В бездонном колодце

О том, что делается в глубоких недрах нашей планеты, известно пока очень мало ¹. Одни полагают, что под твердой корой в сотню километров толщины начинается огненно-жидкая масса; другие считают весь земной шар отвердевшим до самого центра. Решить вопрос трудно: ведь самая глубокая скважина простирается не глубже 7,5 км, самая глубокая шахта, в которую проник человек, расположена на глубине 3,3 км ², а радиус земного шара равен 6400 км. Если бы можно было просверлить через нашу планету сквозной колодец, прорезающий земной шар по диаметру,- тогда подобные вопросы были бы разрешены.

¹ (О том, что происходит в недрах нашей планеты, помогают узнать не только глубинное бурение, но и другие физические методы исследования, и прежде всего изучение распространения сейсмических волн в Земле, наблюдение смещения отдельных участков суши, лабораторные исследования свойств пород при сверхвысоких давлениях, методы гравиметрии. Подробнее об этих исследованиях и новых данных о строении Земли читатель может узнать из популярной брошюры: Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли, Луны и планет.- М!: Знание.- (Космонавтика и астрономия), 1973.)

² (Золотой рудник в Боксбурге (Трансвааль, Южная Африка), причем устье ствола расположено на высоте 1,6 км над уровнем моря, т. е. глубина шахты от уровня моря 1,7 км. В настоящее время неоднократно сообщалось о проведении глубинного бурения в нашей стране, например на Кольском полуострове, до отметки, превышающей 10-километровый рубеж. Такие работы представляют не только чисто научный интерес, но и преследуют практические цели, являясь частью программы геологических исследований по поиску полезных ископаемых.)

Рис.43. Если просверлить земной шар по диаметру...

Современная техника далека еще от возможности осуществления подобных проектов,- хотя все прорытые в земной коре буровые скважины, взятые вместе, составили бы длину, превышающую диаметр нашей планеты. О прорытии сквозного туннеля через земной шар мечтали в XVIII веке математик Мопертюи и философ Вольтер. К этому проекту, правда, в ином, более скромном масштабе, вернулся французский астроном Фламмарион; мы воспроизводим здесь с некоторыми изменениями рисунок из его статьи, посвященной этой теме (рис.43).

Ничего подобного, конечно, пока еще не сделано; но воспользуемся воображаемым бездонным колодцем, чтобы заняться одной любопытной задачей. Как вы думаете, что было бы с вами, если бы вы упали в такой бездонный колодец (о сопротивлении воздуха на время забудем)? Разбиться о дно вы не можете, дна здесь не существует,- но где же вы остановитесь?

В центре Земли? Нет.

Когда вы долетите до центра, тело ваше будет иметь такую колоссальную скорость (около 8 км/c), что об остановке в этой точке не может быть и речи. Вы промчитесь далее и будете нестись, постепенно замедляя движение, пока не поравняетесь с краями противоположного конца колодца. Здесь надо будет вам покрепче ухватиться за края,- иначе вы вновь проделаете прогулку через весь колодец до другого конца. Если и тут не удастся вам ухватиться за что-нибудь, вы опять полетите в колодец и будете качаться так без конца (рис. 44). Механика учит, что при таких условиях (если только пренебречь сопротивлением воздуха в колодце) тело должно качаться туда и обратно вечно^*.

^* (При наличии же сопротивления воздуха качания будут постепенно затухать, и дело кончится тем, что тело остановится в центре Земли.)

Рис.44. Упав в колодец, прорытый через центр земного шара, тело будет качаться безостановочно от одного конца колодца до другого

Какова была бы продолжительность одного такого качания? Оказывается, что весь путь туда и обратно занял бы 84 мин 24 с, т. е. круглым счетом полтора часа.

"Так было бы,- продолжает Фламмарион,- если бы колодец вырыт был по оси от полюса до полюса. Но достаточно перенести точку отправления на какую-либо иную широту - на материк Европы, Азии или Африки,- и придется принять в расчет влияние вращения Земли. Известно, что каждая точка земной поверхности пробегает на экваторе 465 м в секунду, а на широте Парижа 300 м. Так как круговая скорость возрастает с удалением от оси вращения, то свинцовый шарик, например, брошенный в колодец, падает не по вертикали, а уклоняется несколько к востоку. Если вырыть бездонный колодец на экваторе, то ширина его должна быть весьма значительна, либо же он должен быть сильно скошен, потому что тело, падающее с поверхности Земли, пронеслось бы далеко к востоку от ее центра.

Если бы входное отверстие колодца находилось на одном из плоскогорий Южной Америки, на высоте, положим, двух километров, а противоположный конец туннеля приходился бы на уровне океана, то человек, который по неосторожности свалился бы в американское отверстие, достиг бы противоположного конца с такой скоростью, что вылетел бы из него на высоту двух километров.

А если бы оба конца колодца приходились на уровне океана, можно было бы подать летящему человеку руку в момент появления его у отверстия, когда скорость полета равняется нулю. В предыдущем же случае следовало бы, напротив, с опаской посторониться от чересчур стремительного путешественника".