Перепечатано из издания 1844 года Мэтчетта, Стивенсона и Мэтчетта Дэвидом Прайсом, электронная почта ccx074@pglaf.org
ОЧЕРК О НАСТУПЛЕНИИ НЕМЕЦКОГО МОРЯ НА ПОБЕРЕЖЬЕ НОРФОЛКА,
С ПЛАНОМ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЕГО ДАЛЬНЕЙШИХ РАЗРУШИТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ;
ПОСВЯЩАЕТСЯ
ПРЕПОДОБНЫМ ЛОРДАМ-КОМИССАРАМ АДМИРАЛТЕЙСТВА.
У. ХЬЮИТТ, хирург.
НОРИЧ: ОТПЕЧАТАНО ДЛЯ АВТОРА МЭТЧЕТТОМ, СТИВЕНСОНОМ И МЭТЧЕТТОМ, РЫНОЧНАЯ ПЛОЩАДЬ. ТАКЖЕ ПРОДАЕТСЯ У ЭДВАРДСА И ХЬЮЗА, 12, АВЕ-МАРИЯ-ЛЕЙН, ЛОНДОН.
1844.
ПОСВЯЩЕНИЕ.
Преподобным лордам-комиссарам Адмиралтейства.
Милорды и джентльмены,
Общение с Вашими светлостями в 1843 году привело меня к выводу, что очерк по интересующему вопросу, связанному с настоящим исследованием, будет встречен с вниманием, соответствующим его достоинствам и важности связанной с ним цели. Но если в своей высшей мудрости вы сочтете, что представлено недостаточно доказательств, чтобы сделать его заслуживающим внимания, требуемого с вашей стороны, то в будущем на основе, содержащейся на следующих страницах, могут появиться новые подтверждения. Напротив, если он встретит ваше одобрение, то высокое и почетное положение, которое вы занимаете на благо морских дел, я верю, побудит вас использовать свое влияние для проведения испытания представленного плана на благо общества в целом, а также во славу и честь вашего благородного учреждения.
Я, милорды и джентльмены, ваш покорный и обязанный слуга,
АВТОР.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Многие могут счесть примечательным обстоятельством, что человек, чья профессия требует посвящать свободное время приобретению знаний для облегчения телесных недугов человека, нашел возможность уделить значительное внимание предмету, столь сильно отличающемуся по характеру от того, что сейчас представлено читателю. Однако советы близкого, уважаемого и почтенного родственника побудили и стимулировали меня провести строжайшее исследование и впоследствии привели к представлению плана или проекта для будущей пользы не только моряка, купца, судовладельца, тех, чья земельная собственность прилегает к океану, но, что еще важнее, для сохранения человеческих жизней; и хотя более способный и опытный человек мог бы дать лучшее изложение или представить лучший проект, все же есть надежда, что в этой первой и поспешной попытке найдется достаточно, чтобы привлечь внимание ученых и состоятельных людей.
Признание истины, чувство благодарности за помощь, полученную по самым важным пунктам этого интересного предмета, побуждают меня представить имя и усилия моего почтенного родственника вниманию моих читателей.
Преподобный Джон Хьюитт, бакалавр искусств, бессменный викарий Уолкота в этом графстве, викарий Грантчестера и ранее член колледжа Корпус-Кристи в Кембридже, после нескольких лет часто повторявшегося внимания к предмету, охваченному в этом очерке, в 1802 году от Рождества Христова потратил более ста фунтов стерлингов на попытку засыпать за свой счет самый опасный пролом, существовавший между Уэксемом и Хорси, и замысел осуществить это казался настолько выполнимым, что, чтобы уменьшить расходы, достопочтенный Харборд Харборд, первый лорд Саффилд, предоставил инструменты для содействия этому начинанию. Но, к сожалению, до завершения задачи последовал сильный северо-западный ветер во время сизигийного прилива, и большое количество воды прошло через частично отремонтированный пролом.
Житель коттеджа, находившегося недалеко от этого места, был свидетелем этого обстоятельства как раз перед прорывом воды и сообщил моему родственнику, что если бы у него была лопата, он мог бы это предотвратить.
Обстоятельства, сопровождавшие эту катастрофу, вызвали в ограниченных умах насмешки и презрение из-за неудачи эксперимента. Но один скромный человек, чьи идеи были более широкими, утверждал, что было сделано добра на сумму более трехсот фунтов; и это место на той части побережья по сей день известно как Банка Хьюитта.
Поэтому, в то время как некоторые люди считали это прямой неудачей, мой родственник счел ее частичной и с неослабевающим рвением наблюдал за эффектом, произведенным посадкой на мель катера «Хантер» в 1807 году от Рождества Христова; подробности чего полностью изложены на следующих страницах.
Знание приливов и течений было получено главным образом из прочтения нескольких работ самых известных философов, чья эрудиция запечатлела их истиной устойчивой и неоспоримой. Поэтому я принял их язык, а не свой собственный, опасаясь, что могу испортить их замысел, и мое уважение к таким всеобъемлющим трудам побуждает меня добавить прописную истину, переданную нам древним латинским автором —
Unius ætatis sunt quæ fortiter fiunt, quæ Vero pro utilitate scribuntur æterna.
Вегеций.
Если проект будет осуществлен и окажется эффективным, он будет применим и к другим побережьям, если принять во внимание все особенности, касающиеся их, и велика будет награда за достигнутое честолюбие попытки принести пользу обществу в целом.
АВТОР.
ГЛАВА I.
ВВЕДЕНИЕ. — РАССМОТРЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИЛИВОВ, ИХ ИЗМЕНЧИВОСТИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ.
Ибо, смотри! море, что омывает землю, и, словно пояс, сжимает ее твердую плоть, понимает и музыку, и меру: ибо его великий хрустальный глаз всегда устремлен вверх, к луне, и крепко зафиксирован на ней: и как она танцует в своей бледной сфере, так и он танцует вокруг центра здесь.
Приведенные выше строки, так прекрасно выраженные одним из наших ранних поэтов, вводят в предмет, который в целом понятен, но важная цель, связанная с нашим настоящим исследованием, не может быть достигнута без глубокого знания причины и следствия. Поэтому детальное знакомство с формированием приливов и течений, их изменчивостью и воздействием, переданное нам наблюдениями, экспериментами и открытиями ранних философов и подтвержденное исследованиями современных, не будет сочтено совсем излишним, поскольку они будут способствовать устранению любого препятствия, которое в противном случае могло бы возникнуть при рассмотрении столь сложного предмета.
Под термином «прилив» понимается то регулярное движение моря, согласно которому оно прибывает и убывает дважды в течение двадцати четырех часов.
После некоторых диких догадок самых ранних философов, отмечает Голдсмит, во времена Плиния стало хорошо известно, что приливы полностью находятся под влиянием в небольшой степени солнца, но в гораздо большей — луны. Было обнаружено, что существует прилив и отлив моря в течение двенадцати часов и пятидесяти минут, что в точности соответствует времени лунных суток. Было замечено, что всякий раз, когда луна находилась в меридиане, или, другими словами, как можно ближе к любой части моря, море приливало к этой части и создавало там прилив; напротив, было обнаружено, что когда луна покидала меридиан, море начинало отступать туда, откуда пришло, и можно было сказать, что начинался отлив. До сих пор воды моря, казалось, очень регулярно следовали за движениями луны. Но поскольку также казалось, что когда луна находилась в противоположном меридиане, так же далеко на другой стороне земного шара, то прилив был и на этой стороне, так что луна производила два прилива: один при ее наибольшем приближении к нам, а другой при ее наибольшем удалении от нас; другими словами, луна, совершая один оборот вокруг земли, производила два прилива, всегда в одно и то же время: один — на части земного шара, находящейся прямо под ней, а другой — на части земного шара, находящейся прямо напротив.
Кеплер был первым, кто предположил, что притяжение является главной причиной, утверждая, что сфера действия луны распространяется на землю и притягивает ее воды. Но то, на что Кеплер лишь намекал, было полностью развито и продемонстрировано Исааком Ньютоном.
После своего великого открытия закона тяготения он счел легким делом объяснить все явления приливов. Было обнаружено, что луна, как и все остальные планеты, притягивает землю и притягивается ею. Это притяжение преобладает во всей нашей планетной системе; чем больше материи содержится в каком-либо теле, тем сильнее оно притягивает, и его влияние уменьшается пропорционально квадрату расстояния. Приняв это за основу, давайте посмотрим, что должно произойти, если предположить, что луна находится в меридиане какого-либо участка моря. Поверхность воды непосредственно под луной ближе к луне, чем любая часть земного шара, и поэтому должна быть более подвержена ее притяжению, чем воды в любом другом месте. Воды там будут притягиваться луной и подниматься в виде холма, чья высота будет наибольшей там, где притяжение максимально. Чтобы сформировать этот холм, очевидно, что его поверхность, как и глубины, будет взволнована, и что везде, откуда вода уходит из одной части, последующие воды должны притекать, чтобы заполнить оставленное пространство. Таким образом, воды моря, стекающиеся со всех сторон, чтобы следовать за движением луны, производят прилив; и это полный прилив в той части, над которой проходит луна или к которой она приходит в свой меридиан.
Но когда луна движется дальше и перестает указывать на место, где только что поднялись воды, причина их подъема перестает действовать, и они будут стекать обратно под действием своей естественной тяжести в более низкие части, откуда они пришли; и это отступление вод будет формировать отлив моря.
Таким образом, первая часть демонстрации очевидна, поскольку в целом не требуется большой проницательности, чтобы понять, что воды, ближайшие к луне, наиболее притягиваются или поднимаются выше всего луной. Но другая часть демонстрации, а именно, как получается, что высокие приливы происходят в одно и то же время на другой стороне земного шара, не так легко постижима. Чтобы понять это, необходимо заметить, что часть земли и ее вод, наиболее удаленная от луны, — это части, которые меньше всего притягиваются луной; также необходимо заметить, что все воды, когда луна находится на противоположной стороне земли, должны притягиваться в том же направлении, в котором их притягивает сама земля; то есть, по-видимому, через все тело земли, к самой луне. Таким образом, если это понять, ясно, что те воды, которые наиболее удалены от луны, будут иметь меньший вес, чем воды любой другой части на той же стороне земного шара, потому что притяжение луны, которое совпадает с притяжением земли, там наименьшее. Теперь, следовательно, воды, наиболее удаленные от луны, имея меньший вес и будучи самыми легкими, будут сжиматься со всех сторон теми, которые, имея большее притяжение, являются более тяжелыми, и более тяжелые воды, втекая, заставят их вздуться и подняться в виде холма прямо напротив того, что на другой стороне земного шара, вызванного более непосредственным влиянием луны.
Таким образом, луна за один суточный оборот производит два прилива: один, поднятый непосредственно под сферой ее влияния, и другой, прямо противоположный ему. По мере движения луны эта огромная масса вод поднимается вверх, словно наблюдая за ее движениями, и следует тому же постоянному вращению. Однако в этой великой работе по поднятию приливов солнце принимает немалое участие; оно производит свой собственный прилив постоянно каждый день, точно так же, как луна, но в гораздо меньшей степени, потому что солнце находится на неизмеримо большем расстоянии. Таким образом, существуют солнечные приливы и лунные приливы — когда силы этих двух великих светил совпадают, что они всегда делают, когда находятся либо в одних и тех же, либо в противоположных частях небес, они совместно производят гораздо больший прилив, чем когда они расположены на небесах так, что каждое создает свои собственные приливы; в первом случае притяжение солнца совпадает с притяжением луны, благодаря чему формируются высокие сизигийные приливы; во втором случае действие солнца противопоставляется действию луны, следовательно, эффект должен заключаться в понижении вод там, где действие луны имеет тенденцию поднимать их, и отсюда — возникновение более низких квадратурных приливов.
Сизигийные приливы не происходят в самый день новолуния и полнолуния, а квадратурные — не в самый день квадратур, а через день или два после; эффект не является ни наибольшим, ни наименьшим, когда непосредственное влияние причины является наибольшим или наименьшим: как наибольшая жара, например, бывает не в день солнцестояния, когда непосредственное действие солнца максимально, а некоторое время спустя. И хотя действие солнца и луны прекратилось бы, океан все равно продолжал бы прибывать и убывать некоторое время, подобно тому как его волны продолжают находиться в бурном движении некоторое время после шторма.
Исаак Ньютон показал, что приливы увеличиваются по мере уменьшения куба расстояний, так что луна на половине своего нынешнего расстояния производила бы прилив в восемь раз больше. Теперь луна описывает эллипс вокруг земли и, конечно, должна быть один раз за каждый оборот ближе к земле, чем в любой другой части своей орбиты; следовательно, она должна производить гораздо более высокий прилив, когда находится в этой точке своей орбиты, чем в противоположной точке.
Это причина того, что два великих сизигийных прилива никогда не происходят сразу друг за другом; ибо если луна находится на своем наименьшем расстоянии во время новолуния, она должна быть на своем наибольшем расстоянии во время полнолуния, совершив пол-оборота за промежуточное время; и, следовательно, сизигийный прилив в полнолуние будет намного меньше, чем в предыдущее новолуние. По той же причине, если великий сизигийный прилив случается во время полнолуния, прилив в следующее новолуние будет меньше.
Сизигийные приливы самые высокие, а квадратурные — самые низкие около начала года; ибо земля, будучи ближе всего к солнцу около первого января, должна сильнее притягиваться этим телом, чем в любое другое время года: следовательно, сизигийные приливы, которые случаются около этого времени, будут больше, чем в любое другое время, и если луна будет в новолунии или полнолунии в той части своей орбиты, которая ближе всего к земле в то же время, приливы будут значительно выше, чем в любое другое время года.
Прилив, который случается в любое время, пока луна находится над горизонтом, называется верхним приливом, а когда под горизонтом — нижним. Когда луна находится в равноденствии, верхний и нижний приливы имеют одинаковую высоту, но когда луна склоняется к возвышенному полюсу, верхний прилив выше нижнего. Если широта места и склонение луны имеют противоположные названия, нижние приливы будут самыми высокими. Но самый высокий прилив в любом конкретном месте бывает тогда, когда склонение луны равно широте места и имеет то же название, и высота прилива уменьшается по мере увеличения разницы между широтой и склонением, поэтому чем ближе какое-либо место к той параллели, чья широта равна склонению луны и имеет то же название, тем выше будет прилив в этом месте. При сравнении высоты приливов в разных местах предполагается, что солнце и луна находятся на одинаковых расстояниях от земли и в одинаковом положении по отношению к меридиану этих мест.
Вышеупомянутые наблюдения относительно регулярности приливов могли возникнуть только при предположении, что земля покрыта водами океана на большую глубину, но поскольку это не так, такие приливы существуют только в местах, расположенных на берегах больших океанов.
Из-за местных обстоятельств приливы подвержены большим неровностям, таким как встреча с островами, мысами, прохождение через проливы и т. д. Чтобы они могли иметь свое полное движение, океан, в котором они производятся, должен простираться на 90° с востока на запад, потому что это расстояние между наибольшим подъемом и наибольшим опусканием, производимым в водах луной.
Отсюда следует, что приливы в Тихом океане превышают приливы в Атлантическом, и что они меньше в той части Атлантики, которая находится в жарком поясе между Африкой и Америкой, чем в умеренных поясах по обе стороны от него, где океан намного шире.
Приливы не заметны в озерах и большинстве внутренних морей, а глубокое и обширное Средиземное море едва ли чувствительно к обычному наблюдению, их эффекты совершенно подчинены ветрам и течениям. В некоторых местах, однако, как в Мессинском проливе, существует прилив и отлив величиной в два фута и более; в Неаполе и у Эврипа — двенадцать и тринадцать дюймов, а Реннелл сообщает нам, что в Венеции — пять футов.
Прилив и отлив океана очень незначительны на островах, удаленных от любого континента, как, например, на острове Святой Елены, где он редко превышает три фута. Приливы удивительно высоки на побережьях Малайзии, в Зондском проливе, на открытом побережье Патагонии, вдоль побережий Китая и Японии, в Панаме, в Бенгальском заливе и в устье Инда, где вода поднимается на тридцать футов в высоту. Приливы наиболее велики на любой данной линии побережья в узких заливах и эстуариях; и наименьшие — на промежуточных участках, где суша выступает вперед.
По авторитетному мнению покойного капитана Хьюэтта, Королевского флота, у входа в эстуарий Темзы подъем сизигийных приливов составляет восемнадцать футов; но когда мы следуем вдоль нашего восточного побережья оттуда на север, к Лоустофту и Ярмуту, мы обнаруживаем постепенное уменьшение, пока в последнем упомянутом месте самый высокий подъем не составляет всего семь или восемь футов. С этой точки снова начинается увеличение, так что в Кромере, где побережье снова отступает на запад, подъем составляет шестнадцать футов; а к оконечности залива, называемого «Уош», как в Линне и в Бостон-Дипс, он составляет от двадцати двух до двадцати четырех, а в некоторых чрезвычайных случаях — двадцать шесть футов. Оттуда снова наблюдается уменьшение к северу; высота у Сперн-Пойнта составляет от девятнадцати до двадцати футов, а у Фламборо-Хед, на побережье Йоркшира, — от четырнадцати до шестнадцати футов.
Также зафиксировано, по авторитетному мнению капитана Бофорта, Королевского флота, что в Милфорд-Хейвене, в Пембрукшире, у устья Бристольского залива, приливы поднимаются на тридцать шесть футов, а в Кинг-Роуд, близ Бристоля, — на сорок два фута. В Чепстоу, на реке Уай, небольшой реке, которая открывается в эстуарий Северна, они достигают пятидесяти футов, иногда шестидесяти девяти и даже семидесяти двух футов.
Приливы в Тонкине — самые примечательные в мире. В этой части есть только один прилив и один отлив каждые двадцать четыре часа; тогда как в других местах их два. Кроме того, дважды в месяц прилива нет вовсе, когда луна находится близ равноденствия, вода некоторое время остается совершенно стоячей. Эти, наряду с другими своеобразными проявлениями, сопровождающими те же явления, считались многими непостижимыми; но Исаак Ньютон счел, что они возникают из совпадения двух приливов: одного из Южного моря, а другого из Индийского океана. От каждого из этих приливов последовательно приходят два каждый день; два в одно время больше, а два в другое — меньше. Время между прибытием двух больших он считает полным приливом; время между двумя меньшими — отливом. Короче говоря, с помощью этой подсказки тот великий математик решил каждое проявление и так утвердил свою теорию, что заставил замолчать каждого противника. Это колебание моря от приливов, отмечает тот же автор, производит другое и более постоянное вращение его вод с востока на запад, в этом отношении следуя курсу луны.