Речная и озерная вода содержат также неорганические частицы, которые просто плавают по воде. Вода существует на Земле в рамках большого энергетического круга. Солнце перемещает воду, испаряя ее из морей и океанов, в воздух. В воздухе водяной пар собирается в облака и выпадает в виде дождя, тумана, снега или росы, и возвращается обратно вморе.
Почему дождь идет только в определенные дни, а не в другие?
Когда мы смотрим на небо и видим там большие тяжелые тучи, мы, вероятно, думаем, что скоро пойдет дождь. И мы склонны думать, что тучи — это единственное, что нужно для того, чтобы пошел дождь. Но в действительности дождь — это результат длительного и сложного процесса. Чтобы пошел дождь, необходимо взаимное влияние Солнца, Земли и атмосферы. Процесс начинается тогда, когда Земля согревается Солнцем. Это вызывает превращение воды в океанах, озерах и реках в водяной пар. Водяной пар смешивается с воздухом. Этот процесс называется парообразованием.
Подымающийся вверх теплый воздух приносит водяной пар в атмосферу. Здесь он распространяется и остывает. После этого теплый воздух отдает часть своего груза невидимого водяного пара, и так образуются облака. Этот процесс называется конденсацией. Внутри тучи крошечные капельки постепенно становятся все больше и больше по мере того, как они собирают все больше влаги.
Наконец капли становятся такими большими, что уже больше не могут удерживаться наверху воздушными течениями, и выпадают на землю в виде дождя. А теперь давайте посмотрим, почему процесс образования дождя происходит только в определенное время.
Первый этап этого процесса — парообразование — происходит практически постоянно в течение дня. Водяной пар поднимается в атмосферу. Но этот невидимый пар не превращается в видимые облака, состоящие из мельчайших капелек, каждый день. Это происходит потому, что пару необходима поверхность, на которой он мог бы сконденсироваться. Если в воздухе нет или очень мало частичек пыли, конденсация не может произойти.
Образованию капелек способствуют также маленькие кристаллы льда и снега. Обычно для того, чтобы пошел дождь, необходимо движение теплых воздушных масс навстречу холодным или наоборот. Теплые воздушные массы содержат облака и влагу, и когда эти теплые массы охлаждаются холодными массами, образуются капельки воды, которые выпадают в виде дождя. Поэтому предсказания погоды всегда упоминают о движении воздушных масс. Они подсказывают нам, будет дождь или нет.
Где выпадает больше всего осадков?
Многие факторы определяют, сколько дождя или снега выпадет на земную поверхность. Это температура, высота надуровнем моря, местонахождение горных цепей и т. д. Вероятно, самое дождливое место в мире — это гора Вайалеале на Гавайях, на острове Кауаи. Среднегодовой уровень количества осадков составляет здесь 1197 см. Черрапунджи в Индии, возможно, занимает второе место по количеству осадков со среднегодовым уровнем от 1079 до 1143 см.
Однажды 381 см дождя выпал в Черрапунджи за 5 дней. А в 1861 году количество осадков достигло 2300 см! Чтобы было более понятно, давайте сравним количество осадков в некоторых городах мира, Лондон получает 61 см осадков в год, Эдинбург — около 68 см, а Кардифф — около 76 см. В Нью-Йорке выпадает около 101 см осадков. Оттава в Канаде получает 86 см, Мадрид — около 43 см и Париж — 55 см. Итак, вы видите, каков контраст Черрапунджи.
Самое засушливое место в мире — это, вероятно, Арика в Чили. Здесь уровень осадков составляет 0,05 см в год. Самое засушливое место в США — Ранчо Гринлэнд в Долине Смерти. Там среднегодовой уровень осадков менее 3,75 см. В некоторых обширных регионах Земли сильные ливни бывают круглый год. Например, почти каждая точка вдоль экватора получает 152 см и более осадков каждый год. Экватор является точкой соединения двух больших потоков воздуха. Повсеместно вдоль экватора воздух, двигающийся вниз с севера, встречается с воздухом, двигающимся вверх с юга.
Существует основное направленное вверх движение горячего воздуха, смешанного с водяным паром. Так как воздух поднимается к холодным высотам, большое количество водяного пара конденсируется и выпадает вкачестве дождя. Большая часть дождя выпадает с наветренной стороны гор. Другая сторона, называемая подветренной, получает намного меньше осадков. Примером являются горы Каскад в Калифорнии. Западные ветры, несущие водяной пар, движутся с Тихого океана. Достигнув берега, воздух поднимается по западным склонам гор, охлаждаясь. Охлаждение вызывает конденсацию водяного пара, который выпадает в виде дождя или снега.
Что такое сталактит?
Сталактиты возникают в пещерах. Чтобы узнать, как они образуются, давайте исследуем одну из таких пещер — пещеру Карлсбад в штате Нью-Мексико. Горной породой в Карлсбаде является известняк. Известняк — довольно мягкая порода, которая может быть растворена слабой кислотой. Кислота, которая растворяет известняк, содержится в дождевой воде. Падающие капли дождя забирают двуокись углерода из воздуха и из почвы. Эта двуокись углерода превращает дождевую воду в углекислоту. Около миллиона лет назад одна капля дождя удержалась на потолке пещеры. Когда вода испарилась, крошечное кольцо извести закристаллизировалось на потолке.
Вторая капля, а за ней третья, четвертая и пятая оставили известь на том же месте. Время шло, кольца извести образовывали маленький бугорок, «сосульку». Она продолжала расти. Другая капля воды упала на пол пещеры. И снова осталась известь. Время шло, тысячи капель падали на то же самое место. Частички извести образовывали что-то похожее на толстую каменную свечку. «Свеча» продолжала расти.
Каменная сосулька на потолке называется сталактитом. Толстая «свеча» на полу называется сталагмитом. Сталактиты и сталагмиты бывают разной высоты, что зависит от степени сырости в пещере, температуры и толщины слоя известняка над пещерой. Некоторые сталактиты вырастают в год по 2 см, на что другим требуется сотня лет. Часто сталагмиты, растущие вверх, соединяются со сталактитами, растущими вниз, и образуют колонны.
Самая большая колонна в Карлсбаде более 30 м высотой. Потолки некоторых пещер покрыты короткими сталактитами, которые выглядят как бахрома. В других пещерах сверкают каменные иголки на стенах. Некоторые сталактиты растутвстороны и вверх так же, как и вниз. Когда вода перестает попадать в пещеры, сталактиты перестают расти, а пещера считается «мертвой».
Что такое каменоломня?
Добыча камня — это процесс, когда камень извлекается из земли. Камни могут добываться сплошными глыбами или плитами или раздробленным щебнем. Глыбы или плиты используются в строительстве. Щебень используют для прокладки дорог. Существуют различные виды каменоломен. В некоторых камень встречается в виде огромной сплошной массы. В других камень образует слои разной толщины.
Каменоломня — это большое углубление в земле. Иногда оно широкое и мелкое, а иногда это глубокая, узкая скважина. Рабочим в каменоломнях приходится использовать лестницы, или их опускают в каменоломни с помощью механических средств. В каменоломнях часто возникает проблема из-за воды. Это происходит от того, что каменоломня как большая каменная чаша собирает и хранит всю дождевую воду, попавшую в нее. В таких случаях воду приходится выкачивать.
Иногда добываемый камень находится под землей. Такая каменоломня называется шельф. В такой каменоломне машины могут подойти прямо к камню и отбуксировать его. Как решить, где открыть каменоломню? Необходимо вначале провести исследование. Геологи могут сказать, где, вероятно, находится хороший камень. Затем необходимо взять пробу камня.
При исследовании несколько отверстий бурятся в разных местах площадки. Используются специальные сверла, чтобы вырезать сердцевину камня диаметром около 5 см, которая поднимается на поверхность и исследуется. Некоторые сверла могут проникнуть до 850 м вглубь. Проба указывает, достаточно ли хорошего камня, чтобы каменоломня была прибыльной.
