посетил Восточную Африку, Аравию, Индию и западные острова современной Индонезии. Китайские мореплаватели совершили 7 плаваний с преимущественно торговыми и дипломатическими миссиями, которые не оставляли у соседних государств сомнений в мощи китайской империи, а также помогали получать новые сведения о странах бассейна Индийского океана.

Чжэн Хэ почитают в регионах Юго-Восточной Азии за то, что он способствовал распространению ислама и китайского влияния.

Чжэн Хэ следовал прибрежными торговыми маршрутами, но также открывал новые морские пути, а с ними и возможности обмена товарами и информацией. Однако экспедиции императорского флота прекратились в 1433 году, и на какое-то время в Индийском океане воцарилось безвластие. Ситуация изменилась лишь во второй половине XV – начале XVI века, когда европейские путешественники стали продвигаться на восток, огибая южную оконечность Африки. Если бы китайские экспедиции продолжались, история человечества могла бы быть совсем другой.

Компас

На флоте Чжэн Хэ использовали для навигации магнитный компас – изобретение, недавно распространившееся на Запад. Однако на протяжении первого тысячелетия китайцы в основном использовали компас в ритуалах, чтобы отслеживать перемещения духов. Для этого служил магнетит (естественный магнит) в виде ложки, всегда указывавшей на юг. Европейские моряки решили, что для них важнее знать, где север.

Флотилия Чжэн Хэ состояла из гигантских кораблей, вдвое превосходящих по размеру другие суда того времени (хотя о точных размерах идут споры). Согласно дошедшим до нас свидетельствам, в плавание выходило более 40 больших «кораблей-сокровищниц» – они служили для того, чтобы демонстрировать благосостояние Китая, а не для того, чтобы грабить другие народы, – и еще порядка 200 кораблей. Всего в плавание отправлялось около 28 000 человек. Однако достоверность этих чисел до сих пор остается под вопросом.

Магнитная навигация

Из-за страха сбиться с курса и заблудиться, большую часть истории человечества капитаны кораблей старались не терять берег из вида. Магнитный компас в корне изменил ситуацию, сделав доступными новые методы навигации. В Китае магнетиты – минералы, обладающие магнитной силой, использовались в качестве компаса еще в 200 годах до н. э. К XIV веку компас дошел до Европы, и именно здесь, в Испании и Португалии, с XV века стали совершать дальние плавания в открытом море. Компас был для этого незаменимым инструментом, поскольку он всегда указывает в одном направлении – на север.

На карте XIX века изображены приблизительные направления на северный магнитный полюс из разных точек Земли, сильно искаженные проекцией.

Однако исследователи Атлантики начали понимать, что указанное компасом направление на север может меняться, или, по крайней мере, так кажется. Сейчас это расхождение называют «магнитным склонением» – это угол между географическим севером, который находится на Северном полюсе, и магнитным полюсом, расположенным в нескольких градусах от него, подо льдами канадской Арктики. Точное значение магнитного склонения зависит от того, находитесь ли вы к востоку или к западу от магнитного полюса. Средневековые мореплаватели использовали это значение для определения долготы в открытом океане.

Генрих Мореплаватель

Португальский принц Генрих правил народом, живущим на западной окраине мира, в стороне от торговых маршрутов Европы и Азии. Но зато у этого народа был доступ к океану, открывающий путь к возможному покорению остального мира. В 1418 году Генрих обратился к морякам, математикам и инженерам за изобретениями, необходимыми для дальних плаваний. Началась эпоха великих географических открытий.

В чем измеряются погодные явления

В эпоху Возрождения ученые начали использовать накопленные сведения и собирать новые факты. Изучением погоды занялся типичный представитель эпохи Возрождения – Леон Баттиста Альберти.

Альберти был разносторонним человеком и интересовался всем понемногу – поэзией, архитектурой, математикой, криптографией. Он изобрел прибор для измерения скорости ветра – анемометр, который представляет собой вертушку с лопастями, закрепленными на оси. Анемометр узнает даже современный человек, ведь с момента изобретения в 1450-х годах прибор почти не изменился.

Максимум и минимум

В 1780 году английский метеоролог Джеймс Сикс изобрел U-образный термометр со стальными маркерами, венчающими столбики ртути. Левый маркер опускался с понижением температуры и оставался на месте, указывая наименьшую температуру дня. Правый маркер поднимался, указывая самую высокую температуру того же дня.

Ветер, ударяя в одну из лопастей, приводит в движение всю конструкцию, подставляя воздушному потоку другую лопасть. Вращаясь, это устройство измеряет силу ветра по количеству оборотов в минуту.

Дождемер

Примерно в одно время с появлением изобретения Альберти корейцы сделали свой вклад в измерение погодных явлений. В XV веке, в период расцвета династии Чосон, король приказал установить дождемеры по всей стране, чтобы собирать информацию об осадках, необходимую для развития сельского хозяйства. Только один такой дождемер дожил до наших дней. Это стальной цилиндр глубиной 32 см, который вставлен в прочное каменное основание.

Позднее анемометр был усовершенствован: лопасти стали делать в виде чашек, изгиб которых позволял устройству вращаться равномернее. Эти приборы можно увидеть на метеостанциях при аэродромах и морских портах. Измерители ветра вращаются в горизонтальной плоскости подобно маленьким ветряным мельницам. Эта версия анемометра также способна поворачиваться вслед за ветром, показывая не только его скорость, но и направление.

Башня Ветров на агоре – рыночной площади – в древних Афинах считается первой метеостанцией. Флюгер на крыше показывал жителям города направление ветра, солнечные и водяные часы – время.

Поддадим пара?

Чтобы определить вероятность дождя, древнекитайские предсказатели погоды научились измерять уровень влажности воздуха. В качестве гигрометра они использовали куски угля, которые, впитывая влагу из воздуха, становились тяжелее. В середине XV века немецкий ученый Николай Кузанский, современник Альберти, создал гигрометр из слабо натянутых длинных человеческих волос. При увеличении влажности волосы становились длиннее и провисали, а когда влажность снижалась – натягивались. Идея гигрометра из волос иногда приписывается художнику, инженеру и многогранному гению Леонардо да Винчи, поскольку в рукописи «Атлантический кодекс» 1480 года нашли набросок этого прибора.

Путешествие Колумба

Христофор Колумб был первым мореплавателем, который вернулся в Европу с докладом о существовании Нового Света на западном берегу Атлантики. И все это благодаря одной большой ошибке.

Первый ураган

В 1493 году Колумб вернулся на Карибские острова, собираясь разбогатеть на торговле рабами. Карибский бассейн – зона самых сильных ураганов в мире, и как-то раз Колумб был вынужден укрыть свой флот от шторма у южного берега острова Гаити. Его рассказ о «морском чудовище» был первым описанием урагана, дошедшим до Европы. Слово «ураган» произошло из языка народа таино, племени, населявшего Карибские острова до открытия Америки Колумбом и полностью истребленного им и другими колонизаторами, основавшими здесь свои поселения.

История Америки началась 12 октября 1492 года, когда флот Колумба причалил к одному из Багамских островов. Период истории американских континентов, предшествующий этому дню, историки называют доколумбовым. Всего через несколько месяцев после того, как вести о Новом Свете достигли Европы, европейские королевства обратили свой взор на запад, а искатели приключений и поселенцы хлынули туда, чтобы занять свою часть территории.

Океан

Иронично, но далеко не удивительно, что такое открытие стало следствием серьезного просчета. История Колумба стала основополагающим мифом о возникновении современной Америки, и трудно выяснить реальные факты. Согласно легенде, Колумб, итальянский мореплаватель, хотел найти западный путь в Индию, в первую очередь к Молуккским островам, также известным как острова Пряностей (современная Индонезия). За средствами на экспедицию он обратился к королю Португалии, но королевские мореплаватели сразу отвергли эту идею.

Колумб готовится к отплытию с мыса Палос на южном побережье Испании. Вопреки легенде, моряки боялись не свалиться с края плоской Земли, а того, что им не хватит провианта, чтобы добраться до Азии по морю.

В конце концов, Колумб получил корабли от членов испанской королевской семьи, которые тоже считали его безумцем, однако их привлекла перспектива опередить португальцев в получении прибыли от этого предприятия – каким бы долгим оно не было. О невысоких ожиданиях испанцев говорит то, что они позволили Колумбу стать наместником, доверенным королем любой земли, которую он обнаружит. Матросы Колумба тоже были не в восторге от этой затеи из-за страха упасть с края Земли.

Путь в Индию

Попытки Колумба заинтересовать Португалию в своем путешествии были осложнены тем, что Бартоломеу Диаш недавно обогнул Африку с юга, открыв восточный маршрут в Азию. Диаш назвал южную оконечность африканского континента мысом Бурь, но позже она была переименована в мыс Доброй Надежды, чтобы повысить привлекательность открытия. В 1497 году Васко да Гама отправился в экспедицию по этому пути и через год пристал к берегам Индии (на этот раз настоящей). Во время другого путешествия в Индию корабли отнесло ветрами на юго-запад, к побережью современной Бразилии – территории, которая вскоре стала португальской колонией.

На полпути

Через четыре недели следования на запад от Канарских островов (в то время западнее них никто не заплывал) моряки взмолились о возвращении домой. Колумб успокоил их и попросил подождать еще три дня – и на его счастье в последний момент на горизонте показалась земля. Колумб думал, что они прибыли в Индию, в Восточную Азию, и потому в течение последующих 500 лет коренные американцы назывались индейцами.

Эта карта, датируемая 1490 годом, выставлена в Лиссабоне (Португалия). Считается, что ею пользовался Колумб во время своего знаменитого первого путешествия в Америку.

Эта ошибка была порождена другой, еще большей, из-за которой Колумб и решился на плавание. Он был уверен, что из Испании до Азии можно добраться примерно за пять недель, потому что неверно вычислил размеры Земли и континентов. Работая с греческими и арабскими источниками, он запутался в единицах измерения, и в его расчетах размер земного шара был на 25 % меньше по сравнению с прежними оценками. Кроме того, он думал, что Дальний Восток гораздо ближе к Европе, а расстояние, которое ему нужно пройти, вдвое меньше реального. Вот почему португальские моряки наотрез отказались от его плана, а экипаж лишился присутствия духа после долгих недель, проведенных в море. Они боялись умереть от голода раньше, чем закончится их путешествие, но были спасены, когда обнаружили землю, которую теперь мы называем Америкой.

Кругосветное плавание

Несмотря на неожиданный успех путешествия Колумба, у его покровителя короля Испании по-прежнему не было западного маршрута в Азию. В 1519 году еще один флот отправился на поиски.

Маршрут рокового путешествия Магеллана, на которое ушло почти три года.

В 1494 году, когда уже было очевидно, какие возможности – в том числе торговые – открывает освоение океана, две ведущие морские державы, Испания и Португалия, договорились поделить мир пополам. Они заключили Тордесильясский договор, по которому все земли к западу от линии, проведенной посреди Атлантики, отходили Испании, а к востоку – под контроль Португалии. Побережье Бразилии оказалось восточнее этой линии, что позволило Португалии закрепиться в Америке.

Новый океан

Испанским флотом, отправившимся в Азию, командовал португальский мореплаватель по имени Фернан Магеллан. Он повел пять кораблей через Атлантический океан на юг, прошел вдоль побережья Бразилии и обогнул Южную Америку.

Кругосветное плавание Магеллана было прервано, когда он оказался втянутым в межплеменную войну на Филиппинах. Он стал одной из первых ее жертв.

Экспедиция Магеллана была лишь второй попыткой европейцев отправиться на запад от Америки: за несколько лет до этого испанский исследователь пересек Панамский перешеек и достиг западного берега. Магеллан назвал океан «мирным морем», до нас же дошло название «Тихий». Чтобы пересечь самый большой океан на Земле понадобилось более трех месяцев (его площадь равна площади всех океанов вместе взятых). Спустя полтора года флот подошел очень близко к Островам Пряностей и остановился в Себу (город на Филиппинах). Магеллан оказался втянутым в местную войну и погиб в стычке. Завершить кругосветное путешествие и, обогнув Африку, привести флот обратно в Испанию выпало мореплавателю Хуану Себастьяну Элькано. Плавание продлилось чуть менее трех лет. Из 270 членов первоначального состава вернулись только 18 человек.

Мыс Горн

Южная оконечность Южной Америки называется мыс Горн. Его береговая линия испещрена бухтами, островами и заливами. Магеллан назвал это место Огненной Землей (Tierra del Fuego), потому что европейские моряки по ночам видели на берегу множество костров, зажженных аборигенами, которые грелись возле них – или, возможно, готовились к атаке. Магеллан решил зайти в бухту с соленой водой и по ней попал из Атлантического океана в Тихий. Теперь она называется Магелланов пролив.