Чтобы собрать воду из надвигающегося со стороны океана тумана, жители пустыни Атакама используют «туманоуловители» — мелкоячеистые сети, на которых конденсируется вода. Мелкие капли сливаются, растут, становятся все тяжелее и соскальзывают вниз в желоб, а по нему стекают в водосборники. За день удается таким образом набрать до 11 000 литров воды, и этого хватает на всю деревню.

Похоже, некоторые каменные строения, не так давно обнаруженные на Крымском полуострове, были конденсатными ловушками и служили для сбора воды во время влажных ночей. После захода солнца камни отдают тепло ночному небу в виде инфракрасного излучения. Ясной ночью они, вероятно, отдают больше энергии, чем получают, и поэтому остывают, а их температура становится ниже температуры воздуха. Водяной пар, соприкасаясь с относительно холодными камнями, конденсируется и образует капли. Капли растут и постепенно достигают такого размера, что отрываются от удерживающей их поверхности и стекают либо в углубление, где собирается вода, либо, пройдя по трубе, собираются в центральном бассейне. Такой способ сбора воды был, по-видимому, малоэффективным.

В некоторых книгах по выживанию в экстремальных ситуациях предлагается следующий способ добычи воды. На солнечном месте надо вырыть в земле или песке яму. Банку без крышки поместить в центр ямы и накрыть яму пленкой, в середину которой положить камешек, чтобы это место провисло и оказалось прямо над банкой. Край пленки вокруг ямы засыпать землей или заложить камнями. Когда это сооружение, чем-то напоминающее теплицу, нагревается солнечными лучами, вода испаряется из почвы на дне ямы. После захода солнца яма остывает, на обратной стороне пленки конденсируется водяной пар и образуются капли. Став достаточно большими, они скатываются вниз по пленке и падают в банку. Когда в банке соберется достаточно воды, ее можно пить. Чтобы влаги было больше, в яму можно бросить кактус, предварительно измельчив его.

Рассказы о естественных водоемах без источников, где вода собирается в результате конденсации влаги из атмосферы, — миф. Влаги в атмосфере не так много, чтобы образовывались водоемы, способные обеспечить водой людей и животных.

Почему на высохшей грязи появляются трещины? Как правило, такие трещины сначала перпендикулярны друг другу. Почему затем из этих трещин могут образоваться многоугольники (тогда грязь будет напоминать кафельный пол) и почему иногда края такого многоугольника заворачиваются вверх? Бывает, что верхний слой грязи сворачивается в трубочку, отрывается и укатывается в сторону.

Почему иногда после дождей на дне пересохших водоемов образуются гигантские многоугольники? Они могут достигать 300 м в диаметре, а образующие их разломы имеют до метра в ширину и до пяти метров в глубину.

ОТВЕТ • Плоский слой грязи начинает высыхать с поверхности. При этом верхний слой грязи сжимается и в нем возникают механические напряжения. Выделим на поверхности высыхающей грязи какую-то область. Ей бы надо сжаться, но ее растягивает окружающая грязь. Однако низ высыхающего слоя грязи удерживается на месте находящейся под ним почвой. В случайных точках на поверхности грязи напряжения становятся настолько большими, что поверхность растрескивается, уменьшая тем самым напряжения. Такие трещины затем растут и в длину по горизонтали, и вертикально вниз. Там, где развивающаяся трещина подходит к уже существующей трещине, поверхностные напряжения ее разворачивают так, чтобы трещины пересеклись под прямым углом (рис. 4.9a), поскольку максимальные напряжения, раскрывающие трещину, направлены параллельно уже существующей трещине. После завершения начальной стадии формирования трещин развивается вторичная система трещин на грязи. Эти трещины начинаются как прямые линии, но затем, углубляясь, они начинают ветвиться (расщепляться), как показано на рис. 4.9б. В зависимости от скорости, с которой высыхает грязь, пересечение вторичных трещин с трещинами, образовавшимися на первой стадии, приводит к делению высыхающей поверхности грязи на многоугольники.

Рис. 4.9 / Задача 4.68. a) Развивающаяся трещина пересекается под прямым углом с уже существующей трещиной. б) Развивающаяся трещина разветвляется и завершает образование многоугольника.

Если верхний тонкий слой многоугольника из грязи высыхает быстро, он сжимается. Сжатие может привести к заворачиванию краев этого слоя вверх, так что сам он становится вогнутым. Когда края слоя поднялись, слой начинает сохнуть снизу. В результате он может вообще скрутиться в трубку. В редких случаях верхняя поверхность грязевых многоугольников сохнет медленнее, чем нижняя, соприкасающаяся с грязью. Такое возможно, например, когда вода из грязи быстро стекает по склону. Тогда края многоугольника могут завернуться вниз.

Похоже, гигантские многоугольники образуются по тем же причинам, что и небольшие грязевые многоугольники.

Трещины и многоугольники на грязи — примеры растрескивания, вызванного усыханием (высушиванием). Можно привести много других примеров, например усыхание краски, смеси кукурузного крахмала с водой или смеси кофе с водой. Если провести эксперименты со смесью воды с крахмалом или кофе, обнаружится, что характерный размер многоугольника зависит от толщины слоя. Чем тоньше слой, тем меньше многоугольник. Если же слой становится совсем тонким, вместо многоугольников образуются мелкие, расположенные хаотично трещинки. Можно изменить «узор» из трещин, смазав жиром дно контейнера с высыхающей смесью, что уменьшит трение между смесью и контейнером. А чем меньше трение, тем меньше возникающие напряжения и тем меньше образуется трещин.

Бывает, что в самолете вам приносят продукты, у которых повреждена упаковка. Например, маленькая порционная упаковка сливок для кофе может оказаться вскрытой вдоль края крышечки. Если сливки закрыты, обратите внимание, что крышечка упаковки выпячена. Когда самолет начинает садиться, вздутие постепенно исчезает. По какой причине упаковка сливок открывается или выпячивается во время полета?

По той же причине неопытный путешественник может попасть в трагикомическую ситуацию, если во время утомительного полета встряхнет закрытую баночку с соком, а затем быстро, повернув отверстием к себе, откроет ее. Вполне вероятно, что сок выплеснется и окатит его с головы до ног. Бывалый путешественник знает, что открывать баночку надо медленно, отвернув отверстие от себя.

Почему иногда при наборе высоты болят уши? Почему при посадке самолета иногда кажется, что уши заложило?

ОТВЕТ • Давление в салоне самолета поддерживается, но все же оно меньше давления на земле. Поэтому, когда самолет взлетает, воздух или другой газ внутри мягких порционных упаковок со сливками, соком или заправкой для салата должен увеличить свой объем. Иногда это приводит к тому, что упаковка вскрывается. Если упаковка сока или заправки для салата не нарушена, когда баночку встряхивают, ее содержимое покрывает крышечку изнутри. Если после этого быстро сорвать крышечку, газ внутри упаковки, расширяясь, вырвется из отверстия вместе со всем содержимым.