Шрифт:
Закладка:
Подобную циркуляцию – когда теплый воздух поднимается в верхние слои атмосферы на экваторе и опускается у полюсов – мы наблюдали бы и на Земле, если бы не вращение нашей планеты. Эта циркуляция называется ячейкой Хэдли – в честь британского метеоролога Джорджа Хэдли (1685–1768), который первым предложил этот механизм в качестве объяснения причин возникновения пассатных ветров. (Здесь отметим также, что главный научно‐исследовательский институт Великобритании, занимающийся изучением климатических изменений, – Met Office Hadley Centre – тоже носит его имя.)
Если бы циркуляция воздуха на Земле зависела только от температуры, земная атмосфера состояла бы всего из двух ячеек Хэдли, в которых теплый воздух поднимался бы вверх у экватора, уходил бы северу в Северном полушарии и к югу в Южном, и опускался бы к поверхности у полюсов, а холодный воздух возвращался бы к экватору, обтекая поверхность планеты. Приповерхностные ветра таким образом всегда дули бы с севера на юг в Северном полушарии и с юга на север в Южном. Однако по факту на нашей планете все обстоит иначе. В реальности на Земле существует три атмосферных ячейки: пассаты, дующие с востока на запад в экваториальной зоне, господствующие западные ветры, дующие с запада на восток в средних широтах, и полярные восточные ветры, которые, как и пассаты, дуют с востока на запад в Арктике и Антарктике. Эта сложная структура ветров обязана своим существованием вращению Земли. Чем быстрее вращается планета, тем больше будет создаваться в ее атмосфере таких структур. Например, многочисленные полосы, которые мы видим на Юпитере, отчасти обязаны своим существованием именно тому, что день на Юпитере длится всего около 10 часов.
Однако, Нимб находится в состоянии синхронного вращения, и это значит, что он вращается относительно медленно – в конце концов, он совершает всего один оборот вокруг оси за год. Поэтому стоит рассчитывать, что перемещение крупных масс воздуха здесь будет зависеть в основном от разности температур между «дневным» и «ночным» полушариями, причем чем больше будет эта разность, тем выше – скорость ветра. Расчеты показывают, что на планете, расположенной близко к материнской звезде, эти ветры наверняка имели скорость, превышающую скорость звука; возможно, их число Маха доходило бы до 15 – намного больше, чем у любых ветров в Солнечной системе. Таким образом, исходя из этих кратких тезисов о структуре атмосферных течений, нам следует ожидать, что в атмосфере подобной планеты присутствуют всевозможные локальные осложнения – как в атмосфере Земли на простую схему циркуляции Хэдли накладываются струйные течения и ураганы.
Разница температур на Нимбе влечет за собой еще одно важное следствие. Скорее всего, на «дневной» стороне вода, откуда бы она там ни появилась, будет быстро испаряться из‐за высокой температуры. А ветры унесут образовавшийся пар на «ночную» сторону, где из‐за постоянного холода он быстро осядет на поверхность в виде снега или льда. Получается, что «ночная» сторона планеты будет покрыта слоем льда, толщина которого будет зависеть от запасов воды на планете (см. главу 8, где мы говорим о механизмах накопления воды в контексте водных миров). Если на поверхности Нимба много воды, как на Земле, то его «ночную» сторону будет покрывать огромный ледник размером с целое полушарие и толщиной во много миль. А если эта планета еще и будет достаточно большой, чтобы в ее мантии поддерживалась конвекция, то ее «ночная» сторона может оказаться очень похожей на планету Айсхейм из главы 6. И здесь горячая магма тоже могла бы подниматься из недр планеты на поверхность через термальные каналы. Тогда под ледником могли бы образоваться пузыри жидкой воды, в которых в принципе могла бы возникнуть и жизнь. Таким образом, все, что мы уже написали в главе 6 о развитии жизни и цивилизации на Айсхейме, можно применить и к подповерхностному слою на «ночной» стороне Нимба.
Но тут в дело вступают раскаленные ветра Нимба, которые никуда не делись бы даже после того, как на его поверхности образовался бы ледник. Вблизи сумеречной зоны тепло, поступающее с «дневной» стороны, могло бы растопить часть ледяного щита. Если бы это произошло, мы получили бы узкую полоску жидкой воды на внешней кромке занимающего все ночное полушарие ледника – еще один нимб, в дополнение к тому, из‐за которого мы дали нашей планете такое имя.
Итак, если бы вы оказались на терминаторе, вы увидели бы по одну сторону узкого океана мерзлую тундру, а по другую – выжженную пустыню. Но, по правде говоря, вы могли бы увидеть и еще более впечатляющую картину. Накапливаясь на «ночной» стороне планеты, лед постепенно превратился бы в подобие нашего антарктического ледяного щита. Под воздействием силы тяжести лед стал бы постепенно растекаться от центра «ночного» полушария, образуя мощные ледники. Когда эти ледники достигали бы берегов океана, они бы дробились, образуя айсберги – точно так же, как и на Земле. И вы могли бы стоять на океанском берегу, спиной к пышущей жаром пустыне, слушая, как волны плещут о берег, и глядя на плывущие в океане айсберги. Какое потрясающе зрелище!
Яростные ветра породили бы в водных пространствах Нимба два находящихся в состоянии вечного противоборства явления. С одной стороны, они бы многократно ускоряли испарение с поверхности океана и уносили бы образовавшийся пар на ночную сторону планеты, как мы уже говорили выше. (Ровно тот же механизм вы используете, когда обмахиваете что‐нибудь, что хотите высушить.) С другой стороны, чем сильнее будет ветер, тем большая часть ледника на ночной стороне растает и тем больше воды притечет в сумеречную зону. В зависимости от того, влияние какого из этих процессов окажется больше, запасы жидкой воды на Нимбе могут меняться в широком диапазоне – от глубокого моря, покрывающего всю переходную зону, до ручейка в жаркой пустыне, быстро и часто пересыхающего до дна. Но так как нас интересует развитие жизни, мы в дальнейшем будем предполагать, что на планете все-таки раскинулся опоясывающий ее непрерывным кольцом океан.
Теперь, выполнив нашу обычную
