«Климат и время в их геологических отношениях»

Несомненно, верно, что когда мы сравниваем места, в которых расположены канадские слои ракушечника, упомянутые мистером Кросски, с местами на той же широте в Европе, разница климата, возникающая из-за влияния Гольфстрима, не так велика, как между Шотландией и теми местами, которые мы рассматривали; но все же разница достаточно велика, чтобы объяснить, почему изменение климата в Канаде было менее полным, чем в Шотландии.

И то, что справедливо в отношении течений Атлантики, справедливо также, хотя, возможно, и не в той же степени, для течений Тихого океана.

Близость Солнца в перигее как причина накопления льда. — Но есть еще одна причина, которую необходимо отметить: сильное нижнее течение воздуха с севера подразумевает столь же сильное верхнее течение на север. Теперь, если бы эффект нижнего течения заключался в том, чтобы направлять теплую воду экватора на юг, эффект верхнего течения заключался бы в том, чтобы переносить водяной пар, образовавшийся на экваторе, на север; верхнее течение, достигая снега и льда умеренных регионов, осаждало бы свою влагу в виде снега; так что, несмотря на сильный холод ледникового периода, вполне вероятно, что количество снега, выпадающего в северных регионах, было бы огромным. Это было бы особенно характерно для лета, когда Земля находилась бы в перигелии, а тепло на экваторе было бы значительным. Экватор был бы печью, где происходило бы испарение, а снег и лед умеренных регионов действовали бы как конденсатор.

Тепло для производства испарения столь же необходимо для накопления снега и льда, как холод для производства конденсации. Теперь в середине лета, при допущении, что эксцентриситет находится на своем верхнем пределе, Солнце было бы на 8 641 870 миль ближе, чем в настоящее время в этот сезон. Эффект заключался бы в том, что интенсивность солнечных лучей была бы на одну пятую больше, чем сейчас. То есть на каждые пять лучей, получаемых океаном в настоящее время, тогда приходилось бы шесть лучей, следовательно, испарение летом было бы чрезмерным. Но покрытая льдом суша конденсировала бы пар в снег. Несомненно, именно летом происходило бы наибольшее выпадение снега. Фактически, близость Солнца в этот сезон была столь же важна для наступления ледникового периода, как и его удаленность зимой.

Прямой эффект эксцентриситета заключается в создании в одном из полушарий долгой и холодной зимы. Это само по себе не привело бы к столь суровым условиям, какие, как мы знаем, преобладали во время ледникового периода. Но снег и лед, образовавшиеся таким образом, привели бы в действие, как мы видели, множество физических факторов, чьи объединенные усилия были бы вполне достаточны для этого.

Примечательное обстоятельство, касающееся причин, ведущих к вековым изменениям климата. — Существует одно примечательное обстоятельство, связанное с этими физическими причинами, которое заслуживает особого внимания. Они не только все ведут к одному результату, а именно к накоплению снега и льда, но и воздействуют друг на друга. В физике вполне обычное дело, когда эффект воздействует на причину. В электричестве и магнетизме, например, причина и следствие почти в каждом случае взаимно действуют и воздействуют друг на друга. Но обычно, если не повсеместно, реакция следствия имеет тенденцию ослаблять причину. Ослабляющее влияние этой реакции имеет тенденцию налагать предел на эффективность причины. Но, как ни странно, в отношении физических причин, участвующих в возникновении ледникового климата, причина и следствие взаимно воздействовали друг на друга, усиливая друг друга. И это обстоятельство имело огромное отношение к полученным необычайным результатам.

Мы видели, что накопление снега и льда на земле, возникшее в результате долгих и холодных зим, имело тенденцию охлаждать воздух и вызывать туманы, которые преграждали путь солнечным лучам. Лучи, таким образом задержанные, уменьшали тающую силу Солнца и тем самым увеличивали накопление. По мере того как снег и лед продолжали накапливаться, все больше и больше лучей задерживалось; и, с другой стороны, по мере того как лучи продолжали задерживаться, скорость накопления увеличивалась, потому что количество растаявшего снега и льда становилось таким образом ежегодно все меньше и меньше.

Опять же, в течение долгих и унылых зим ледникового периода Земля излучала бы свое тепло в космическое пространство. Если бы потерянное таким образом тепло просто шло на понижение температуры, то понижение температуры имело бы тенденцию уменьшать скорость потери; но необходимым результатом этого было образование снега и льда, а не понижение температуры.

И, опять же, образование снега и льда способствовало скорости, с которой Земля теряла свое тепло; и, с другой стороны, чем быстрее Земля расставалась со своим теплом, тем быстрее образовывались снег и лед.

Далее, по мере того как снег и лед накапливались в одном полушарии, они в то же время продолжали уменьшаться в другом. Это имело тенденцию увеличивать силу пассатов в холодном полушарии и ослаблять их в теплом. Эффект этого на океанические течения заключался бы в том, чтобы направлять теплую воду тропиков больше в теплое полушарие, чем в холодное. Предположим, что северное полушарие является холодным, тогда, по мере того как снег и лед начали бы постепенно накапливаться там, океанические течения этого полушария начали бы уменьшаться в объеме, в то время как течения в южном, или теплом, полушарии pari passu увеличивались бы. Этот отвод тепла от северного полушария имел бы тенденцию, конечно, понижать температуру этого полушария и тем самым способствовать накоплению снега и льда. По мере накопления снега и льда океанические течения уменьшались бы, и, с другой стороны, по мере уменьшения океанических течений снег и лед накапливались бы — оба эффекта взаимно усиливали бы друг друга.

То же самое должно было быть справедливо в отношении воздушных течений. Чем больше полярные и умеренные регионы покрывались бы снегом и льдом, тем сильнее становились бы пассаты и антипассаты полушария; и чем сильнее становились бы эти ветры, тем большее количество влаги переносилось бы из тропических регионов антипассатами в умеренные регионы; и, с другой стороны, чем больше влаги эти ветры приносили бы в умеренные регионы, тем больше было бы количество образовавшегося снега.

Тот же процесс взаимного действия и противодействия происходил бы среди факторов, действующих в теплом полушарии, только результат был бы диаметрально противоположным тому, что производился в холодном полушарии. В этом теплом полушарии действие и противодействие имели бы тенденцию повышать среднюю температуру и уменьшать количество снега и льда, существующего в умеренных и полярных регионах.

Если бы каждый из этих различных физических факторов, которые мы рассматривали, мог производить свои прямые эффекты, не влияя на другие факторы и не подвергаясь их влиянию, его реальная эффективность в создании либо ледникового климата, либо теплого климата не была бы столь велика.

Первичной причиной, которая привела в действие все те различные физические факторы, которые вызвали ледниковый период, было высокое состояние эксцентриситета земной орбиты. Когда эксцентриситет имеет высокое значение, снег и лед начинают накапливаться из-за увеличивающейся продолжительности и холодности зимы в том полушарии, чье зимнее солнцестояние приближается к афелию. Накапливающийся снег затем начинает приводить в действие все те различные факторы, которые мы описывали; и, как мы только что видели, они, будучи однажды в полном действии, взаимно помогают друг другу. По мере того как эксцентриситет увеличивается век за веком, умеренные регионы все больше и больше покрываются снегом и льдом, во-первых, из-за продолжающегося увеличения холодности и продолжительности зим, и, во-вторых, и главным образом, из-за продолжающегося увеличения силы тех физических факторов, которые были приведены в действие. Это ледниковое состояние дел продолжается с возрастающей скоростью и достигает максимума, когда точка солнцестояния достигает афелия. После того как солнцестояние проходит афелий, начинается обратный процесс. Снег и лед постепенно начинают уменьшаться в холодном полушарии и появляться в другом полушарии. Обледеневшее полушарие постепенно становится теплее, а теплое полушарие — холоднее, и это продолжается в течение десяти или двенадцати тысяч лет, пока зимнее солнцестояние не достигнет перигелия. К этому времени условия двух полушарий меняются местами; ранее обледеневшее полушарие теперь стало теплым, а теплое полушарие — оледеневшим. Перенос льда из одного полушария в другое продолжается до тех пор, пока эксцентриситет остается на высоком уровне. Это, возможно, будет лучше понято при осмотре фронтисписа.

Средняя температура всей Земли должна быть выше в афелии, чем в перигелии. — Когда эксцентриситет уменьшается примерно до своего нынешнего значения, его влияние на климат ощущается лишь незначительно. Однако вероятно, что нынешнее распространение льда в южном полушарии может в значительной степени быть результатом эксцентриситета. Разница в климатических условиях двух полушарий как раз такая, какой она должна быть согласно теории: (1) Средняя температура этого полушария ниже, чем северного. (2) Зимы южного полушария холоднее, чем зимы северного. (3) Лето, хотя и приходится на перигелий, также сравнительно холодное; это, как мы видели, то, что должно быть согласно теории. (4) Средняя температура всей Земли выше в июне, когда Земля находится в афелии, чем в декабре, когда она находится в перигелии. Это, осмелюсь утверждать, также то, что должно следовать согласно теории, хотя именно этот факт приводился как доказательство того, что эксцентриситет в настоящее время оказывает лишь незначительное влияние на климатическое состояние нашего земного шара.

То, что средняя температура всей Земли во время ледникового периода была бы выше, когда Земля находилась в афелии, чем когда в перигелии, будет, я думаю, очевидно из следующих соображений: когда Земля находилась в перигелии, Солнце находилось бы над полушарием, почти покрытым снегом и льдом. Большая сила солнечных лучей в этом случае имела бы мало эффекта в повышении температуры; она была бы потрачена на таяние снега и льда. Но когда Земля находилась в афелии, Солнце находилось бы над полушарием, сравнительно свободным или, возможно, полностью свободным от снега и льда. Следовательно, хотя интенсивность солнечных лучей была бы меньше, чем когда Земля находилась в перигелии, все же она должна была бы произвести более высокую температуру, потому что она была бы главным образом использована на нагревание земли, а не поглощена таянием снега и льда.

Профессор Тиндаль о ледниковом периоде. — «Столь естественной, — говорит профессор Тиндаль, — была ассоциация льда и холода, что даже знаменитые люди предполагали, что все, что нужно для производства большого распространения наших ледников, — это уменьшение температуры Солнца. Если бы они прошли через вышеупомянутые размышления и расчеты, они, вероятно, потребовали бы больше тепла, а не меньше, для наступления ледникового периода. Что им действительно было нужно, так это конденсаторы, достаточно мощные, чтобы заморозить пар, генерируемый теплом Солнца». (The Forms of Water, стр. 154. См. также, в том же духе, Heat Considered as a Mode of Motion, гл. VI.)

Я не знаю, кого здесь имеет в виду профессор Тиндаль, но, безусловно, его замечания не имеют отношения к рассматриваемой теории, ибо согласно ей, как мы только что видели, лед ледникового периода был примерно в такой же степени обусловлен близостью Солнца в перигее, как и его большим расстоянием в апогее.

Существует, однако, одна теория, к которой его замечания справедливо применимы, а именно: теория о том, что великие изменения климата в течение геологических эпох были результатом прохождения нашего земного шара через различные температуры космического пространства. То, что говорит профессор Тиндаль, ясно показывает, что ледниковый период не был вызван прохождением нашей Земли через холодную часть космического пространства. Общее снижение температуры по всему земному шару, безусловно, не вызвало бы ледникового периода. Предположим, что Солнце погасло и наш земной шар подвергся воздействию температуры звездного пространства (-239° по Фаренгейту), это, безусловно, заморозило бы океан твердо от поверхности до дна, но не покрыло бы сушу льдом.

Выводы профессора Тиндаля, конечно, столь же убедительны против теории профессора Бальфура Стюарта о том, что ледниковый период мог быть результатом общего уменьшения интенсивности солнечного тепла.

Тем не менее, было бы в прямом противоречии с хорошо установленными фактами геологии предполагать, что ледниковые периоды ледникового периода были теплыми периодами. Мы так же уверены на основании палеонтологических данных, что холод тогда был намного сильнее, чем сейчас, как и на основании физических данных, что накопление льда было больше, чем сейчас. Наши ледниковые слои ракушечника и останки мамонта, северного оленя и овцебыка свидетельствуют о холоде так же верно, как следы на скалах — о льде.

Возражение, основанное на нынешнем состоянии планеты Марс. — Профессор Шарль Мартен [46] и другие выдвигали возражение, что если бы высокое состояние эксцентриситета могло вызвать ледниковый период, то планета Марс должна была бы в настоящее время находиться в ледниковом состоянии. Эксцентриситет ее орбиты составляет 0,09322, и одно из ее южных зимних солнцестояний, согласно доктору Удемансу из Батавии [47], находится в пределах 17° 41′ 8″ от афелия. Следовательно, предполагается, что одно из полушарий должно быть в ледниковом состоянии, а другое — свободным от снега и льда. Но считается, что снег накапливается вокруг каждого полюса во время его зимы и в значительной степени исчезает во время его лета.

В этом возражении была бы сила, если бы утверждалось, что только эксцентриситет может вызвать ледниковое состояние климата, но это не так, и нет веских оснований для заключения, что те физические факторы, которые привели к ледниковому периоду нашего земного шара, существуют на планете Марс. Совершенно очевидно, что либо вода на этой планете должна быть иной по составу, чем на нашей Земле, либо ее атмосферная оболочка должна быть совершенно иной, чем наша. Ибо из того, что было изложено в Главе II, очевидно, что если бы наш земной шар был удален на расстояние Марса от Солнца, понижение температуры, вызванное уменьшением солнечного тепла, не только уничтожило бы все живое, но и превратило бы океан в твердый лед.

Но следует заметить, что эксцентриситет орбиты Марса в настоящее время далек от своего верхнего предела в 0,14224, и может случиться так, что в экономии природы, когда он приблизится к этому пределу, может наступить ледниковое состояние вещей.

Правда, однако, заключается в том, что, по-видимому, мало что известно с уверенностью относительно климатического состояния Марса. Это очевидно из того факта, что некоторые астрономы полагают, что планета обладает плотной атмосферой, которая защищает ее от холода; в то время как другие утверждают, что ее атмосфера настолько чрезвычайно тонка, что ее средняя температура ниже точки замерзания. Некоторые утверждают, что климатическое состояние Марса очень напоминает состояние нашей Земли, в то время как другие утверждают, что ее моря фактически промерзли до дна, а полюса покрыты льдом толщиной в тридцать или сорок миль. По причинам, которые будут объяснены в Приложении, Марс, несмотря на свое большее расстояние от Солнца, может наслаждаться климатом, столь же теплым, как климат нашей Земли.

ГЛАВА V. ПРИЧИНА, ПО КОТОРОЙ ЮЖНОЕ ПОЛУШАРИЕ ХОЛОДНЕЕ СЕВЕРНОГО.

Adhémar’s Explanation.—Adhémar’s Theory founded upon a physical Mistake in regard to Radiation.—Professor J. D. Forbes on Underground Temperature.—Generally accepted Explanation.—Low Temperature of Southern Hemisphere attributed to Preponderance of Sea.—Heat transferred from Southern to Northern Hemisphere by Ocean-current the true Explanation.—A large Portion of the Heat of the Gulf-stream derived from the Southern Hemisphere.

Объяснение Адемара. — Давно известно, что в южном полушарии температура ниже, а накопление льда больше, чем в северном. Эта разница обычно приписывалась большому преобладанию моря в южном полушарии. М. Адемар, с другой стороны, пытается объяснить эту разницу, ссылаясь на разницу в количестве тепла, теряемого двумя полушариями вследствие разницы в семь дней в продолжительности их соответствующих зим. Поскольку северная зима короче лета, он заключает, что в этом полушарии происходит накопление тепла, в то время как, с другой стороны, поскольку южная зима длиннее лета, в южном полушарии происходит потеря тепла. «Южный полюс, — говорит он, — теряет за один год больше тепла, чем получает, потому что общая продолжительность его ночи превышает продолжительность его дня на 168 часов; и обратное происходит для северного полюса. Если, например, мы возьмем за единицу среднее количество тепла, которое Солнце излучает за один час, тепло, накопленное в конце года на северном полюсе, будет выражено числом 168, в то время как тепло, потерянное южным полюсом, будет равно 168 умножить на то, насколько излучение уменьшает его за один час, так что в конце года разница в тепле двух полушарий будет представлена числом 336, умноженным на то, что Земля получает от Солнца или теряет за час путем излучения» [48].

Адемар предполагает, что примерно через 10 000 лет, когда наша северная зима будет приходиться на афелий, а южная — на перигелий, климатические условия двух полушарий изменятся; лед растает на южном полюсе, а северное полушарие окажется окутанным одной сплошной массой льда толщиной в лиги, простирающейся до умеренных регионов.

Эта теория, по-видимому, основана на ошибочной интерпретации принципа, впервые указанного, насколько мне известно, Гумбольдтом в его мемуаре «Об изотермических линиях и распределении тепла по земному шару» [49]. Этот принцип можно сформулировать следующим образом:

Хотя общее количество тепла, получаемого Землей от Солнца за один оборот, обратно пропорционально малой оси орбиты, тем не менее это количество, как доказал Д’Аламбер, поровну распределяется между двумя полушариями, каким бы ни был эксцентриситет. Любое дополнительное тепло, которое южное полушарие может в настоящее время получать от Солнца ежедневно в течение своих летних месяцев из-за большей близости к Солнцу, точно компенсируется соответствующей потерей, возникающей из-за краткости сезона; и, с другой стороны, любой ежедневный дефицит тепла, который мы в северном полушарии можем в настоящее время иметь в течение нашего летнего полугодия вследствие расстояния Земли от Солнца, также точно компенсируется соответствующей продолжительностью сезона.

Но температура поверхности нашего земного шара зависит как от количества тепла, излучаемого в космическое пространство, так и от количества, получаемого от Солнца, и некоторыми высказывалось мнение, что этот компенсирующий принцип справедлив только в отношении последнего. В случае тепла, теряемого путем излучения, предполагается, что происходит обратное. Южное полушарие, утверждается, имеет не только более холодную зиму, чем северное, вследствие большего расстояния Солнца, но оно также имеет и более длинную зиму; и дополнительная потеря тепла от излучения в течение зимы не компенсируется его близостью к Солнцу в течение лета, ибо оно не получает дополнительного тепла от этой близости. И таким же образом утверждается, что поскольку наша зима в северном полушарии, из-за меньшего расстояния Солнца, не только теплее, чем зима южного полушария, но и в то же время короче, то наше полушарие не охлаждается до такой степени, как южное. И таким образом, средняя температура зимнего полугодия, так же как и интенсивность солнечного тепла, зависит от изменения расстояния Солнца.

Хотя я всегда считал эту причину Гумбольдта совершенно неадекватной для производства таких эффектов, какие приписываются ей Адемаром, все же в своих ранних статьях [50] я заявлял, что это vera causa, которая должна производить некоторый ощутимый эффект на климат. Но вскоре после этого, при более тщательном рассмотрении всего предмета, я пришел к подозрению, что рассматриваемое обстоятельство может, согласно теории, производить мало или вообще не производить никакого эффекта на климатическое состояние нашего земного шара.

Поскольку, по-видимому, существует значительное количество недопонимания в отношении этого пункта, который составляет основу теории Адемара, я могу здесь кратко рассмотреть его [51].

Скорость, с которой Земля излучает в космическое пространство тепло, полученное от Солнца, зависит от температуры ее поверхности; а температура ее поверхности (при прочих равных условиях) зависит от скорости, с которой тепло получается. Чем выше скорость, с которой Земля получает тепло от Солнца, тем выше, следовательно, будет скорость, с которой она будет терять это тепло путем излучения. Теперь общее количество тепла, получаемого в течение зимы южным полушарием, точно равно количеству, получаемому в течение зимы северным. Но поскольку южная зима длиннее северной, скорость, с которой тепло получается, и, следовательно, скорость излучения в течение этого сезона должны быть меньше в южном полушарии, чем в северном. Таким образом, южное полушарие теряет тепло в течение более длительного периода, чем северное, и поэтому меньшая скорость излучения (если бы не обстоятельство, которое будет отмечено в настоящее время) полностью компенсировала бы более длительный период, и общее количество тепла, потерянного в течение зимы, было бы одинаковым в обоих полушариях. Южное лето короче северного, но тепло более интенсивное, и поверхность земли поддерживается при более высокой температуре; следовательно, скорость излучения в космическое пространство выше.

Когда скорость, с которой тело получает тепло, увеличивается, температура тела повышается до тех пор, пока скорость излучения не сравняется со скоростью поглощения, после чего восстанавливается равновесие; и когда скорость поглощения уменьшается, температура падает до тех пор, пока скорость излучения не сравняется со скоростью поглощения.

Но, несмотря на все это, из-за низкой теплопроводности земли больше тепла будет проходить в нее в течение более длинного лета в афелии, чем в течение более короткого лета в перигелии; ибо количество тепла, которое проходит в землю, зависит от продолжительности времени, в течение которого Земля получает тепло, а также от полученного количества. Точно так же больше тепла будет выходить из земли в течение более длинной зимы в афелии, чем в течение более короткой зимы в перигелии. Предположим, что продолжительность дней в одном полушарии (скажем, северном) составляет 23 часа, а продолжительность ночей, скажем, один час; в то время как в другом полушарии дни длятся один час, а ночи — 23 часа. Предположим также, что количество тепла, получаемого от Солнца южным полушарием в течение дня в один час, равно количеству, получаемому северным полушарием в течение дня в 23 часа. Очевидно, что хотя поверхность земли в южном полушарии получила бы столько же тепла от Солнца в течение короткого дня в один час, сколько поверхность северного полушария в течение длинного дня в 23 часа, однако, из-за низкой теплопроводности земли, количество поглощенного тепла в южном полушарии было бы далеко не таким большим, как в северном. Температура поверхности в течение дня, правда, была бы намного выше в южном полушарии, чем в северном, и, следовательно, скорость, с которой тепло проходило бы в землю, была бы выше в этом полушарии, чем в северном; но, несмотря на более высокую скорость поглощения, возникающую из-за высокой температуры поверхности, она не компенсировала бы краткость дня. С другой стороны, поверхность земли в южном полушарии была бы холоднее в течение длинной ночи в 23 часа, чем в северном в течение короткой ночи всего в один час; и низкая температура земли имела бы тенденцию уменьшать скорость излучения в космическое пространство. Но уменьшение скорости излучения не компенсировало бы полностью большую продолжительность ночи. Общим и объединенным результатом всех этих причин было бы то, что в северном полушарии происходило бы небольшое накопление тепла, а в южном — небольшая потеря. Но эта потеря тепла в одном полушарии и выигрыш в другом не накапливались бы с равномерной скоростью год за годом, как предполагает Адемар.

Конечно, в настоящее время мы просто рассматриваем Землю как поглотитель и излучатель тепла, не принимая во внимание эффекты распределения моря и суши и другие модифицирующие причины, и предполагаем, что все одинаково в обоих полушариях, за исключением того, что зима одного полушария длиннее зимы другого.

Каково же тогда количество тепла, накопленного одним полушарием и потерянного другим? Является ли оно таким количеством, чтобы ощутимо влиять на климат?

Эксперименты и наблюдения, которые были проведены над температурой под землей, дают нам возможность сделать по крайней мере грубую оценку этого количества. И из них будет видно, что влияние избытка в семь или восемь дней в продолжительности южной зимы над северной вряд ли могло бы произвести эффект, который был бы ощутимым.

Наблюдения были проведены в Эдинбурге профессором Дж. Д. Форбсом над тремя различными веществами, а именно: песчаником, песком и траппом. Путем вычислений, исходя из данных, предоставленных этими наблюдениями, мы находим, что общее количество тепла, накопленного в земле в течение лета сверх средней температуры, было следующим: в породе песчаника — количество, достаточное для повышения температуры породы на 1° C до глубины 85 футов 6 дюймов; в песке — количество, достаточное для повышения температуры на 1° C до глубины 72 футов 6 дюймов; и в траппе — количество, достаточное только для повышения температуры на 1° C до глубины 61 фута 6 дюймов.

Принимая удельную теплоемкость песчаника на единицу объема, как определено Реньо, равной 0,4623, песка — 0,3006, а траппа — 0,5283, и сводя все результаты к одному стандарту, а именно к стандарту воды, мы находим, что количество тепла, накопленного в песчанике, если бы оно было применено к воде, повысило бы ее температуру на 1° C до глубины 39 футов 6 дюймов; количество, накопленное в песке, повысило бы температуру воды на 1° C до глубины 21 фута 8 дюймов, а количество, накопленное в траппе, повысило бы температуру воды на 1° C до глубины 32 футов 6 дюймов. Мы можем взять среднее арифметическое этих трех результатов как довольно точно представляющее количество, накопленное в общей поверхности страны. Это было бы равно глубине воды в 31 фут 3 дюйма, нагретой на 1° C. Количество тепла, потерянного путем излучения в течение зимы ниже среднего, оказалось примерно равным количеству, накопленному в течение лета.

Общее количество тепла на квадратный фут поверхности, получаемое экватором от восхода до заката во время равноденствий, с учетом 22 процентов, поглощаемых при прохождении через атмосферу, составляет 1 780 474 футо-фунта. На широте Эдинбурга на квадратный фут поверхности приходится около 938 460 футо-фунтов, при условии, что атмосфера поглощает не более 22 процентов. При такой интенсивности за два дня и десять часов (скажем, за три дня) от Солнца было бы получено количество тепла, достаточное для повышения температуры воды на 1° C на требуемую глубину в 31 фут 3 дюйма. Следовательно, общее количество тепла, накопленного летом на широте Эдинбурга, равно лишь тому, что мы получаем от Солнца в течение трех дней во время равноденствий. Три дня солнечного света в середине марта или сентября, если использовать их для повышения температуры почвы, восстановили бы все тепло, потерянное за всю зиму; а еще три дня солнечного света дали бы почве столько же тепла, сколько накапливается за все лето. Однако следует заметить, что общая продолжительность солнечного сияния зимой по отношению к лету на широте Эдинбурга составляет лишь около 4 к 7. Это разница в два месяца. Но это еще не все; количество тепла, получаемого зимой, едва составляет одну треть от того, что получается летом; однако, несмотря на эту огромную разницу между летом и зимой, почва зимой теряет лишь около шести дней солнечного тепла по сравнению с максимальным количеством, накопленным ею летом.

Но если сказанное выше верно, то эта потеря тепла, которую Земля испытывает зимой, происходит главным образом не из-за излучения во время более длительного отсутствия Солнца, а из-за уменьшения количества получаемого тепла вследствие его более длительного отсутствия в сочетании с наклоном его лучей в этот сезон. Теперь, в случае двух полушарий, хотя южная зима длиннее северной, количество тепла, получаемое каждым из них, одинаково. Но если предположить, что это верно — а это не так, — что потеря тепла Землей зимой в равной степени обусловлена излучением, возникающим из-за превышения продолжительности зимних ночей над летними, и недостатком тепла, получаемого зимой по сравнению с летом, то в этом случае три дня тепла были бы количеством, потерянным в результате излучения из-за этого превышения продолжительности зимних ночей. Общая продолжительность зимних ночей по отношению к летним, как мы видели, составляет примерно 7 к 4. Это разница почти в 1200 часов. Но превышение южной полярной зимы над северной составляет всего около 184 часов. Теперь, если 1200 часов дают потерю солнечного тепла за три дня, то 184 часа дадут потерю едва ли в 5,5 часов.

Несомненно, эти два случая не являются в точности аналогичными; но очевидно, что любая ошибка, которая может возникнуть при их рассмотрении как таковых, не может существенно изменить вывод, к которому мы пришли. Даже если предположить, что эффект вдвое или даже вчетверо больше, чем мы заключили, это все равно не составило бы потери тепла за два дня, что, безусловно, имело бы незначительное влияние или вовсе не имело бы влияния на климат.

Но даже если предположить, что все предыдущие рассуждения неверны и что южное полушарие вследствие своей более длинной зимы теряет тепло в чрезмерном объеме 168 часов, как предполагал Адемар, это все равно не могло бы существенно повлиять на климат. На климат влияет лишь температура поверхности земли, а не количество тепла или холода, которое может быть накоплено под поверхностью. Климат определяется, насколько это касается почвы, температурой поверхности и полностью независим от температуры, которая может существовать под поверхностью. Подземная температура может влиять на климат только через поверхность. Если бы поверхность, например, можно было постоянно держать покрытой вечным снегом, мы имели бы холодный и бесплодный климат, даже если бы температура почвы под снегом была фактически на уровне точки кипения. Пусть почва на глубине, скажем, 40 или 50 футов будет лишена количества тепла, равного тому, что получается от Солнца за 168 часов. Это могло бы произвести незначительный или вовсе не ощутимый эффект на климат; ибо из-за низкой теплопроводности почвы эта потеря не ощущалась бы на температуре поверхности, так как солнечному теплу потребовалось бы несколько месяцев, чтобы проникнуть на такую глубину и восстановить потерянное тепло. Холод, если позволено будет так выразиться, выходил бы на поверхность так медленно, что его эффект в понижении температуры поверхности был бы едва ощутим. И, опять же, если мы предположим, что тепло за 168 часов теряется только поверхностью земли, эффект, безусловно, был бы ощутим, но лишь в течение нескольких дней. В этом случае мы могли бы иметь неделю промерзшей почвы, но это было бы все. Прежде чем воздух успел бы заметно ощутить низкую температуру поверхности, промерзшая почва оттаяла бы.

Накопление тепла или холода в почве в действительности имеет очень мало общего с климатом. Некоторые физики объясняют, например, почему июль теплее июня, ссылаясь на тот факт, что к июлю почва накопила больше тепла, чем в июне. Это объяснение явно ошибочно. Почва в июле, безусловно, обладает большим запасом тепла, чем в июне; но это не причина, по которой первый месяц жарче второго. Июль жарче июня, потому что воздух (а не почва) накопил больший запас тепла, чем в июне. Воздух в июле теплее, чем в июне, потому что, получая незначительное повышение температуры от прямых солнечных лучей, он нагревается главным образом за счет излучения от Земли и контакта с ее теплой поверхностью. Следовательно, хотя солнечное тепло в июне больше, чем в июле, лишь к середине июля воздух накапливает свой максимальный запас тепла. Поэтому мы говорим, что июль жарче июня, потому что воздух жарче, и, следовательно, температура в тени в первом месяце выше, чем во втором.

Поэтому, полагаю, совершенно очевидно, что теория Адемара не объясняет, почему южное полушарие холоднее северного.

Общепринятое объяснение. — Разница в средней температуре двух полушарий обычно приписывается соотношению моря и суши в южном полушарии и суши и моря в северном полушарии. Это, несомненно, объясняет больший годовой диапазон температур в северном полушарии, но мне кажется, что это не объясняет превышение средней температуры этого полушария над южным.

Общее влияние суши на климат заключается в усилении температурных колебаний, обусловленных временами года. На континентах лето жарче, а зима холоднее, чем в океане. Дни на суше также жарче, а ночи холоднее, чем на море. Это результат, вытекающий из чисто физических свойств суши и воды, независимо от течений, будь то океанических или воздушных. Тем не менее, согласно теории (и это момент, который упускался из виду), средняя годовая температура океана должна быть выше, чем температура суши в экваториальных регионах, а также в умеренных и полярных. Это представляется очевидным по следующим причинам: (1) Почва накапливает тепло только посредством медленного процесса теплопроводности, тогда как вода благодаря подвижности своих частиц и прозрачности для тепловых лучей, особенно солнечных, быстро нагревается на значительную глубину. Количество тепла, накопленного в почве, таким образом, сравнительно мало, в то время как количество, накопленное в океане, велико. (2) Воздух, вероятно, нагревается быстрее при контакте с почвой, чем с океаном; но, с другой стороны, он нагревается гораздо быстрее за счет излучения от океана, чем от суши. Водяной пар в воздухе в значительной степени диатермичен для излучения от почвы, в то время как он поглощает лучи от воды и таким образом нагревается. (3) Воздух излучает обратно значительную часть своего тепла, и океан поглощает это излучение от воздуха более охотно, чем почва. Океан не будет отражать тепло от водяного пара воздуха, а поглощает его, в то время как почва делает обратное. Излучение от воздуха, следовательно, стремится более охотно нагревать океан, чем сушу. (4) Водяной пар в воздухе действует как экран, предотвращающий потерю тепла путем излучения от воды, в то время как он позволяет излучению от почвы более свободно уходить в пространство; атмосфера над океаном, следовательно, возвращает большее количество тепла, чем атмосфера над сушей. В этом случае морю гораздо труднее, чем суше, избавиться от тепла, полученного от Солнца; иными словами, суша стремится терять свое тепло быстрее, чем море. Следствием всех этих обстоятельств является то, что океан должен иметь более высокую среднюю температуру, чем суша. Состояние равновесия никогда не достигается, пока скорость, с которой тело получает тепло, не станет равной скорости, с которой оно его теряет; но поскольку равные поверхности моря и суши получают от Солнца одинаковое количество тепла, отсюда следует, что для того, чтобы море могло избавляться от своего тепла так же быстро, как суша, оно должно иметь более высокую температуру, чем суша. Температура моря должна продолжать расти до тех пор, пока количество тепла, излучаемого в пространство, не станет равным количеству, полученному от Солнца; когда эта точка достигнута, устанавливается равновесие и температура остается постоянной. Но из-за большей трудности, с которой море избавляется от своего тепла, средняя температура равновесия океана должна быть выше, чем у суши; следовательно, средняя температура океана, а также воздуха непосредственно над ним, в тропических регионах должна быть выше, чем средняя температура суши и воздуха над ней.

Однако большая часть южного полушария занята водой, и почему же тогда, можно спросить, это водное полушарие холоднее полушария суши? Не должно ли также следовать, что море в межтропических регионах должно быть теплее суши на тех же параллелях; однако, как мы знаем, на самом деле обнаруживается обратное. Как же тогда все это объяснить, если приведенные выше рассуждения верны? Мы обнаруживаем при изучении карт средней годовой температуры профессора Дове, что океан в межтропических регионах имеет среднюю годовую температуру ниже нормы, а суша — среднюю годовую температуру выше нормы. Как в Тихом, так и в Атлантическом океане средняя температура опускается на 2,3° ниже нормы, в то время как на суше она поднимается на 4,6° выше нормы. Объяснение в данном случае очевидно: температура океана в межтропических регионах, как мы уже видели, поддерживается гораздо более низкой, чем она была бы в противном случае, из-за огромного количества тепла, которое постоянно уносится из этих регионов в умеренные и полярные, и холода, который постоянно переносится из умеренных и полярных регионов в тропические посредством океанических течений. Тот же принцип, который объясняет, почему море в межтропических регионах имеет более низкую среднюю годовую температуру, чем суша, объясняет также, почему южное полушарие имеет более низкую среднюю годовую температуру, чем северное. Температура южного полушария понижается за счет переноса тепла посредством океанических течений.

Тепло, переносимое из Южного в Северное полушарие океаническими течениями — истинное объяснение. — Великие океанические течения земного шара берут свое начало в трех огромных потоках из Южного океана, которые, достигая тропических регионов, отклоняются в западном направлении и текут вдоль южной стороны экватора на тысячи миль. Возможно, более половины этой массы движущейся воды возвращается в Южный океан, так и не пересекая экватор, но количество, которое переходит в северное полушарие, огромно. Этот постоянный поток воды из южного полушария в северное в виде поверхностных течений должен компенсироваться поддонными течениями равной величины из северного полушария в южное. Течения, однако, которые пересекают экватор, имеют гораздо более высокую температуру, чем их компенсирующие поддонные течения; следовательно, происходит постоянный перенос тепла из южного полушария в северное. Любые течения, берущие начало в северном полушарии и текущие в южное, сравнительно незначительны, и количество тепла, переносимого ими, также незначительно. Существует одно или два течения значительного размера, такие как Бразильская ветвь великого экваториального течения Атлантики и часть Южного экваториального дрейфового течения Тихого океана, которые пересекают экватор с севера на юг; но их нельзя рассматривать как северные течения; это просто южные течения, отклоненные обратно после пересечения экватора в северное полушарие. Тепло, которым обладают эти течения, в основном получено в южном полушарии до пересечения экватора в северное; и хотя северное полушарие может не получать много тепла посредством них, оно, с другой стороны, не теряет много, ибо тепло, которое они отдают при своем движении вдоль южного полушария, не принадлежит северному полушарию.

Но, сделав самую полную поправку на количество тепла, переносимого через экватор из северного полушария в южное, мы обнаружим, если сравним среднюю температуру течений с юга на север с температурой великих компенсирующих поддонных течений и одного-двух малых поверхностных течений, что первая намного выше второй. Средняя температура воды, пересекающей экватор с юга на север, вероятно, не ниже 65°, температура поддонных течений, вероятно, не выше 39°. Но к поддонным течениям мы должны добавить поверхностные течения с севера на юг; и если предположить, что это повысит среднюю температуру всей массы воды, текущей на юг, скажем, до 45°, у нас все равно останется разница в 20° между температурой масс, текущих на север и на юг. Каждый кубический фут воды, пересекающий экватор, в этом случае перенесет около 965 000 футо-фунтов тепла из южного полушария в северное. Если бы у нас были средства для определения объема этих великих течений, пересекающих экватор, мы могли бы сделать грубую оценку общего количества тепла, перенесенного из южного полушария в северное; но до сих пор точной оценки по этому вопросу не сделано. Давайте предположим, что, вероятно, ниже истины, что общее количество воды, пересекающей экватор, по крайней мере вдвое превышает объем Гольфстрима при прохождении через Флоридский пролив, которое, как мы уже установили, равно 66 908 160 000 000 кубических футов ежедневно. Принимая количество тепла, переносимое каждым кубическим футом воды Гольфстрима за 1 158 000 футо-фунтов, установлено, как мы видели, что этим течением переносится количество тепла, равное всему теплу, падающему в пределах 32 миль по обе стороны от экватора. Тогда, если каждый кубический фут воды, пересекающий экватор, переносит 965 000 футо-фунтов, а количество воды вдвое превышает объем Гольфстрима, следует, что количество тепла, перенесенного из южного полушария в северное, равно всему теплу, падающему в пределах 52 миль по обе стороны от экватора, или равно всему теплу, падающему на южное полушарие в пределах 104 миль от экватора. Это количество, взятое из южного полушария и добавленное к северному, таким образом, создаст разницу в количестве тепла, которым обладают два полушария, равную всему теплу, которое падает на южное полушарие в пределах немногим более 208 миль от экватора.

Значительная часть тепла Гольфстрима получена из южного полушария. — Можно доказать, что очень большая часть тепла, переносимого Гольфстримом, поступает из южного полушария. Доказательство следующее:

Если бы все тепло поступало из северного полушария, оно могло бы поступать только из той части Атлантики, Карибского моря и Мексиканского залива, которая лежит к северу от экватора. Вся площадь этих морей, простирающаяся до тропика Рака, составляет около 7 700 000 квадратных миль. Но этой площади недостаточно, чтобы обеспечить течение, проходящее через «Узкости», необходимым теплом. Если бы тепло, проходящее через Флоридский пролив, было получено исключительно из этой области, то следующая таблица представляла бы относительное количество на единицу поверхности, которым обладает Атлантика в трех зонах, при условии, что половина тепла Гольфстрима уходит в арктические регионы, а другая половина остается для обогрева умеренных регионов [52]:

From the equator to the Tropic of Cancer 773

From the Tropic of Cancer to the Arctic Circle 848

From the Arctic Circle to the North Pole 610

Эти цифры показывают, что Атлантика от экватора до тропика Рака была бы такой же холодной, как от тропика Рака до Северного полюса, если бы значительная часть тепла, которым обладает Гольфстрим, не была получена из южного полушария.

ГЛАВА VI. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ОКЕАНИЧЕСКОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ. — ТЕОРИЯ ЛЕЙТЕНАНТА МОРИ.

Introduction.—Ocean-currents, according to Maury, due to Difference of Specific Gravity.—Difference of Specific Gravity resulting from Difference of Temperature.—Difference of Specific Gravity resulting from Difference of Saltness.—Maury’s two Causes neutralize each other.—How, according to him, Difference in Saltness acts as a Cause.

Введение. — Немногие темы вызывали больше интереса и внимания, чем причина океанической циркуляции; и все же немногие находятся в более несовершенном и неудовлетворительном состоянии, и нет вопроса, относительно которого существовало бы большее разнообразие мнений. Наше неполное знакомство с фактами, касающимися течений океана и фактически действующих способов циркуляции, несомненно, является одной из причин такого положения дел. Но, несомненно, главная причина такого разнообразия мнений заключается в том, что этот вопрос должным образом принадлежит к области физики и механики, в то время как до сих пор ни один известный физик (если не считать доктора Колдинга из Копенгагена), насколько мне известно, не уделял этому предмету особого внимания. Правда, в трудах по метеорологии и физической географии постоянно делаются ссылки на таких выдающихся физиков, как Гершель, Пуйе, Буфф и другие; но когда мы обращаемся к сочинениям этих авторов, мы находим лишь несколько замечаний, выражающих их мнения по данному вопросу, и никакого специального обсуждения или исследования этого дела, или чего-либо, что могло бы дать нам право заключить, что такие исследования когда-либо проводились. В настоящее время вопрос не может быть решен ссылкой на авторитеты.

Различные теории по этому вопросу можно разделить на два раздела; первый из них приписывает движение воды импульсу ветра, а второй — силе тяжести, возникающей из-за разности плотности. Но даже среди тех, кто принимает первую теорию, обычно считается, что ветры не являются единственной причиной, но что, по крайней мере до некоторой степени, разность удельного веса способствует возникновению движения вод. Это очень естественный вывод; и в нынешнем состоянии физической географии по этому вопросу вряд ли можно ожидать, что кто-то будет придерживаться иного взгляда.

Сторонников последней теории можно подразделить на два класса. Первый из них (представителем которого можно считать Мори) приписывает Гольфстрим и другие заметные течения океана разности удельного веса. Другой класс (в настоящее время более популярный из двух, представителем которого можно считать доктора Карпентера) полностью отрицает, что такие течения могут быть вызваны разностью удельного веса [53], и утверждает, что существует общее движение верхней части океана от экватора к полюсам и встречное движение нижней части от полюсов к экватору. Это движение приписывается разности удельного веса между экваториальной и полярной водой, возникающей из-за разности температур.

Широкая популярность гравитационной теории, несомненно, в значительной степени обусловлена тем огромным вниманием, которое уделил ей лейтенант Мори в своем интересном и популярном труде «Физическая география моря». Другой причиной, которая, должно быть, способствовала принятию этой теории, является легкость, с которой воспринимается то, как, согласно ей, предполагается циркуляция вод океана. Нетрудно, например, понять, что если межтропические воды океана расширяются от тепла, а воды вокруг полюсов сжимаются от холода, поверхность океана будет находиться на более высоком уровне на экваторе, чем на полюсах. Равновесие таким образом нарушается, и вода на экваторе будет стремиться течь к полюсам как поверхностное течение, а вода на полюсах — к экватору как поддонное течение. Это на первый взгляд выглядит убедительно, особенно для тех, кто рассматривает вопрос поверхностно.

Мы рассмотрим эту теорию довольно подробно по двум причинам: 1, потому что она лежит в основе большого количества путаницы и заблуждений, которые преобладали в отношении всего вопроса об океанических течениях: 2, потому что, если теория верна, она сильно противоречит физической теории вековых изменений климата, выдвинутой в этом томе. Мы уже видели (Глава IV), что когда эксцентриситет земной орбиты достигает высокого значения, сочетание физических обстоятельств стремится понизить температуру полушария, имеющего зимнее солнцестояние в афелии, и повысить температуру противоположного полушария, чье зимнее солнцестояние, конечно, будет в перигелии. Прямым результатом этого положения дел, как было показано, является усиление силы пассатов в холодном полушарии и ослабление их силы в теплом полушарии: и это, в свою очередь, как мы также видели, стремится направить теплую воду межтропического региона в теплое полушарие и в значительной степени предотвратить ее прохождение в холодное полушарие. Это отклонение океанических течений стремится в огромной степени увеличить разницу температур, существовавшую ранее между двумя полушариями. Иными словами, теплое и умеренное состояние одного полушария и холодное и ледниковое состояние другого в значительной степени обусловлены этим отклонением океанических течений. Но если верна теория, которая приписывает движение океанических течений разности плотности между морем в межтропических и полярных регионах, то из этого следует, что эти течения (при прочих равных условиях) должны быть сильнее в холодном полушарии, чем в теплом, потому что существует большая разница температур и, следовательно, большая разница плотности между полярными морями холодного полушария и экваториальными морями, чем между полярными морями теплого полушария и экваториальными морями. И если это так, то, несмотря на влияние пассатов холодного полушария, дующих в сторону теплого, течения, по всей вероятности, будут сильнее в холодном полушарии, чем в теплом. Иными словами, влияние мощных пассатов холодного полушария, переносящих теплую воду экватора в теплое полушарие, вероятно, будет более чем уравновешено тенденцией теплых и плавучих вод экватора течь к плотным и холодным водам вокруг полюса холодного полушария. Но если океанические течения обусловлены не разностью удельного веса, а влиянием ветров, то очевидно, что воды на экваторе будут направляться не в холодное полушарие, а в теплое.

По этой причине я был более чем заинтересован доказать, что межтропическое тепло переносится в умеренные и полярные регионы океаническими течениями, а не посредством какого-либо общего движения океана, возникающего из-за разности гравитации. Поэтому я буду более подробно останавливаться на этой части предмета, чем сделал бы в противном случае. Независимо от всего этого, однако, важный характер всего вопроса и очень общий интерес, который он вызывает, оправдывают полное рассмотрение предмета.

Я рассмотрю сначала ту форму гравитационной теории, которую отстаивает Мори в своем труде «Физическая география моря», приписывающую движение Гольфстрима и других заметных течений океана разностям удельного веса. Одной из причин, побудивших меня выбрать труд Мори, является то, что он не только содержит гораздо более полное обсуждение причины движения океанических течений, чем где-либо еще, но и то, что он, вероятно, выдержал большее количество изданий, чем любая другая книга научного характера на английском языке за тот же период времени.

Исследование гравитационной теории лейтенанта Мори. — Хотя лейтенант Мори подробно изложил свои взгляды на причину океанических течений в различных изданиях своего труда, все же довольно трудно обнаружить, каковы они на самом деле. Это происходит главным образом из-за в целом запутанного и иногда противоречивого характера его гидродинамических концепций. После неоднократного прочтения нескольких изданий его книги, следующее, надеюсь, окажется довольно точным представлением его теории:

Океанические течения, согласно Мори, обусловлены разностью удельного веса. — Хотя Мори упоминает ряд причин, которые, по его мнению, способствуют возникновению течений, он считает их влияние настолько малым, что, практически, все течения можно отнести к разности удельного веса.

«Если мы исключим, — говорит он, — приливы и частичные течения моря, такие как те, что могут быть созданы ветром, мы можем принять за правило, что все течения океана обязаны своим происхождением разностям удельного веса между морской водой в одном месте и морской водой в другом; ибо везде, где есть такая разница, будь то из-за разности температур или из-за разности солености и т. д., это разница, которая нарушает равновесие, и следствием этого являются течения» (§ 467) [54]. По тому же вопросу см. §§ 896, 37, 512, 520 и 537.

Несмотря на тот факт, что он постоянно ссылается на разность удельного веса как на главную причину течений, трудно понять, каким образом он представляет себе действие этой разности в качестве причины.

Разность удельного веса между водами океана в одном месте и другом может порождать течения только под влиянием земной гравитации. Все течения, возникающие из разности удельного веса, могут быть в конечном итоге сведены к общему принципу, согласно которому молекулы, которые удельно тяжелее, опускаются и вытесняют те, которые удельно легче. Если, например, океан на экваторе расширяется от тепла или по любой другой причине, он будет вытеснен более плотными водами в умеренных и полярных регионах, чтобы подняться так, чтобы его поверхность находилась на более высоком уровне, чем поверхность океана в этих регионах. Поверхность океана станет наклонной плоскостью, спускающейся от экватора к полюсам. Гидростатически океан, рассматриваемый как масса, будет тогда находиться в состоянии равновесия; но отдельные молекулы не будут в равновесии. Молекулы на поверхности в этом случае могут рассматриваться как лежащие на наклонной плоскости, спускающейся от экватора к полюсам, и поскольку эти молекулы свободны в движении, они не останутся в покое, а будут спускаться по склону к полюсам. Когда воды на экваторе расширяются, или воды на полюсах сжимаются, гравитация делает, так сказать, двойное усилие, чтобы восстановить равновесие. Она, во-первых, опускает воды на полюсах и поднимает воды на экваторе, чтобы две массы могли уравновесить друг друга; но это самое усилие гравитации по восстановлению равновесия массы разрушает равновесие молекул, нарушая уровень океана. Затем она, во-вторых, пытается восстановить равновесие молекул, притягивая более легкую поверхностную воду на экваторе вниз по склону к полюсам. Это стремится не только восстановить уровень океана, но и привести к тому, чтобы более легкая вода занимала поверхность, а более плотная — дно океана; и когда это сделано, полное равновесие восстанавливается как для массы океана, так и для его отдельных молекул, и всякое дальнейшее движение прекращается. Но если тепло постоянно подводится к водам экваториальных регионов, а холод — к водам полярных регионов, и поддерживается постоянное нарушение равновесия, то постоянное усилие гравитации по восстановлению равновесия породит постоянное течение. В этом случае тепло и холод (агенты, нарушающие равновесие океана) могут рассматриваться как причины течения, поскольку без них течение не существовало бы; но реальная эффективная причина, то, что толкает воду вперед, — это сила тяжести. Но сила тяжести, как уже было замечено, не может производить движение (совершать работу), если объект, на который она воздействует, не опускается. Спуск подразумевается в самой концепции течения, вызванного разностью удельного веса.

Но Мори говорит так, будто разность удельного веса может породить течение без какого-либо спуска.

«Не обязательно, — говорит он, — связывать с океаническими течениями идею о том, что они должны по необходимости, как на суше, течь с более высокого уровня на более низкий. Настолько это не так, что некоторые течения моря фактически текут в гору, в то время как другие текут по уровню. Гольфстрим относится к первому классу» (§ 403). «Верхняя часть Гольфстрима течет на одном уровне с океаном; поэтому мы знаем, что это не нисходящее течение» (§ 18). А в § 9 он говорит, что между Флоридским проливом и мысом Гаттерас воды Гольфстрима «фактически вынуждены подниматься по наклонной плоскости, чей подводный подъем составляет не менее 10 дюймов на милю». По тому же вопросу см. §§ 25, 59.

Совершенно верно, что «не обязательно связывать с океаническими течениями идею о том, что они должны по необходимости, как на суше, течь с более высокого уровня на более низкий». Но причина этого в том, что океанические течения, в отличие от течений на суше, не обязаны своим движением силе гравитации. Если океанические течения возникают из разности удельного веса между водами в тропических и полярных регионах, как утверждает Мори, то необходимо предположить, что они являются нисходящими течениями. Какова бы ни была причина, которая может вызвать разность удельного веса, движение, которое возникает из этой разности, полностью обусловлено силой тяжести; но гравитация не может произвести никакого движения, если вода не опускается.