Ледяные лишаи
Шрифт:
Евгений Сергеевич Гернет, 1924 г.
Книга была набрана им самим и издана в Токио тиражом 500 экз. Она произвела сильное впечатление на К. Паустовского и М. Горького, но не была замечена учеными, да и мало кому из них стала в то время известна. В повести «Золотая роза» Паустовский пишет: «Тогда я только что прочел очень редкую книгу нашего моряка, капитана Гернета. Называлась она „Ледяные лишаи…“ Я не могу здесь подробно рассказать о теории Гернета — для этого понадобилось бы слишком много места [5] . Но Гернет неопровержимо доказал, что если бы удалось растопить ледяной панцырь Гренландии, то в Европу вернулся бы миоцен [6] … Я рассказал Горькому о теории Гернета. Он барабанил пальцами по столу и мне казалось, что он слушает меня только из вежливости. Но оказалось, что он был захвачен этой теорией, ее стройной неопровержимостью… Он долго обсуждал ее, все больше оживляясь, и попросил прислать ему эту книгу, чтобы переиздать ее большим тиражом… Но издать книгу Гернета Алексей Максимович не успел — он вскоре умер» [7] .
5
К. Г. Паустовский
6
Теплый период истории Земли, за которым последовал более холодный плиоцен, а затем плейстоцен, для которого характерно распространение ледников. Названия происходят от греческих слов: мейон— менее, плейон— более, плейстос— наибольший и кайнос(или ценос) — новый, и означают, таким образом, менее новый (миоцен), более новый (плиоцен) и наиболее новый (плейстоцен). — Примеч. О. Ч.
7
Паустовский К. Г.Собр. соч.: в 6-ти т. М.: Гослитиздат, 1957, т. 2, с. 661–662.
Обложка первого издания книги Е. С. Гернета «Ледяные лишаи», 1930 г.
Интерес к теории Гернета со стороны ученых появился после опубликования подобных теорий за рубежом. В 1955 г., через 25 лет после выхода книги Гернета в журнале «Сайенс» («Наука») появилась статья американского геолога В. Стокса под названием «Иной взгляд на ледниковый период» [8] . Это был действительно иной взгляд, но высказанный впервые… Гернетом. Новизна подхода заключалась в том, что, по Гернету и Стоксу, не какие-то изменения климата, вызванные некоторой внешней причиной, способствовали распространению ледников, а сами ледники в ходе своего развития изменяли климат. Считая, что нормальным состоянием Земли является ее безледное состояние с равномерно теплым климатом по всей земной поверхности, Гернет уподобляет оледенение болезни — «ледяному лишаю», «самосильно» распространяющемуся по телу планеты. Наиболее существенным для теории Гернета — Стокса является то, что в ней рассматривается взаимное влияние, взаимодействие ледников, океана и морских льдов и атмосферы. Лед — не следствие похолодания климата, а причина его охлаждения. Снег и лед, будучи продуктами климата, становятся фактором, влияющим на климат. Следствие реагирует на причину, как говорил выдающийся русский климатолог А. И. Воейков.
8
Stokes W. L. Another look at the Ice Age. — Science, 1955, vol. 122, N 3174, p. 815–821 (сокр. рус. пер. см.: Материалы гляциологических исследований МГГ: Хроника, обсуждения. М., 1966.. вып. 12, с. 285–292).
Через год после опубликования статьи Стокса в том же журнале «Сайенс» появилась статья двух известных американских ученых М. Юинга и В. Донна «Теория ледниковых периодов» и еще через два года — ее продолжение и дополнение [9] . В этих статьях они развивали и обосновывали новыми геологическими данными идеи Стокса. После опубликования их статей теория автоколебаний климата и оледенения получила в зарубежной литературе известность под названием «теория Юинга и Донна». Теория вызвала довольно широкую дискуссию. Краткое ее изложение вошло в изданную в 1955 г. в Париже двухтомную монографию по гляциологии Л. Ллибутри [10] . Были высказаны рядом авторов и критические замечания, вызвавшие появление по крайней мере еще двух статей тех же авторов [11] , в которых они несколько изменили и дополнили свою теорию. За широко известными именами Юинга и Донна скромное имя Стокса было забыто. На статью Стокса его знаменитые соотечественники сослались вскользь, не указывая на то, что они развивают его идею, изложенную и обоснованную им лучше, чем ими. Имени Е. С. Гернета за рубежом просто никто не знал [12] . Теорию (или гипотезу) Юинга и Донна упоминают и в нашей научной литературе. Ссылаются у нас и на статью Стокса, но имя Гернета упоминается редко, его не знают. Отечественный приоритет в теории колебаний климата и оледенения необходимо восстановить. Ее следует назвать именами тех, кто предложил ее впервые — теорией Гернета — Стокса.
9
Ewing М., Donn W. L.A theory of Ice Ages I. — Science, 1956, vol. 123, N 3207, p. 1061–1066; Ewing M., Donn W. L.A theory of Ice Ages II. — Science, 1958, vol. 127, N 3307, p. 1159–1162 (сокр. рус. пер. см.: Материалы гляциологических исследований МГГ: Хроника, обсуждения. М., 1966, вып. 12, с. 292–308).
10
Lliboutry L.Traite de glaciologie. Paris, 1965, t. 2, p. 912–915.
11
Donn W. L., Ewing M.A theory of Ice Ages III. — Science, 1966, vol. 152, N 3730, p. 1706–1712; Donn W. L., Ewing M.The theory of an ice-free Arctic Ocean. — Meteorological Monographs, 1968, vol. 8, N 30, p. 100–105.
12
По крайней мере до 1969 г., когда в «Journal of Glaciology» (1969, vol. 8, N 53, p. 225–228) была опубликована статья О. П. Чижова «On the hypothesis of Ice Ages, suggested by Captain E. S. Gernet» (о гипотезе ледниковых эпох, предложенной капитаном Е. С. Гернетом).
В области геологии и гляциологии (науки о природных льдах) Е. С. Гернет не был специалистом, на что справедливо указал проф. М. В. Тронов, впервые в научной литературе сославшийся на книгу Гернета [13] . Но какой ясностью мысли и пониманием сущности природных явлений он обладал! О незаурядных способностях и эрудиции автора «Ледяных лишаев…» свидетельствует его деятельность в области навигации, гидрографии, мореходной астрономии.
Ему принадлежит идея новой проекции карт для высоких широт. Гернет предложил очень простой подход. Штурманская карта должна удовлетворять двум условиям: линия курса должна прокладываться на карте по прямой линии и углы должны быть равны соответствующим углам на местности. Этим условиям удовлетворяет проекция Меркатора, использующаяся моряками. Но меркаторская проекция не пригодна для высоких широт. Предложение Гернета сводится к тому, что вместо экватора, от которого строится проекция Меркатора, берется другой большой круг земного шара, например нулевой меридиан, заменяющий экватор. Гернет называет его поэтому замэкватором. От него строится ортогональная сетка координат — зампараллелей и заммеридианов. Курс корабля или самолета в этой проекции
13
Тронов М. В.Проблема развития ледников. Томск, 1960, с. 102. Позже изложение теории Гернета и ее оценки были сделаны в статьях: Чижов О. П.О ледниковой теории Гернета в свете современных представлений. В кн.: Материалы гляциологических исследований МГГ: Хроника, обсуждения. М., 1965, вып. 11, с. 114–125; Чижов О. П.Ледники и климат. — Природа, 1966, № 7, с. 58–65; Маркин В. А. В стране ледяных куполов. М.: Изд-во АН СССР, 1963, с. 22–26; Котляков В. М.Мы живем в ледниковый период? Л.: Гидрометеоиздат, 1966, с. 178–185, 206–208.
Статья об этой проекции была написана в начале 30-х годов по возвращении Гернета из Японии [14] , когда он начал работать в области гидрографии. Он был редактором лоций полярных морей, участвовал в гидрографических экспедициях на шхуне «Полярная звезда», на ледоколах «Сибиряков», «Садко», читал лекции по навигации и мореходной астрономии. Известный картограф проф. В. В. Каврайский пишет, что проекция, подобная проекции Гернета, была ранее, в 1928–1929 гг., предложена директором Международного гидрографического бюро Л. Тонта, но что Е. С. Гернет предложил ее независимо [15] .
14
Гернет Е. С. Навигационные морские и авиационные карты с добавочными замкоординатами. — Записки по гидрографии, 1933, № 5, с. 25–43.
15
См.: Каврайский В. В. Избр. труды. Л., 1959, т. 2, с. 348–350, 362, 365.
Той же простотой и удобством пользования отличаются составленные Гернетом «Близмеридиональные таблицы» [16] . Как известно, для определения широты места нахождения судна в море секстаном измеряется высота Солнца или звезды в ее верхней или нижней кульминации, т. е. во время прохождения светила через меридиан. Но можно измерить и «близмеридиональную» высоту светила, т. е. его высоту, не точно во время кульминации, а лишь во время нахождения светила вблизи от меридиана данного места. Тогда необходимо вводить соответствующую дополнительную поправку — редукцию. Для нахождения редукции существуют специальные таблицы, входящие в так называемые «Мореходные таблицы». Таблицы, составленные Гернетом, имеют ряд преимуществ по сравнению с «Мореходными таблицами 1933 г.»: они значительно упрощают и ускоряют необходимые вычисления. В 1938 г. таблицы были переизданы и затем вошли в «Мореходные таблицы 1943 г», так же как и в их последующие издания.
16
Гернет Е. С. Близмеридиональные таблицы, упрощающие нахождение редукции. Л.: Арктический ин-т, 1934.
Е. С. Гернет умер в 1943 г., на 61-м году жизни. Сделанное им как солдатом, гражданином, ученым заслуживает нашей благодарной памяти.
В основе ледниковой теории Гернета лежит идея о «самосильном» развитии оледенения и его влиянии на климат.
Ледниковая теория в понимании Гернета отличается от ледниковой теории в том смысле, какой ей обычно придают геологи и палеогеографы и одним из создателей которой был русский ученый и революционер П. А. Кропоткин [17] . В этом последнем смысле ледниковая теория — это концепция, объясняющая «ледниковые» формы рельефа деятельностью материкового оледенения и доказывающая реальность его распространения в прошлом на равнины Северной Америки и Северо-Восточной Европы. Гернет принимает эту теорию, исходит из нее. Для него — это данные геологии. Его же ледниковая теория устанавливает причинно-следственную связь событий, приводивших к возникновению и развитию оледенения, его колебаниям и глубоким изменениям климата. О такой ледниковой теории и будет идти речь ниже. Гернет (позже Стокс, равно как и Юинг и Донн, своевременно подхватившие идею Стокса) рассматривает в сущности систему, включающую земную поверхность и окутывающую Землю атмосферу. Изменения состояния земной поверхности — появление ледников на суше и морских льдов в полярных акваториях Мирового океана — влияют на состояние атмосферы — ее температуру, влажность, распределение давления и ветры. Взаимодействие между подстилающей атмосферу земной поверхностью (как сушей, так и океаном) и воздушными массами определяет климат.
17
Кропоткин П. А.Исследование о ледниковом периоде. — Зап. имп. рус. географ. о-ва. СПб., 1876, т. 7, вып. 1.
Снег и лед способствуют охлаждению земной поверхности и воздуха по двум причинам: потому, что увеличивают отражающую способность, так называемое альбедо поверхности, и, следовательно, уменьшают поглощаемую Землей солнечную энергию, и потому, что температура снега и льда не может подняться выше 0°, температуры таяния льда. При температуре ниже 0° реки и озера замерзают, осадки выпадают в твердом виде. Снег и лед, однажды появившись, способствуют все большему своему распространению и охлаждению климата. Охлаждение, однако, продолжается только до некоторого предела. Одновременно с охлаждением уменьшается содержание в воздухе водяного пара, увеличивается сухость климата, уменьшается сумма выпадающих осадков. При каком-то минимуме температуры осадков выпадает так мало, что летнее таяние у края далеко продвинувшихся на юг ледников сравнивается с питанием их выпадающим снегом, а затем превосходит его. Теперь взаимодействие между земной поверхностью и атмосферой останавливает процесс охлаждения, а затем поворачивает его в обратном направлении — к сокращению оледенения и потеплению. В системе «Земная поверхность — Атмосфера» возникают автоколебания, выражающиеся в чередовании ледниковых и межледниковых эпох.
Но система «Земная поверхность — Атмосфера» не является замкнутой, она открыта для внешних по отношению к ней воздействий, идущих из недр Земли и от Солнца. Начальной причиной оледенения Земли были внутренние процессы, происходящие в ее недрах. Они привели к поднятию и горизонтальному смещению материков, росту горных хребтов. На них и стали возникать и стекать вниз по склонам ледники. Раньше всего, десятки миллионов лет назад, ледники образовались на южном полярном материке, окруженном со всех сторон океаном. Океан ограничивал распространение оледенения за пределы материка. С течением времени образовался устойчиво существующий до наших дней Антарктический покровный ледник — «локализованный стационарный ледяной лишай», как его называет Гернет.
Его образование создало источник постоянного охлаждения, грандиозный холодильник нашей планеты, что способствовало образованию Гренландского покровного ледника. В отличие от южного океанического полушария, в северном материковом полушарии оледенение могло возникнуть и на соседних с Гренландией территориях. Образовались «рефлекторные ледяные лишаи», по Гернету. С этого времени, около миллиона лет назад, началось распространение оледенения на равнины Северной Америки и Северо-Восточной Европы, замерзание внутреннего полярного океана и превращение его в Северный Ледовитый океан. Затем после максимального распространения льдов началось их сокращение — «первая пульсация Гренландского ледяного лишая», по Гернету.