Будни демиургов, или Что нам стоит мир построить!

В предыдущей главе мы напридумывали много разных типов планет, более или менее реалистичных. Теперь мы временно забудем про планету-океан и планету-кубик, вернёмся к реализму и будем говорить про вполне конкретный тип планет — металло-силикатные. Тот самый тип, к которому относится и наша Земля. Итак, рельеф. Что можно о нем сказать? Если говорить именно о металло-силикатных планетах, то твердо можно сказать одно: он должен быть. Ровной как стол такая планета быть не может. Почему? Вспомним — вкратце, без деталей — строение Земли. Снаружи твердая кора, состоящая преимущественно из силикатов, дальше — мантия. Ещё глубже находится ядро, но о нем сейчас речь не идёт. Так вот, о мантии. Под действием колоссального давления и высокой (до 4000 тысяч по Цельсию) температуры мантия превращается в сверхвязкую жидкость. И как положено жидкости, за счет разности температуры разных слоев она способна перемещаться: горячие слои поднимаются вверх, а наверху, на границе с корой, они остывают до каких-то жалких 900 градусов и соответственно опускаются. Практически точно как в кастрюле с кипящим бульоном. Этот процесс называется конвекцией. Продолжим аналогию. Пена на поверхности бульона не распределяется равномерно, а рано или поздно сбивается в одну кучку. Так вот именно так ведут себя силикаты, образующие кору планеты — они собираются в материки (или один материк, подобно Пангее, которая существовала когда-то на Земле). А в дальнейшем материковые плиты начинают сходиться, расходиться, наползать друг на друга, громоздясь горными хребтами… Впрочем, этот процесс не будет продолжаться вечно. Рано или поздно мантия (а возможно, и ядро) остынет и затвердеет. Например, считается, что у Марса в настоящее время и мантия, и ядро — твердые. Но для рельефа планеты это будет уже несущественно, «пена» силикатов не расползется обратно, и горы будут по-прежнему возноситься к небу, а между материковыми плитами будут располагаться впадины, которые при наличии на планете достаточного количества воды станут океанами. Это мы описали вариант для металло-силикатных планет. А если взять немного другой тип планеты? У силикатной планеты, не имеющей металлического ядра, скорее всего все слои будут твердыми. Чисто теоретически можно, конечно, и силикатную мантию разогреть до полужидкого состояния — вот только механизмов для такого разогрева у силикатной планеты нет. Так что материковая кора, значительно отличающаяся от океанской коры, там не сформируется, поверхность планеты будет заметно более гладкой, чем поверхность Земли, а основным фактором горообразования будет вулканическая деятельность. С другой стороны, вулканов на силикатной планете будет больше, чем на Земле. И в отличие от земных, они почти не будут извергать лаву — а только облака газов и, возможно, пыли. Теперь возьмем другую крайность — металлическую планету. Кстати, ближайший пример подобной планеты у нас имеется совсем рядом — это Меркурий, так что тут даже гадать не надо. Текучесть у металлической мантии гораздо выше, чем у металло-силикатной, так что кипеть наша «кастрюля» будет довольно бурно. Тонкий слой силикатной коры не успевает смещаться с такой скоростью и трескается, в трещины выплескивается лава, застывает, при очередных подвижках трескается уже сама… В общем, такой мир будет почти плоским, и при этом его будут постоянно сотрясать небольшие, локальные землетрясения с образованием глубоких разломов. Итак, вернёмся к металло-силикатной планете как к самому частому варианту. Мы остановились на том, что относительно лёгкая материковая кора оказалась собрана в материковые плиты, а между ними остались впадины, выстланные тяжёлой океанической корой. Рано или поздно эти впадины заполнит вода, превращая их в соленые океаны. Кстати, многие люди полагают, будто вода в океане соленая по той же причине, что и в бессточных озёрах — потому, что там накапливается соль, принесенная реками и ручьями. Это неправильно, на самом деле вода океанов изначально соленая. Откуда взялась эта соль? Оттуда же, откуда, собственно, и сама вода — из вулканических выбросов. В магме растворено множество самых разных веществ, включая воду, и при извержении все это выделяется огромными облаками вулканических газов, чтобы потом пролиться кислотным дождем, вступить в реакцию с минералами коры и превратиться в солёное море. Теперь объединим вышесказанное с кое-какими сведениями из второй главы. Что у нас получается? Планета примерно земных размеров скорее всего будет обладать примерно земным же рельефом, там будут материки и океаны, горные хребты и глубоководные желоба. Планета значительно крупнее Земли, но с земной же силой тяжести, вероятнее всего будет относиться к силикатному типу, и по сравнению с Землёй рельеф на ней будет значительно более плоским, с возвышающимися кое-где горами вулканического происхождения. В зависимости от количества воды такой мир может быть полупустынным, с разбросанными кое-где озёрами (частью реликтовыми, солёными, а частью «молодыми», пресными), а может представлять из себя обширный, но мелкий океан с многочисленными небольшими островами. К этому типу, вероятно, относится Земноморье Урсулы Ле Гуин. Небольшая планета с земной силой тяжести — это явно металлическая планета. Она тоже будет по сравнению с Землей почти плоской, и ее поверхность будет постоянно сотрясаться и раскалываться. В такой ситуации трудно ожидать существования более-менее значительных водоемов, и большая часть воды скорее всего будет существовать в виде водяного пара, периодически концентрируясь в облака и проливаясь дождями — а потом очередной разлом пройдет поперек озера, вода, встретившись с горячей лавой, испарится, и все начнется снова. Теперь о климате. В формировании климата участвует множество разных факторов, и наверняка ни вы, ни ваши критики не разбираются в них в достаточной степени. Так что если у вас действие происходит на небольшом пространстве и занимает относительно недолгое время, можете придумывать почти без ограничений, никто не сможет сказать вам: «Так не бывает!» А вот если события вашей истории занимают дольше одного сезона и/или герои перемещаются дальше, чем в пределах одной географической зоны, тогда надо помнить о кое-каких закономерностях. Первое и самое простое — это температурный градиент от экватора до полюсов. Казалось бы, это очевидно — но очень многие фантасты упускают это из виду, говоря о планетах с холодным или теплым климатом, как будто он одинаков по всей планете. Между тем количество тепла, которое получает один и тот же участок планеты на экваторе и вблизи полюсов, очень даже различается, и соответственно климат там никак не может быть одинаковым. Скажем, на планете Земля средняя температура на экваторе +24 градуса по Цельсию, а на Южном полюсе -49 по Цельсию. Этот градиент может быть в какой-то мере сглажен ветрами и течениями, он будет более выражен в сухом климате и менее заметен на планете-океане — но он неизбежно будет существовать на любой планете, реальной или фантастической. Единственный вариант планеты без экваториально-полярного градиента — это планета в форме правильного цилиндра, ось которого перпендикулярна плоскости орбиты. Еще из глобальных закономерностей надо учесть так называемое кориолисово ускорение. Многим известно, что в Северном полушарии правый берег реки крутой, а левый пологий, но мало кто задумывается, что та же сила вызывает преобладание в атмосфере западных (то есть дующих с запада на восток) ветров и течений, это явление называется «западный перенос». Наиболее выражен западный перенос в средних широтах, на экваторе он отсутствует (как и кориолисово ускорение в целом). А вот смена времён года не является обязательным явлением. Мы говорили про это во второй части, но я все же повторюсь: смена времён года связана с наклоном оси планеты и/или с вытянутой орбитой. То есть на планете, ось которой строго перпендикулярна круговой орбите, не будет самого понятия времён года. Между прочим, для обитателей планеты это может быть не только хорошо, но и плохо. Конечно, летне-зимние перепады температуры требуют развития различных приспособительных механизмов, зато наличие более-менее теплого лета, пусть даже короткого, сильно расширяет возможности для развития жизни. Скажем, среднегодовая температура средней полосы России +5-7 градусов по Цельсию — не хотелось бы мне круглый год жить при такой температуре! А так — жаркое лето даёт возможность растениям и животным запастись питательными веществами, оставить потомство… А зиму можно и перетерпеть, например в состоянии спячки или в виде семян. О чем ещё стоит помнить, перемещая своего героя из конца в конец материка? Например, о разнице между морским и континентальным климатом. На всякий случай напомню: теплоемкость воды весьма велика, и нагревается вода значительно медленнее, чем суша — зато и остывает настолько же медленнее. То есть резко континентальный климат предполагает большой перепад температур днём и ночью, зимой и летом — как только солнце перестает нагревать землю, она тут же начинает остывать. В итоге, например, на «полюсе холода» — в поселке Оймякон в Якутии — летом температура днем поднимается до +30-34 градусов, а ночью падает до +10. А вот в морском климате эти перепады будут сглажены, и на той же широте зима будет заметно теплее, а лето — заметно прохладнее, чем вдалеке от побережья, да и разница между дневной и ночной температурой будет едва заметна. Надо, впрочем, помнить, что слишком быстрые перепады температуры, на десятки и сотни градусов за считанные минуты, которые нередко встречаются у фантастов, на обитаемых планетах невозможны в принципе — поскольку атмосфера играет роль «одеяла», удерживая тепло на поверхности планеты, да и гидросфера стабилизирует температуру. На Земле зафиксирован случай, когда температура за несколько минут поднялась от -20 до +7, но это это единичное явление, и оно было связано с мощным теплым ветром. А в принципе суточный и тем более годовой перепад температур можно делать сколь угодно значительным, особенно если тому есть резонное обоснование — выраженный наклон орбиты, если говорить о сезонах, или достаточно длинные сутки, за время которых поверхность успеет соответственно прогреться или остыть. Ещё надо помнить, что заметное похолодание ощущается при подъёме в гору. Считается, что в среднем при подъеме на 1 километр температура падает на 6 градусов. Это, разумеется, на Земле. В мире с другой отражательной способностью поверхности, с другой плотностью атмосферы и т.д. эти показатели могут быть другими, но общая тенденция сохраняется в любом случае. Ещё надо поговорить про ветер. Надо ли напоминать, отчего он вообще возникает? Ну, на всякий случай коротко: теплый воздух поднимается вверх, и на его месте остается область пониженного давления, то есть, проще говоря, «пустота», та самая, которую природа якобы не терпит. И чтобы заполнить эту пустоту, воздух устремляется в это место из более прохладных. То есть, сильно упрощая — ветер всегда дует из более холодного места в более теплое. А теперь вспомним о том, что мы чуть выше рассуждали про разницу в теплоемкости воды и суши, и нам станет понятен механизм образования бризов и муссонов. Бриз возникает из-за суточной разницы в температурах между сушей и морем, днем он направлен в сторону суши, а ночью наоборот. С муссонами все аналогично, с той разницей, что это — явление сезонное, а не суточное, они летом дуют с моря на сушу, а зимой — с суши в сторону моря. Муссонный климат отличается большой влажностью летом, с тучами и дождями, и относительно сухим воздухом зимой. А вот пассаты дуют одинаково круглый год, и существование их связано как раз с западным переносом. Эти ветры стабильны и играют важную роль как в формировании климата, так и в развитии мореплавания. Ну, вроде планету мы создали. В следующих частях будем думать о том, кем ее заселять.