Иеллостонский парк - 2

До самого последнего времени было известно лишь одно место с гейзерами, именно юго-западная часть острова Исландии, где издавна найдены многие горячие ключи и в том числе два знаменитые гейзера: собственно Гейзер  и Строкр.  Затем вновь открываемые в других местах подобные периодически извергающиеся горячие ключи подучили общее наименование гейзеров, подобно тому, как нарицательное ныне слово «вулкан» произошло от Вулкана — огнедышащей горы на одном из Липарских островов. Самое слово «гейзер» на исландском наречии значит «брызгун» или «бешеный».

В пятидесятых годах нынешнего века знаменитый геолог Гохштеттер (Hochstetter 1829–1884) открыл множество гейзеров на северном острове Новой Зеландии (во время известной экспедиции на «Новаре»); затем в 1871 году Монгомери (Montgomerie) открыть гейзеры в Тибете у озера Тенгри-Нора, близ Лхассы, и, наконец, в 1872 году, Гайден открыл гейзеры в Иеллостонском Парке; эти последние по величине площади, ими занимаемой, по силе извержения и по своему числу превосходят все прочие, ныне известные на земном шаре.

Однако, до сих пор наиболее изученным остается исландский Гейзер. Он расположен близ вулкана Борнафела на высоте не более 500 футов над уровнем океана и в спокойном состоянии представляет небольшой, почти круглый бассейн около 6-ти саженей в диаметре, наполненный очень теплою водой. В середине бассейна имеется отвесный канал, называемый трубкою гейзера. Температура воды не остается постоянною, а, постепенно повышаясь, достигает почти точки кипения. Тогда из центра бассейна вдруг вырывается столб воды и паров в виде огромного фонтана. После известного промежутка времени фонтан прекращается, и бассейн представляется опять спокойным и наполненным только теплою водой. Промежутки между двумя последовательными извержениями, продолжительность извержения и высота фонтана, по показаниям разных путешественников, весьма различны. В среднем выходит, что извержения бывают каждые 30 часов и продолжаются около 20 минут; однако, были случаи, что извержения происходили и через 6 часов. Высота фонтана в разных извержениях колеблется в пределах от 100 до 212-ти футов.

К сожалению, географическое положение Исландии не позволило организовать правильных наблюдений, а местные жители мало интересуются этим чудом природы и не следят за ним; Гейзер находится в расстоянии около 100 верст к востоку от Рейкиавика. Наиболее полные исследования исландских гейзеров произведены экспедицией Бунзена и Деклуазо в 1846 году. Эти ученые прожили у самого Гейзера целых 12 дней и произвели там множество наблюдений. Главным образом, измерялась ими температура воды в бассейне и в гейзерной трубке, имеющей длину в 77 футов. На поверхности температура воды оказывалась всегда ниже точки кипения, около 90° по Цельсию, затем, повышаясь с глубиной, она доходит на дне до 120°. Однако, если принять в расчёт давление водяного столба и вычислить температуры кипения воды на разных глубинах, то во всех местах трубки температура оказывалась всегда ниже соответствующей точки кипения.

Всего любопытнее то обстоятельство, что разности между точкою кипения на известной глубине и наблюденною температурою были не везде одинаковы, и наименьшая разность была не на дне трубки, а на глубине около 50-ти фут., где эта разность не превосходила 3° по Ц. По всей вероятности, вертикальная трубка Гейзера имеет на этой глубине боковой канал, откуда и прибывает горячая вода. Существование канала подтверждается и тем, что камни, опускаемые на веревках в трубку Гейзера, в момент начала извержения с силою выбрасывались, если они помещались на глубинах менее 50-ти фут., тогда как, будучи опущены на большую глубину, они оставались неподвижными в нижней части трубки. Да не только камни, даже термометр, опущенный Бунзеном на дно трубки, остался невредимым во время извержения. Наоборот, даже в промежутках между извержениями, когда вода в бассейне совершенно спокойна, в трубке, против бокового канала, откуда прибывает новая вода, происходит беспокойство, и термометр, повешенные как раз против канала, разбился. Конечно, этого канала никто не видал, так как трубка Гейзера никогда не освобождается от кипящей воды, но существование его открыто именно благодаря этим опытам с термометрами и повешенными камнями.

На основании своих опытов Бунзен составил нижеследующую теорию Гейзера, которая в общих чертах применяется теперь ко всем прочим гейзерам. Он сделал предположение, что где-нибудь в стороне от трубки имеется соединенный с нею более или менее обширный бассейн, стенки которого находятся в раскаленном состоянии, под влиянием внутреннего жара Земли. Бассейн имеет сообщение с каналами, приводящими воду из обыкновенных источников, питаемых атмосферными осадками. По мере возвышения температуры воды в бассейне, нагревается и вода в трубке Гейзера, однако, под давлением атмосферы и столба воды в трубке, вода в бассейне кипеть сперва не может. Но наступает момент, когда температура воды в каком-нибудь месте трубки (например, у выхода бокового канала) достигнет точки кипения. Выходящие вверх пары воды уменьшают давление на нижние слоя, которые тоже закипают, уменьшают давление на следующие и т. д. Словом, с этого мгновения вода в трубке, а может быть и во внутреннем бассейне начинает кипеть, а образующиеся внизу пары выбрасывают воду верхнего наружного бассейна в виде фонтана. После известного промежутка времени вода в трубке от беспрестанного выбрасывания в атмосферный воздух настолько охладится, что кипение прекращается, и гейзер успокаивается, конечно, до тех пор, пока постепенное нагревание воды стенками внутреннего бассейна не поднимет температуру снова до точки кипения и выше.

Не все подробности явления объясняются вполне удовлетворительно, однако в общих чертах теория Бунзена достаточна, по крайней мере, для объяснения извержений исландского Гейзера: постоянный прилив воды происходит из многочисленных озер, уровень которых выше уровня воды в бассейне Гейзера, а высокая температура стенок внутреннего бассейна объясняется присутствием близко стоящего вулкана. Во всех прочих местах гейзеры также находятся вблизи озер и вулканов; если в некоторых местностях вулканов нет в настоящее время, то они несомненно были тут во времена давно прошедшие, как, например, именно в Иеллостонском Парке.

Вообще между гейзерами и вулканами существует известная связь. Каждый вулкан, кроме лавы и пепла, выбрасывает всегда и в огромном количестве водяной пар, отчего извержения сопровождаются обыкновенно ливнями. Можно считать, что гейзеры суть последние стадии вулканической деятельности Земли, которая затем продолжает обнаруживаться уже только присутствием обыкновенных горячих источников. По времени образования геологи считают гейзеры Иеллостонского Парка древнейшими, за ними явились гейзеры Новой Зеландия и, наконец, исландские. В настоящее время охлаждение земной коры под влиянием выделений гейзеров и горячих источников должно считать главною причиною постепенного охлаждения Земли вообще.

Для сравнения с исландским Гейзером приведу таблицу наиболее замечательных гейзеров Иеллостонского парка с показанием для каждого его главных элементов:

Название гейзера — Промежуток между извержениями — Продолжительность извержения — Высота в футах.

Башня (Castle) — 10–40 часов — 25 минут — 150 футов.

Береговой (Riverside) — 8 часов — 15 минут — 100 футов.

Белый (White) — неправильный — 5 минут — 30 футов.

Величественный (Grand) (умер) — 15–20 часов — 30 минут — 200 футов.

Гигантесса (Giantess) — 14 дней — 13 часов — 150 футов.

Гигант (Giant) — 6 дней — 90 минут — 250 футов.

Грот (Grotto) — 4 часа — 30 минут — 30 футов.

Уединенная звезда (Lone Star) — 40 минут — 10 минут — 75 футов.

Каскад (Cascade) — неправильный — 10 минут — 60 футов.

Китаец (Chinaman) — неправильный — 2 минуты — 40 футов.

Комета (Comet) — неправильный — 5 минут — 60 футов.

Лев (Lion) — 1 сутки — 8 минут — 60 футов.

Львица (Lioness) — неправильный — 10 минут — 80 футов.

Мортира (Mortar) — 8 часов — 6 минут — 60 футов.

Лесопилка (Sawmill) — очень часто — 30 минут — 35 футов.

Превосходный (Excelsior) — 2–3 ч. (в 1888 г.) — 2 минуты — 30–200 футов.

Продолговатый (Oblong) — 8 часов — 4 минуты — 30 футов.

Пышный (Splendid) — 3–10 ч. (через день) — 10 минут — 200 футов.

Свобода (Liberty) — неправильный — 10 минут — 150 футов.

Сокровище (Jewel) — 5 минут — 1 минута — 50 футов.

Старый друг (Old Faithful) — 65 минут — 4 минуты — 150 футов.

Судорожный (Spasmodic) — неправильный — 20 минут — 40 футов.

Улей (Bee Hive) — 10–30 часов — 8 минут — 200 футов.

Чалма (Turban) — 15–20 часов — 20 минут — 40 футов.

Часовой (Sentinel) — ежедневно — 8 минут — 40 футов.

Так как горячая вода легко растворяет разные горные породы, то обыкновенно как наружный бассейн гейзера, так и вся окружающая местность представляют отложения из так называемого гейзерита, главную составную часть которого составляет более или менее плотный аморфный кремнезем. Толща слоев этих отложений вообще еще не исследована, но, судя по небольшому содержанию твердых минеральных частей в гейзерной воде, надо полагать, что потребны были миллионы лет, чтобы образовались существующие ныне отложения.

По поводу связи точки кипения воды с давлением гейзеры послужили к открытию факта, что точка кипения зависит не только от давления, но также и от бо?льшого или меньшего количества газов, растворенных в воде. Чем этих газов меньше, тем точка кипения выше. Вот почему вода гейзеров, подвергавшаяся много раз кипению, может нагреваться до более высокой температуры, не закипая. Всякая посторонняя причина, способствующая передвижению масс воды внутри трубки гейзера и, следовательно, переходу масс более нагретых на поверхность, ускоряет извержение. Давно было замечено, что бросание камней в трубку гейзера, способствует ускорению извержения. В Иеллостонском Парке я узнал, что мыльная вода тоже ускоряет извержение. Это открытие сделано совершенно случайно китайцами-прачками, состоящими при гейзерных гостиницах «Парка». Пользуясь тем, что в гейзерных бассейнах постоянно имеется горячая вода, они ходили туда стирать белье и заметили, что извержение наступало раньше обычного срока. Вскоре многие посетители «Парка», в нетерпеливом ожидании извержения, стали бросать в бассейны куски мыла и, действительно, ускоряли этим наступление извержений. Однако, после нескольких подобных опытов гейзер затихал на многие дни, почему теперь бросание мыла в гейзерные бассейны запрещено под угрозою немедленной высылки из пределов «Парка».

Многие наблюдатели заметили, что известные гейзеры обладают как бы симпатией друг к другу и извергают воду одновременно, или же, наоборот, извержение одного как бы отнимает силу у другого. Однако, это далеко не общее правило, и два гейзера, находящиеся в близком расстоянии, в присутствии одних наблюдателей производили извержения одновременно, в присутствии же других — разновременно. Этот вопрос в высшей степени любопытен, и его следовало бы попытаться разрешить в Иеллостонском Парке, где наблюдения вообще можно делать с большими удобствами, чем, например, в Исландии, где до сих пор не открыто еще связи между столь близкими между собою гейзерами, как Большой Гейзер и Строкр; расстояние между ними менее 100 шагов. Одни наблюдатели полагают, что оба гейзера совершенно независимы, другие — что извержения их связаны известным синхронизмом. Можно предполагать, что многие рассказы о связи извержений разных гейзеров напоминают известный факт, будто бы замеченный Горебоу (Hoirebow). Он говорит, что если налить в бутылку воду из бассейна гейзера, то когда начинается извержение, вода в бутылке тоже приходить в беспокойное состояние, а если бутылка закупорена, то она лопается.

Очень интересное явление в бассейнах гейзеров заключается в цвете воды. Обыкновенно этот голубой или зеленоватый цвет никоим образом не может быть объяснен цветом дна бассейна, которого стенки и все окружающие отложения имеют ослепительно белый цвет. Притом же цвет гейзерной воды не изменяется, если ее поместить в трубку достаточной длины и рассматривать через нее белую поверхность. Вообще надо полагать, что вода в чистом виде имеет зеленовато-голубой цвет, но так как в реках, озерах и морях она заключает в себе множество посторонних тел в виде простой механической примеси, то обыкновенно приходится видеть цвет этих посторонних частиц; в самую же воду лучи света не могут проникнуть на значительную глубину. Однако, чем чище вода, тем зеленовато-голубой цвет обнаруживается яснее, и это, как известно, и наблюдается, например, в великолепной окраске вод швейцарских горных озер. Воды гейзеров, в смысле отсутствия механических примесей, тоже отличаются поразительною чистотой. Химические примеси вообще не имеют влияния на цвет воды.

Непосредственные опыты над цветом воды, заключенной в длинные трубки, были произведены Бунзеном, Тиндалем и многими другими учеными; результаты вполне подтвердили, что чистая вода в толстом слое пропускает через себя исключительно зеленовато-голубые лучи. Однако, это явление не объяснено еще с достаточною очевидностью, и очень может быть, что оно отчасти имеет и субъективный характер. Замечено, что нервы наших глаз имеют неодинаковую светочувствительность к лучам разных цветов и разной яркости. Так, например, при ярком свете глаз делается мало чувствительным к лучам бо?льшей преломляемости (синим и фиолетовым); при слабом свете, наоборот, глаз нечувствителен к лучам меньшей преломляемости (желтым и красным). Этим объясняется, почему солнечный свет кажется нам желтоватым, а лунный — голубоватым, хотя тот и другой, в сущности, одинаковы и различаются только яркостью. Поэтому очень может быть, что голубоватый цвет воды многих источников отчасти происходит только от ослабления белого света. Словом, явление далеко не так просто, как кажется с первого взгляда, и требует более обстоятельных исследований.

Оставляя дальнейшие подробности о Национальном Парке до описания личных впечатлений в следующей главе, скажу здесь, что это, действительно, одно из замечательнейших в физическом отношении мест не только в Соединенных Штатах, но и вообще на всей поверхности Земли. Благодаря большой абсолютной высоте, растительность тут не разнообразна — главным образом кедровые и сосновые леса. Эти леса по большей части девственны и непроходимы, и теперь еще имеется множество мест, куда не ступала до сих пор человеческая нога, особенно на хребтам. Кроме деревьев, растет много диких ягодных кустов: дикие вишни, крыжовник и смородина. Но особенно изобильны тут травы и полевые цветы; ими покрыты преимущественно высочайшие вершины хребтов, там, где прекращается уже древесная растительность.

Общая суровость климата такова, что зимою всякие сообщения прекращаются, парковые гостиницы закрываются, и даже снимаются посты кавалерийских разъездов. Тем не менее фауна здесь довольно разнообразна: водятся буйволы, олени, лоси, горные козы и бараны, антилопы, медведи, бобры, выдры, куницы, соболи, горностаи, зайцы и т. п. Между птицами, главным образом, встречаются: орлы, ястреба, тетерева, совы, соколы, дикие утки и гуси, журавли, вороны, синицы и дрозды. Пресмыкающиеся вообще редки, и лишь в местах, лежащих ниже 6000 футов, попадаются гремучие змеи. В Иеллостонском озере и в реках Парка уже и прежде попадалось много рыбы. В 1889 году, распоряжением «Рыбной Комиссии» (U.S. Fish Commission), в Иеллостонское озеро пущено множество молодых форелей, которые теперь быстро размножаются.