Лед - строитель

В последние годы в связи с развитием холодильной техники низкие температуры нашли широкое применение в самых различных областях народного хозяйства. Холод сохраняет продукты на предприятиях пищевой промышленности и дает возможность транспортировать их на сотни и тысячи километров. Холод - неизменный помощник химической промышленности. Низкие температуры применяются для сжижения газов и разделения их смесей, при очистке масел, при производстве синтетического каучука, анилиновых красителей и во многих других химических производствах. Большую помощь оказывает холод при проходке шахт и сооружении тоннелей в водоносных грунтах. Холод используется при обработке металлов и для поддержания точно заданных температур в ряде промышленных и бытовых помещений.

Так с каждым годом искусственный холод играет все большую роль в разнообразной практической деятельности. Люди начинают задумываться над тем, нельзя ли использовать лед в качестве строительного материала. Особое значение может приобрести лед в гигантских работах по преобразованию природы.

Ведь лед - это вода, а преобразование природы почти всегда так или иначе связано с ней. Где есть вода, там имеется "материал" для ледяного строительства. На воде надо строить из воды.

Мы знаем, что когда-то для царской забавы на Неве был выстроен ледяной дом, что канадские эскимосы строят свои зимние жилища - иглу - из снежных плит, политых водой. Но чтобы плотины, дамбы или набережные строить из льда... Не слишком ли это фантастично?

Да, сегодня это кажется почти несуразным, но в то же время очень заманчивым. Лед - неплохой строительный материал. Он выдерживает нагрузки при изгибе до 15 килограммов на квадратный сантиметр, при сжатии - до 30, а, например, широко применяемые в строительстве легкие бетоны имеют прочность на сжатие 15-75 килограммов на квадратный сантиметр. Лед не гниет, не ржавеет, не горит. У него один недостаток - он тает. Но ведь его можно защитить от тепла и сохранить неизменным любое количество лет. В Сибири в глыбах ископаемого льда встречались мамонты, на Алтае, в пазырыкских курганах, среди вечномерзлотного грунта найдены трупы скифских вождей, захороненных две с половиной тысячи лет назад.

Чтобы сберечь лед в течение летних месяцев, его достаточно покрыть опилками (в северных районах - 60-сантиметровым слоем, в южных - метровым). Кстати, обычно в эскимосских снежных домах, освещаемых плошками, в которых горит жир, внутренняя температура равна двум-трем градусам тепла. Иногда эскимосы покрывают изнутри стены своих жилищ шкурами. В таком иглу температуру можно поднять до 20 градусов.

Наморозить ледяную плотину несравненно легче и дешевле, чем построить земляную или каменную. Сохранить ее труднее, и поэтому затраты на эксплуатацию ледяной плотины будут большими.

Можно предположить, что энергетики и машиностроители создадут высокопроизводительные холодильные установки, потребляющие немного энергии, а развитие химии пластических материалов даст в будущем очень дешевые, легкие и прочные теплоизоляционные плиты. Такие теплоизоляционные плиты станут защищать тело плотины от воздействия солнечных лучей и воды, а выложенная из них прослойка между плотиной и грунтом оградит сооружение от теплоты земли и возможного просачивания струек грунтовой воды. Изолировав ледяную плотину от внешнего тепла и проложив в ее массиве галереи с трубами, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, можно будет создавать надежные ледяные сооружения даже в южных морях и океанах.

Большое ледяное строительство - дело будущего, и пока о нем можно лишь мечтать. Серьезным препятствием тут наряду с "теплобоязнью" является пластичность льда. Она объясняется существованием в структуре льда слоев из молекул воды, причем каждая молекула связана тремя связями с молекулами, принадлежащими тому же слою, и только одной связью с молекулой другого слоя, поэтому скольжение вдоль слоев происходит сравнительно легко. Но с понижением температуры пластичность уменьшается и прочность льда возрастает. При температуре ниже 110° образуется стеклообразный лед с более устойчивой кристаллической структурой. Прочность и температура плавления льда зависят также и от давления. В лабораторных условиях при очень высоком давлении (более 40 тысяч атмосфер) получен лед, на глыбе которого можно изжарить яичницу - он плавится при 175 градусах тепла! Возможно, что ледяные плотины будущего станут сооружать из крупных устойчивых к теплу и очень прочных ледяных блоков, получаемых на месте при замораживании воды под большим давлением и при чрезвычайно низких температурах.

Давно существует проект осушения Северного моря. Занимая площадь в 544 тысячи квадратных километров, оно располагается между островом Великобритания, полуостровами Скандинавским и Ютландским, а на юго-востоке омывает берега Бельгии, Голландии и Германии.

Северное море образовалось геологически недавно в результате постепенного опускания суши. Этим объясняется его небольшая глубина, в среднем 94 метра.

Проекты осушения Северного моря выдвигались неоднократно. В общем, все предложения сводятся к одному: между островом Великобритания и Ютландским полуостровом нужно соорудить дамбу, с юга закрыть пролив Па-де-Кале и затем, выкачав примерно четыре тысячи кубических километров морской воды, получить 10 миллионов гектаров новой суши. Для того чтобы сохранить портовые города и обеспечить сток рек, проекты предусматривали строительство различных каналов, водохранилищ и шлюзов вдоль европейского и английского побережий.

Проект осушения Северного моря

В принципе все это осуществимо. И каналы, и шлюзы, и даже сама дамба, хотя ее длина превысит 600 километров, а высота достигнет 30-этажного дома.

Но где взять такое количество земли? Только в одну дамбу, не считая всех остальных сооружений, потребовалось бы уложить полтора триллиона кубометров земли, камня и бетона. Вспомните, что триллион равен миллиону миллионов! Для таких сверхгигантских строек будущего - время их придет - очень пригодилась бы, а быть может, даже незаменимо, ледяное строительство.