«Климат и время в их геологических отношениях»

Этот факт необходимо особенно учитывать, пока мы рассматриваем теорию Мори о том, что течения являются результатом разности удельного веса.

Океанические течения, таким образом, согласно этому автору, обязаны своим существованием разности удельного веса между водами межтропических и полярных регионов. Эту разность удельного веса он приписывает двум причинам — (1) разности температур, (2) разности солености. Есть одна или две причины второстепенного характера, влияющие на удельный вес моря, о которых он упоминает; но эти две определяют общий результат. Давайте начнем с рассмотрения первой из этих двух причин, а именно:

Разность удельного веса, возникающая из разности температур. — Мори объясняет свои взгляды на этот счет с помощью иллюстрации. «Давайте теперь предположим, — говорит он, — что вся вода в тропиках, на глубине до ста морских саженей, внезапно превращается в масло. Водное равновесие планеты было бы тем самым нарушено, и немедленно началась бы общая система течений и встречных течений — масло, сплошным слоем на поверхности, текущее к полюсам, а вода, в виде поддонного течения, к экватору. Предполагается, что масло, достигая полярного бассейна, снова превращается в воду, а вода становится маслом, пересекая тропики Рака и Козерога, поднимаясь к поверхности в межтропических регионах и возвращаясь, как прежде» (§ 20). «Теперь, — говорит он (§ 22), — не держат ли холодные воды севера и теплые воды Залива, ставшие удельно легче из-за тропического тепла, и которые мы видим фактически сохраняющими такую систему встречных течений, по крайней мере в некоторой степени, отношение предполагаемой воды и масла?»

В § 24 он подсчитывает, что у Узкостей Бимини разница в весе между объемом воды Залива, пересекающей сечение потока за одну секунду, и равным объемом воды при океанической температуре данной широты, при условии, что оба объема одинаково солены, составляет пятнадцать миллионов фунтов. Следовательно, сила в секунду, действующая на продвижение вод Залива к полюсу, в этом случае, заключает он, была бы «уравновешивающей тенденцией, обусловленной пятнадцатью миллионами фунтов воды на широте Бимини». В §§ 511 и 512 он утверждает, что эффект расширения вод в жарком поясе от тепла и сжатия вод в холодном поясе от холода заключается в создании набора поверхностных течений теплой и легкой воды от экватора к полюсам и другого набора поддонных течений более прохладной и тяжелой воды от полюсов к экватору. (См. также по тому же вопросу §§ 513, 514, 896.)

Нет сомнений, что его вывод заключается в том, что воды в межтропических регионах расширяются от тепла, в то время как воды в полярных регионах сжимаются от холода, и что это стремится создать поверхностное течение от экватора к полюсам и поддонное течение от полюсов к экватору.

«Теперь мы рассмотрим его вторую великую причину океанических течений, а именно:

Разность удельного веса, возникающая из разности степени солености. — Мори утверждает, и правильно, что соленость увеличивает плотность воды — что, при прочих равных условиях, самая соленая вода является самой плотной. Он предполагает, «что одной из целей, которую, в великом замысле, вероятно, предполагалось достичь, сделав море соленым, а не пресным, было придание его водам сил и способностей, необходимых для завершения их циркуляции» (§ 495).

Теперь совершенно очевидно, что если разность солености должна взаимодействовать с разностью температур в производстве океанических течений, самые соленые воды, и, следовательно, самые плотные, должны быть в полярных регионах, а воды наименее соленые, и, следовательно, самые легкие, должны быть в экваториальных и межтропических регионах. Если бы самые соленые воды были на экваторе, а самые пресные на полюсах, это стремилось бы нейтрализовать эффект, обусловленный теплом, и вместо создания течения просто стремилось бы предотвратить существование течений, которые в противном случае возникли бы из-за разности температур.

Значительная часть его труда, однако, посвящена доказательству того, что воды экваториальных и межтропических регионов более соленые и тяжелые, чем воды полярных регионов; и все же, несмотря на это, он пытается показать, что эта разница в отношении солености между водами экваториальных и полярных регионов является одной из главных причин, если не главной причиной, океанических течений. Фактически, именно для этой специальной цели затрачивается столько труда на доказательство того, что самая соленая вода находится в экваториальных и межтропических регионах, а самая пресная — в полярных.

«В нынешнем состоянии наших знаний, — говорит он, — об этом удивительном явлении (ибо Гольфстрим — одна из самых чудесных вещей в океане) мы можем сделать немногим больше, чем предположение. Но у нас действуют две причины, которые мы можем смело предположить, входят в число тех, что участвуют в создании Гольфстрима. Одна из них — повышенная соленость его воды после того, как пассаты были снабжены паром из нее, будь то много или мало; а другая — уменьшенное количество соли, которое содержат Балтийское и Северное моря» (§ 37). «Теперь здесь у нас, с одной стороны, Карибское море и Мексиканский залив с их рассольными водами; с другой — великий Полярный бассейн, Балтийское и Северное моря, два последних с водами, которые немногим более чем солоноватые. В одном наборе этих морских бассейнов вода тяжелая, в другом — легкая. Между ними находится океан; но вода обязана искать и поддерживать свой уровень; и здесь, следовательно, мы разоблачаем одного из агентов, участвующих в создании Гольфстрима» (§ 38). По тому же вопросу см. §§ 52, 522, 523, 524, 525, 526, 528, 530, 554, 556.

Две причины лейтенанта Мори нейтрализуют друг друга. Здесь у нас представлены две теории относительно причины океанических течений, одна в прямом противоречии с другой. Согласно одной теории, океанические течения существуют, потому что воды экваториальных регионов вследствие их более высокой температуры менее плотные, чем воды полярных регионов; но согласно другой теории, океанические течения существуют, потому что воды экваториальных регионов вследствие их большей солености более плотные, чем воды полярных регионов. Если одна причина назначается как причина существования океанических течений, то другая может быть в равной степени назначена как причина, почему они не должны существовать. Согласно обеим теориям, именно разность плотности между экваториальными и полярными водами порождает течения; но в то время как одна теория утверждает, что экваториальные воды легче полярных, другая утверждает, что они тяжелее. Либо одна теория верна, либо другая, или ни одна; но логически невозможно, чтобы обе были верны. Заметим, что речь идет не о двух течениях, одно из которых противоположно другому; не температура производит течения в одном направлении, а соленость — в противоположном. У нас есть две теории относительно происхождения течений, одна диаметрально противоположна другой. Тенденция одной назначенной причины заключается в предотвращении действия другой. Если позволить действовать температуре, она сделает межтропические воды легче полярных, и тогда, согласно теории, возникнет течение. Но если мы введем в действие соленость (другую причину), она сделает обратное: она увеличит плотность межтропических вод и уменьшит плотность полярных; и насколько она действует, она уменьшит течения, вызванные температурой, потому что она уменьшит разность удельного веса между межтропическими и полярными регионами, которая была ранее вызвана температурой. И когда эффекты солености станут такими же мощными, как эффекты температуры, разность удельного веса, вызванная температурой, будет полностью стерта, или, иными словами, воды экваториальных и полярных морей будут одинаковой плотности, и, следовательно, никакого течения не будет. И пока обе причины продолжают действовать, никакое течение не может возникнуть, если только энергия одной причины не окажется больше другой; и даже тогда течение будет существовать только в той степени, в какой сила одной превышает силу другой.

Противоположный характер двух теорий будет лучше виден при рассмотрении того, как, предполагается, разность солености создается и действует как причина.

Если существует постоянное течение, возникающее из разности солености между экваториальными и полярными водами, то должна быть причина, которая поддерживает эту разность. Течение — это просто усилие восстановить равновесие, нарушенное разностью; и течение очень скоро сделало бы это, и тогда всякое движение прекратилось бы, если бы не было постоянно действующей причины, поддерживающей нарушение. Что же тогда, согласно Мори, является причиной этого нарушения, или, иными словами, что поддерживает экваториальные воды более солеными, чем полярные?

Агентами, находящимися в действии, он называет тепло, излучение, испарение, осадки и секрецию твердого вещества в виде раковин и т. д. Двумя наиболее важными, однако, являются испарение и осадки.

Пассаты входят в экваториальные регионы как относительно сухие ветры, жаждущие пара; следовательно, они поглощают гораздо больше влаги, чем отдают; и результатом является то, что в межтропических регионах испарение значительно превышает осадки; и поскольку поглощается только пресная вода, а соль остается, процесс, конечно, стремится увеличить соленость межтропических морей. Опять же, в полярных и экстратропических регионах дело обстоит наоборот; осадки превышают испарение. Это, в свою очередь, стремится уменьшить соленость вод этих регионов. (См. по этим пунктам §§ 31, 33, 34, 37, 179, 517, 526 и 552.)

В системе циркуляции, вызванной разностью температур, как мы уже видели, поверхностные течения текут от экватора к полюсам, а поддонные или возвратные течения — от полюсов к экватору; но в системе, вызванной разностью солености, поверхностные течения текут от полюсов к экватору, а возвратные поддонные течения — от экватора к полюсам. Что поверхностные течения, вызванные разностью солености, текут от полюсов к экватору, Мори считает очевидным по двум следующим причинам:

(1) Поскольку испарение превышает осадки в межтропических регионах, с поверхности океана в этих регионах забирается больше воды, чем выпадает на нее в виде дождя. Этот избыток воды выпадает в виде дождя в умеренных и полярных регионах, где, следовательно, осадки превышают испарение. Забор воды из экваториальных регионов и ее отложение в полярных стремятся понизить уровень океана в экваториальных регионах и повысить уровень в полярных; следовательно, для восстановления уровня океана поверхностная вода в полярных регионах течет к экваториальным регионам.

(2) Поскольку вода, забираемая на экваторе, пресная, а соль остается, океан в межтропических регионах становится таким образом более соленым и, следовательно, более плотным. Эта плотная вода, следовательно, опускается и уходит как поддонное течение. Эта вода, испаренная из межтропических регионов, выпадает как пресная и более легкая вода в умеренных и полярных регионах; и поэтому не только повышается уровень океана, но и воды становятся более легкими. Следовательно, для восстановления равновесия воды в умеренных и полярных регионах будут течь как поверхностное течение к экватору. Поддонные течения будут течь от экватора к полюсам, а поверхностные или верхние течения — от полюсов к экватору. Разность температур и разность солености, следовательно, во всех отношениях стремятся произвести противоположные эффекты.

Что вышеизложенное является справедливым представлением того, как Мори предполагает, что разность солености действует как причина в производстве океанических течений, будет видно из следующих цитат:

«В тех регионах, как в пассатной области, где испарение превышает осадки, общий уровень этого предполагаемого моря изменился бы, и немедленно столько воды, сколько уносится испарением, начало бы течь с севера и юга к пассатной или испарительной области, чтобы восстановить уровень» (§ 509). «С другой стороны, ветры забрали этот пар, унесли его в экстратропические регионы и осадили его, мы предположим, там, где осадки превышают испарение. Здесь еще одно изменение уровня моря, путем повышения вместо понижения; и отсюда у нас есть движущая сила для поверхностного течения от каждого полюса к экватору, целью которого является только удовлетворение спроса на испарение в пассатных регионах» (§ 510).

Вышеуказанный результат имел бы место, если предположить, что океан состоит из пресной воды. Затем он переходит к рассмотрению дополнительного результата, который следует вследствие солености океана.

«Пусть теперь в области пассатов начнется испарение, как это предполагалось в случае с пресноводными морями и как это фактически происходит в природе, — и что же тогда происходит? Происходит понижение уровня моря, как и прежде. Но поскольку пар соленой воды является пресным или почти пресным, из океана забирается только пресная вода; то, что остается, становится, следовательно, более соленым. Таким образом, хотя уровень в соленом море понижается, равновесие нарушается из-за солености воды; ибо вода, остающаяся после испарения, из-за содержащихся в ней растворенных твердых веществ становится удельно тяжелее, чем она была до того, как часть ее превратилась в пар» (§ 517).

«Пар забирается из поверхностных вод; поверхностная вода при этом становится более соленой и, при определенных условиях, более тяжелой. Когда она становится тяжелее, она опускается; и, следовательно, благодаря солям моря мы имеем вертикальную циркуляцию, а именно: опускание более тяжелой — из-за того, что она более соленая и холодная — воды с поверхности и подъем воды, которая легче — из-за того, что она менее соленая, — с глубины» (§ 518).

В разделе 519 он продолжает показывать, что этот пар, удаленный из межтропической области, выпадает в виде осадков в полярных областях, где количество осадков превышает испарение. «В областях выпадения осадков, следовательно, уровень нарушается, как объяснялось ранее, путем повышения, а в областях испарения — путем понижения; что, как уже было сказано, порождает систему поверхностных течений, движимых одной лишь силой тяжести от полюсов к экватору» (§ 520).

«Эта пресная вода, попадая в Полярный океан и перемешиваясь ветрами, смешивается с соленой; но поскольку перемешивание моря ветрами, как предполагается, не распространяется на большую глубину, с пресной водой смешивается только верхний слой соленой воды, причем на умеренную глубину. Удельный вес этого верхнего слоя, следовательно, уменьшается ровно настолько, насколько увеличился удельный вес морской воды в областях испарения. И таким образом мы имеем поверхностное течение солоноватой воды от полюсов к экватору и подповерхностное течение более соленой и тяжелой воды от экватора к полюсам» (§ 522).

«Это свойство солености придает водам океана еще одну особенность, благодаря которой море еще лучше приспособлено для регулирования климата, и заключается она в следующем: при испарении пресной воды из соленой в тропиках поверхностная вода становится тяжелее, чем средняя морская вода. Эта тяжелая вода также является теплой водой; она опускается и, будучи хорошим аккумулятором, но плохим проводником тепла, используется для переноса тепла через подповерхностные течения для смягчения климата в отдаленных регионах» (§ 526).

«Например, предположим, что воды в определенной части жаркого пояса имеют температуру 90°, но из-за пресной воды, которая была изъята из них в виде пара, и, следовательно, из-за пропорционального увеличения содержания солей, эти воды тяжелее, чем воды, которые могут быть холоднее, но не такие соленые. В этом случае возникла бы тенденция к тому, чтобы эта теплая, но соленая и тяжелая вода стекала в виде подповерхностного течения к полярным или каким-либо другим областям с более легкой водой» (§ 554).

То, что Мори предполагает, что теплая вода у экватора течет в полярные области в качестве подповерхностного течения, дополнительно подтверждается тем фактом, что он утверждает, будто климат арктических регионов смягчается теплым подповерхностным течением, которое приходит из экваториальных областей и проходит через пролив Дэвиса (см. §§ 534–544).

Возникает вопрос: к какой из этих двух антагонистических причин Мори на самом деле предлагает относить океанические течения? Считает ли он разницу в температуре или разницу в солености реальной причиной? Я не смог найти ничего, из чего можно было бы разумно заключить, что он отдает предпочтение одной причине перед другой. По-видимому, он рассматривает обе как реальные причины и не замечает, что одна разрушает другую. Но трудно представить, как он мог верить, что море в экваториальных областях благодаря своей более высокой температуре легче, чем море в полярных областях, в то время как в то же время оно не легче, а тяжелее из-за своей большей солености — как он мог верить, что теплая вода у экватора течет к полюсам как поверхностное течение, а холодная вода у полюсов к экватору как подповерхностное течение, в то время как в то же время теплая вода у экватора не течет к полюсам как поверхностное течение, а холодная вода у полюсов к экватору как подповерхностное течение, а наоборот. И все же, если только эти абсолютные невозможности не являются возможными, как может океаническое течение быть результатом обеих причин?

Единственное объяснение этого дела заключается в том, что Мори не смог заметить противоречивой природы своих двух теорий. Этот факт особенно заметен, когда он переходит к применению своих двух теорий к случаю Гольфстрима. Он утверждает, как уже было сказано, что воды Гольфстрима более соленые, чем воды моря, через которое они протекают (см. §§ 3, 28, 29, 30, 34 и несколько других мест). И он заявляет, как мы уже видели (см. стр. 104), что существование Гольфстрима обусловлено главным образом разницей в плотности воды Карибского моря и Мексиканского залива по сравнению с плотностью воды великого Полярного бассейна и Северного моря. Нет никаких сомнений в том, что именно плотность вод Гольфстрима в его истоке, Мексиканском заливе, возникающая из-за его превосходной солености, и недостаточная плотность вод в полярных регионах и Северном море и т. д. здесь рассматриваются как один из агентов. Если это является причиной движения Гольфстрима, то как тогда разница температур между водами межтропических и полярных областей может способствовать этому как причина? Эта разница температур будет просто стремиться свести на нет все, что было сделано разницей в солености: ибо она будет стремиться сделать воды Мексиканского залива легче, а воды полярных областей — тяжелее. Но Мори утверждает, как мы видели, что эта разница температур также является причиной, что показывает, что он не осознает противоречия.

Это становится еще более очевидным. Он утверждает, как было сказано, что «воды Гольфстрима более соленые, чем воды моря, через которое они протекают», и что этот избыток солености, делая воду тяжелее, является причиной движения течения. Но он утверждает, что, несмотря на эффект, который большая соленость оказывает на увеличение плотности вод Гольфстрима, тем не менее, благодаря их более высокой температуре, они на самом деле легче, чем вода, через которую они протекают; и в качестве доказательства того, что это так, он приводит тот факт, что поверхность Гольфстрима имеет форму крыши (§§ 39–41), чего не могло бы быть, если бы его воды не были на самом деле легче, чем воды, через которые протекает течение. Так что оказывается, что, вопреки тому, что он уже заявлял, именно меньшая плотность вод Гольфстрима является реальной причиной их движения. Большая соленость вод, которой он приписывает так много, никак не может рассматриваться как причина движения. Ее эффект, насколько он проявляется, скорее останавливает движение течения, чем способствует ему.

Но, опять же, хотя он утверждает, что разница в солености и разница в температуре являются обе причинами океанических течений, он, по-видимому, фактически признает, что температура и соленость нейтрализуют друг друга, предотвращая изменение удельного веса океана, как видно из следующей цитаты:—

«Именно пассаты предотвращают совпадение кривых термического и удельного веса в межтропических морях. Вода, которую они всасывают, — это пресная вода; и соль, которую она содержала, оставаясь позади, как раз достаточна, чтобы уравновесить своим весом эффект термического расширения на удельный вес морской воды между параллелями 34° северной и южной широты. По мере того как мы движемся от 34° к экватору, вода становится теплее и расширяется. Она стала бы легче; но пассаты, забирая пар без соли, делают воду более соленой, а следовательно, и более тяжелой. Вывод таков: пропорция соли в морской воде, ее расширяемость между 62° и 82° и жажда пассатов к пару там, где они дуют, сбалансированы настолько, чтобы создать идеальную компенсацию; и более прекрасной компенсации, как мне кажется, нельзя найти в механизме вселенной, чем та, на которую мы здесь наткнулись. Это тройная настройка: сила солнца расширять, сила ветров испарять и количество солей в море — они настолько пропорциональны и настроены, что когда и ветер, и солнце сыграли своими силами на межтропических водах океана, остаток тепла и соли должен быть как раз таким, чтобы уравновешивать эффекты друг друга; и так сохраняется водное равновесие жаркого пояса» (§ 436, одиннадцатое издание).

«Между 35° или 40° и экватором испарение превышает количество осадков; и хотя, по мере приближения к экватору с обеих сторон от этих параллелей, солнечный луч нагревает и расширяет поверхностную воду моря, ветры, благодаря пару, который они уносят, и соли, которую они оставляют, предотвращают ее от того, чтобы сделать эту воду легче» (§ 437, одиннадцатое издание).

«Философы восхищались отношениями между размером земли, силой тяжести и прочностью волокон в цветоножках растений; но насколько более изысканной является система противовесов и настроек, представленная здесь между морем и его солями, ветрами и теплом солнца!» (§ 438, одиннадцатое издание).

Как это можно примирить со всем, что предшествует относительно того, что океанические течения являются результатом разницы удельного веса, вызванной разницей температур и разницей солености? Здесь содержится четкое признание того факта, что разница в солености, вместо того чтобы создавать течения, скорее стремится предотвратить существование течений, противодействуя эффектам разницы температур. И настолько эффективно она это делает, что на протяжении 40°, или почти 3000 миль, с каждой стороны от экватора абсолютно нет никакой разницы в удельном весе океана, и, следовательно, нет ничего, что касалось бы разницы температур или разницы солености, что могло бы вызвать течение.

Но очевидно, что если между экватором и 40-й параллелью два эффекта полностью нейтрализуют друг друга, то вовсе не вероятно, что между 40-й параллелью и полюсами они не будут в значительной степени делать то же самое. И если так, то как океанические течения могут быть обусловлены либо разницей температур, либо разницей солености, тем более обоими факторами. Если существует какая-либо разница в удельном весе океана между 40-й параллелью и полюсами, она должна быть лишь в той мере, в какой одна причина не смогла нейтрализовать другую. Если, например, воды на 40-й параллели благодаря более высокой температуре менее плотны, чем воды в полярных областях, они могут быть таковыми лишь в той мере, в какой разница в солености не смогла нейтрализовать эффект разницы температур. И если возникают течения, то они могут делать это лишь в той мере, в какой разница в солености не смогла обеспечить полную компенсацию. Мори, изложив свои взгляды на компенсацию, по-видимому, начинает осознавать это; но, как ни странно, он не замечает, или, по крайней мере, не делает никакого намека на тот факт, что все это губительно для его теорий о том, что океанические течения являются комбинированным результатом разницы температур и солености. Ибо, в противовес всему, что он ранее выдвигал относительно трудности нахождения причины, достаточно мощной, чтобы объяснить такие течения, как Гольфстрим, и огромного значения, которое разница в солености имела в их возникновении, он теперь начинает утверждать, что влияние разницы температур настолько велико, что разница в солености и ряд других компенсирующих причин фактически необходимы для того, чтобы предотвратить чрезмерное усиление океанических течений.

«Если бы все межтропическое тепло солнца, — говорит он, — переходило в моря, на которые оно падает, просто повышая температуру их вод, это создало бы в океане термодинамическую силу, способную переносить обжигающе горячую воду из жаркого пояса и распространять ее, пока она еще находится в теплом состоянии, вокруг полюсов... Теперь предположим, что не было бы пассатов, чтобы испарять и противодействовать динамической силе солнца, эта горячая и легкая вода, становясь все горячее и легче, устремлялась бы течениями со скоростью почти как в мельничном желобе к полюсам, покрывая промежуточное море мантией тепла, как одеждой. Холодная и тяжелая вода полярного бассейна, выходящая в виде подповерхностных течений, текла бы к экватору с равной скоростью».

«Таким образом, две антагонистические силы разоблачаются, и, будучи разоблаченными, мы обнаруживаем в них изысканнейшую настройку — компенсацию, — благодаря которой динамические силы, заключенные в солнечном луче и пассате, заставляют друг друга уравновешиваться, благодаря которой регулируется климат межтропических морей и измеряются направление, сила и объем океанических течений» (§§ 437 и 438, одиннадцатое издание).

ГЛАВА VII. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ОКЕАНИЧЕСКОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ. — ТЕОРИЯ ЛЕЙТЕНАНТА МОРИ (продолжение).

Methods of determining the Question.—The Force resulting from Difference of Specific Gravity.—Sir John Herschel’s Estimate of the Force.—Maximum Density of Sea-Water.—Rate of Decrease of Temperature of Ocean at Equator.—-The actual Amount of Force resulting from Difference of Specific Gravity.—M. Dubuat’s Experiments.

Как может быть определен этот вопрос. — То, обусловлена ли циркуляция океана разницей удельного веса или нет, может быть определено тремя способами: а именно: (1) путем прямого эксперимента; (2) путем установления абсолютной величины силы, действующей на воду для создания движения в силу разницы удельного веса, и последующего сравнения ее с силой, которая, как было показано экспериментально, необходима для возникновения ощутимого движения; или (3) путем определения максимально возможного количества работы, которую гравитация может совершить над водами в силу разницы удельного веса, а затем установления того, равна ли работа гравитации работе сопротивлений при требуемом движении или нет. Но Мори не принял ни одного из этих методов.

Сила, возникающая из разницы удельного веса. — Я рассмотрю сначала, достаточна ли сила, возникающая из разницы удельного веса, для объяснения движения океанических течений.

Неадекватность этой причины была настолько ясно показана сэром Джоном Гершелем, что можно было бы ожидать, что потребуется лишь процитировать его слова по этому вопросу, которые гласят следующее:—

«Во-первых, если бы не было атмосферы, не было бы Гольфстрима или любого другого значительного океанического течения (в отличие от простого поверхностного дрейфа) вообще. Под действием солнечных лучей поверхность океана нагревается больше всего, и нагретая вода, следовательно, не будет ни прямо стремиться подняться (что она не могла бы сделать, не покинув море), ни опуститься, что она не может сделать, будучи выталкиваемой, ни двигаться латерально, так как боковой импульс не дается, и что она могла бы сделать только из-за общего наклона поверхности, при котором расширенная часть занимает более высокий уровень. Посмотрим, чему бы равнялся этот наклон. Экваториальная поверхностная вода имеет температуру 84°. На глубине 7200 футов температура составляет 39°, уровень которой поднимается к поверхности на 56° широты. Принимая расширяемость морской воды такой же, как у пресной, равномерно прогрессивное повышение температуры от 39° до 84° по Фаренгейту расширило бы колонну в 7200 футов на 10 футов, на какую высоту, следовательно, над сфероидом равновесия (или над уровнем моря на 56° широты) экваториальная поверхность фактически поднимается за счет расширения. Дуга в 56° на поверхности земли измеряет 3360 географических миль; так что мы имеем наклон 1/28 дюйма на географическую милю, или 1/32 дюйма на статутную милю для воды, поднятой таким образом, чтобы стекать вниз. Поскольку ускоряющая сила, соответствующая такому наклону (в 1/10 секунды, 0″·1), составляет менее одной двухмиллионной части гравитации, мы можем отбросить это как причину, способную создать лишь очень незначительный поверхностный дрейф, и не стоящую рассмотрения, даже если бы она была в правильном направлении, чтобы сформировать путем концентрации течение с востока на запад, чего она не могла бы быть, а совсем наоборот» [55].

Удивительно, как кто-либо, даже если он рассматривал этот вывод лишь как грубое приближение к истине, мог придерживаться идеи, что океанические течения могут быть результатом разницы удельного веса. Однако есть одна или две причины, которые можно привести для того, почему вышеизложенное не было принято повсеместно как окончательное. Расчеты Гершеля относятся к разнице гравитации, возникающей из разницы температур; но это лишь одна из причин, к которым апеллирует Мори, и даже не та, на которую он чаще всего ссылается. Он так настойчиво настаивает на эффектах разницы солености, что многие могут подумать, что, хотя Гершель, возможно, и показал, что разница в удельном весе, возникающая из разницы температур, не может объяснить движение океанических течений, тем не менее, это в сочетании с эффектами, возникающими из разницы солености, могло бы быть достаточным объяснением явлений. Такого, конечно, не было бы с теми, кто осознавал противоречивую природу двух причин Мори; но, вероятно, многие читают «Физическую географию моря», не осознавая, что одна причина разрушает другую. Опять же, несколько правдоподобных возражений, которые никогда не получали должного рассмотрения, были решительно выдвинуты Мори и другими против теории о том, что океанические течения могут быть вызваны импульсами ветров; и, вероятно, эти возражения кажутся столь же сильно направленными против этой теории, как аргументы Гершеля против теории Мори.

Существует одно незначительное возражение к результату Гершеля: он берет 39° как температуру максимальной плотности. Это, однако, как мы увидим, не существенно влияет на его выводы.

Наблюдения за температурой максимальной плотности морской воды проводились Эрманом, Депре, Россетти, Нейманом, Марсе, Хаббардом, Хорнером и другими. Никто из них не пришел к точно такому же выводу. Это, вероятно, проистекает из того факта, что температура максимальной плотности зависит от количества соли, находящейся в растворе. Никакие два моря, если они не равны по солености, не имеют одинаковой температуры максимальной плотности. Следующая таблица Депре покажет, как быстро температура как точки замерзания, так и максимальной плотности понижается при добавлении соли:—

Amount of salt. Temperature of

freezing-point. Temperature of

Maximum density.

°

°

0·000123

−1·21 C.

+ 1·19 C.

0·0246

−2·24

− 1·69

0·0371

−2·77

− 4·75

0·0741

−5·28

−16·00

Он обнаружил, что температура максимальной плотности морской воды, плотность которой при 20°C составляла 1,0273, равна −3°·67C. (25°·4F.), а температура точки замерзания −2°·55C. (27°·4F.) [56]. Где-то между 25° и 26° F. можно, следовательно, рассматривать как температуру максимальной плотности морской воды средней солености. У нас нет оснований полагать, что океан, от поверхности до дна, даже на полюсах, имеет температуру 27°·4F., точку замерзания.

Фактический наклон, возникающий из разницы удельного веса, как мы вскоре увидим, не достигает 10 футов. Оценка Гершеля, однако, была сделана на недостаточных данных, как относительно скорости расширения морской воды, так и относительно того, при которой температура океана на экваторе уменьшается от поверхности вниз. Мы счастливо теперь обладаем данными для определения с допустимой точностью величины наклона, обусловленного разницей температур между экваториальными и полярными морями. Скорость расширения морской воды от 0°C до 100°C была экспериментально определена профессором Мунке из Гейдельберга [57]. Ценные отчеты капитана Нэрса с корабля Ее Величества «Челленджер», недавно опубликованные Адмиралтейством, дают скорость, с которой температура Атлантики на экваторе уменьшается от поверхности вниз. Эти наблюдения ясно показывают, что перегревающий эффект солнечных лучей не распространяется на большую глубину. Они также доказывают, что на экваторе температура уменьшается по мере увеличения глубины так быстро, что на глубине 60 саженей от поверхности температура составляет 62°·4, такая же, как на Мадейре на той же глубине; в то время как на глубине 150 саженей она составляет всего 51°, примерно такая же, как в Бискайском заливе (Отчеты, стр. 11). Здесь с самого начала мы имеем широкие и важные факты, враждебные теории потока воды, возникающего из разницы температур между океаном в экваториальных, умеренных и полярных регионах.

Благодаря любезности штаб-капитана Эванса, гидрографа Адмиралтейства, я был удостоен ценнейшего набора серийных температурных зондирований, выполненных капитаном Нэрсом с «Челленджера» близ экватора, между долготой 14° 49′ з. д. и 32° 16′ з. д. Следующая таблица представляет среднее значение всех этих наблюдений:—

Fathoms. Temperature.

°

Surface.

77·9

10

77·2

20

77·1

30

76·9

40

71·7

50

64·0

60

60·4

70

59·4

80

58·0

90

58·0

100

55·6

150

51·0

200

46·6

300

42·2

400

40·3

500

38·9

600

39·2

700

39·0

800

39·1

900

38·2

1000

36·9

1100

37·6

1200

36·7

1300

35·8

1400

36·4

1500

36·1

Bottom.

34·7

У нас есть в этой таблице данные для определения высоты, на которой поверхность океана на экваторе должна стоять над поверхностью полюсов. Предполагая, что 32°F — это температура океана на полюсах от поверхности до дна, а вышеприведенное — это скорость, с которой температура океана на экваторе уменьшается от поверхности вниз, и затем рассчитывая согласно таблице расширения морской воды Мунке, мы получаем всего 4 фута 6 дюймов как высоту, на которую уровень океана на экваторе должен стоять над уровнем на полюсах, чтобы океан находился в статическом равновесии. Другими словами, экваториальная колонна должна быть всего на 4 фута 6 дюймов выше полярной, чтобы они могли уравновешивать друг друга.

Принимая расстояние от экватора до полюсов за 6200 миль, сила, возникающая из наклона в 4½ фута на 6200 миль, составит всего 1/7 340 000 часть силы тяжести, или около 1/1000 грана на фунт воды. Но, как мы вскоре увидим, не может быть постоянного течения, возникающего из разницы температур, пока две колонны остаются в равновесии, ибо течение — это просто попытка к замедлению равновесия. Чтобы иметь постоянную циркуляцию, должно быть постоянное нарушение равновесия. Или, другими словами, вес полярной колонны должен поддерживаться в избытке по сравнению с весом экваториальной. Предположим, тогда, что вес полярной колонны превышает вес экваториальной на 2 фута воды, разница уровней между двумя колоннами в этом случае составит всего 2 фута 6 дюймов. Это дало бы силу всего 1/13 200 000 часть силы тяжести, или не намного более 1/1900 грана на фунт воды, стремящуюся тянуть воду вниз по склону от экватора к полюсам, сила, которая не намного превышает вес грана на тонну воды. Но следует заметить, что эта сила в гран на тонну затронула бы только воду на поверхности; на очень небольшом расстоянии под поверхностью сила, какой бы малой она ни была, была бы колоссально уменьшена. Если бы вода была идеальной жидкостью и не предлагала сопротивления движению, она бы не только текла вниз по наклону, каким бы малым он ни был, но текла бы с ускоренным движением. Но вода не является идеальной жидкостью, и ее молекулы действительно предлагают значительное сопротивление движению. Вода, текущая вниз по наклону, каким бы крутым он ни был, вскоре приобретает равномерное движение. Должен, следовательно, существовать определенный наклон, ниже которого никакое движение не может иметь места. Эксперименты были проведены М. Дюбуа с целью определения этого предела [58]. Он обнаружил, что когда наклон составлял 1 к 500 000, движение воды было едва заметным; и он пришел к выводу, что когда наклон уменьшается до 1 к 1 000 000, всякое движение прекращается. Но наклон, обеспечиваемый разницей температур между морем в экваториальных и полярных регионах, не достигает даже одной седьмой этого, и, следовательно, он едва ли может произвести даже тот «незначительный поверхностный дрейф», который сэр Джон Гершель готов приписать ему.

Существует ошибка, в которую, по-видимому, впадают некоторые авторы, о которой я могу здесь упомянуть. Предположим, что на экваторе нам нужно спуститься на 10 000 футов, прежде чем будет достигнута вода, равная по плотности воде на полюсах. Мы имеем в этом случае равнину с наклоном в 10 000 футов на 6200 миль, образующую верхнюю поверхность воды максимальной плотности. Теперь этот наклон не оказывает никакого влияния в плане создания течения, как некоторые, кажется, думают; ибо это не случай нарушенного равновесия, а наоборот. Это состояние статического равновесия, возникающее из разницы между температурой воды на экваторе и на полюсах. Единственный наклон, который имеет какую-либо тенденцию к созданию движения, — это тот, который образуется поверхностью океана в экваториальных регионах, будучи выше поверхности на полюсах; но это наклон всего в 4 фута 6 дюймов, и поэтому он совершенно неадекватен для создания таких течений, как Гольфстрим.

ГЛАВА VIII. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ ОКЕАНИЧЕСКОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ. — ТЕОРИЯ ДОКТОРА КАРПЕНТЕРА.

Gulf-stream according to Dr. Carpenter not due to Difference of Specific Gravity.—Facts to be Explained.—The Explanation of the Facts.—The Explanation hypothetical.—The Cause assigned for the hypothetical Mode of Circulation.—Under currents account for all the Facts better than the Gravitation Hypothesis.—Known Condition of the Ocean inconsistent with that Hypothesis.

Доктор Карпентер не предполагает, вместе с лейтенантом Мори, что разница температур между океаном в экваториальных и полярных регионах может объяснить Гольфстрим и другие великие течения океана. Он утверждает, однако, что эта разница вполне достаточна для того, чтобы вызвать медленный общий обмен водой между полярными и межтропическими областями — вызвать общее движение верхней части океана от экватора к полюсам и встречное движение нижней части в противоположном направлении. Именно это общее движение, согласно этому автору, является великим агентом, посредством которого тепло распределяется по земному шару [59].

При попытке оценить адекватность этой гипотезы как объяснения вовлеченных явлений, очевидно, следует рассмотреть два вопроса: а именно: (1) достаточно ли велика разница температур между морем в межтропических и полярных регионах для создания требуемого движения? и (2) предполагая, что такое движение существует, переносит ли оно то количество тепла, которое предполагает доктор Карпентер? Я начну с рассмотрения первого из этих двух пунктов.

Но прежде чем сделать это, давайте посмотрим, каковы факты, которые эта гравитационная теория призвана объяснить.

Факты, подлежащие объяснению. — Доктор Карпентер считает, что огромная масса теплой воды, доказанная во время недавних дноуглубительных экспедиций как занимающая глубины Северной Атлантики, должна быть отнесена не к Гольфстриму, а к общему движению воды от экватора. «Вывод кажется неизбежным, — говорит он, — что основная масса воды в теплой области должна была прийти туда с юго-запада. Влияние собственно Гольфстрима (подразумевая под этим тело перегретой воды, которое выходит через «Узкости» из Мексиканского залива), если оно вообще достигает этой местности (что весьма сомнительно), могло бы затронуть только самый поверхностный слой; и то же самое можно сказать о поверхностном дрейфе, вызванном преобладанием юго-западных ветров, которому некоторые приписывали явления, обычно объясняемые распространением Гольфстрима в эти регионы. И присутствие массы воды, которая лежит между 100 и 600 саженями глубины и диапазон температуры которой составляет от 48° до 42°, едва ли может быть объяснено какой-либо другой гипотезой, кроме гипотезы о великом общем движении экваториальной воды к полярной области, из которого Гольфстрим представляет собой особый случай, модифицированный местными условиями. Точно так же Арктическое течение, которое лежит под теплым поверхностным слоем в нашей холодной области, представляет собой особый случай, модифицированный местными условиями, которые будут объяснены в настоящее время, великого общего движения полярной воды к экваториальной области, которое понижает температуру самых глубоких частей великих океанических бассейнов почти до точки замерзания».

Хорошо известно, что везде, где проводились температурные наблюдения в Атлантике, дно этого океана оказывалось занятым водой ледяной температуры. И это верно не только для Атлантики, но и для океана в межтропических регионах — факт, который был доказан повторными наблюдениями, и особенно в последнее время наблюдениями коммандера Чиммо в Южно-Китайском море и Индийском океане, где температура, столь низкая как 32° по Фаренгейту, была обнаружена на глубине 2656 саженей. Короче говоря, Северную Атлантику и, вероятно, межтропические моря также можно рассматривать, считает доктор Карпентер, как разделенные горизонтально на два великих слоя или пласта — верхний теплый и нижний холодный слой. Все эти факты я, конечно, свободно признаю; и я не знаю, чтобы их истинность была поставлена под сомнение кем-либо, независимо от того, каковы были его взгляды на способ, которым они должны быть объяснены.

Объяснение фактов. — Далее у нас есть объяснение фактов, которое просто таково: — Холодная вода, занимающая дно Атлантики и межтропических морей, должна быть объяснена предположением, что она пришла из полярных регионов. Это очевидно, потому что холод, которым обладает вода, не мог быть получен из земной коры внизу: он также не мог прийти с поверхности; ибо температура донной воды намного ниже нормальной температуры широты, в которой она находится. Следовательно, «вывод кажется неотразимым, что это понижение должно быть произведено и поддерживаться конвекцией холода от полярной к экваториальной области». Конечно, если мы предполагаем поток воды от полюсов к экватору, мы должны обязательно предположить встречный поток от экватора к полюсам; и в то время как вода, текущая из экваториальных в полярные регионы, будет теплой, та, что течет из полярных в экваториальные регионы, будет холодной. Доктрина взаимного обмена экваториальной и полярной воды является, следовательно, необходимым следствием из признания вышеуказанных фактов. С этим объяснением фактов я едва ли должен сказать, что полностью согласен; и я не знаю, чтобы его правильность когда-либо оспаривалась. Доктор Карпентер, безусловно, не может обвинить меня в игнорировании факта взаимного обмена экваториальной и полярной воды, видя, что моя оценка тепловой мощности Гольфстрима, из которой доказано, что количество тепла, переносимого из экваториальных в умеренные и полярные регионы, колоссально больше, чем когда-либо предполагалось, была сделана значительное время до того, как он начал писать на тему океанической циркуляции [60]. И в моей статье «Об океанических течениях в связи с распределением тепла по земному шару» [61] (суть которой воспроизведена в главах II и III этого тома), я попытался показать, что, если бы не повышение температуры полярных и высоких умеренных регионов и понижение температуры межтропических регионов посредством этого обмена водой, эти части земного шара не были бы обитаемы нынешними существующими порядками существ.

Объяснение идет дальше: — «Именно вдоль поверхности и верхней части океана экваториальные воды текут к полюсам, и именно вдоль дна и нижней части океана полярные воды текут к экватору; или, другими словами, теплая вода держится в верхней части океана, а холодная вода — в нижней». С этим объяснением я в значительной степени согласен. Очевидно, что, по крайней мере, в отношении северного полушария, большая часть воды, которая течет из межтропических в полярные регионы (как, например, Гольфстрим), держится поверхности и верхней части океана; но по причинам, которые я уже изложил, очень большая пропорция этой воды должна возвращаться в форме подповерхностных течений; или, что то же самое, возвращающееся компенсирующее течение, состоит ли оно из идентичной воды, которая первоначально пришла с экватора, или нет, должно течь к экватору как подповерхностное течение. То, что холодная вода, которая находится на дне Атлантики и межтропических морей, должна была прийти как подповерхностные течения, совершенно очевидно, потому что вода, которая должна была бы прийти вдоль поверхности океана из полярных регионов, не была бы холодной, когда она достигла бы межтропических регионов.

Объяснение гипотетическое. — Здесь общее согласие между нами в значительной мере заканчивается, ибо доктор Карпентер не удовлетворен объяснением, обычно принимаемым сторонниками теории ветра, а именно, что холодная вода, обнаруженная в умеренных и межтропических областях, приходит из полярных регионов как компенсирующие подповерхностные течения, но выдвигает гипотетическую форму циркуляции для объяснения явления. Он предполагает, что существует общее направление или поток поверхности и верхней части океана от экватора к полярным регионам, и общее направление или поток дна и нижней части океана от полярных регионов к экватору. Мистер Феррел (Nature, 13 июня 1872 г.) говорит об этом «взаимозаменяющем движении воды между экватором и полюсом, открытом доктором Карпентером». В этом, однако, мистер Феррел ошибается; ибо доктор Карпентер не только не претендует на какое-либо открытие такого рода, но отчетливо признает, что такового еще не было сделано. Хотя в некоторых своих статьях он говорит о «направлении теплой поверхностной воды в южных океанах к Антарктическому полюсу» как о хорошо известном навигаторам, он нигде не утверждает, насколько мне известно, что существование такой общей океанической циркуляции, которую он отстаивает, было когда-либо напрямую определено из наблюдений. Этот способ циркуляции просто выведен или предполагается для того, чтобы объяснить факты, упомянутые выше. «В настоящее время, — говорит доктор Карпентер, — я не претендую для нее на более высокий характер, чем характер хорошей рабочей гипотезы, которая будет использоваться в качестве руководства в дальнейших исследованиях» (§ 16); и чтобы не было никакого недопонимания по этому пункту, он завершает свой мемуар так: — «В настоящее время, как я уже сказал, я не претендую для доктрины общей океанической циркуляции на более высокий характер, чем характер хорошей рабочей гипотезы, согласующейся с нашими нынешними знаниями фактов, и поэтому имеющей право быть временно принятой с целью стимулирования и направления дальнейших исследований».

Я не могу согласиться с ним, однако, по этому последнему пункту. Мне кажется, что нет необходимости принимать какой-либо гипотетический способ циркуляции для объяснения фактов, так как они могут быть вполне хорошо объяснены посредством того способа циркуляции, который действительно существует. Было определено из прямого наблюдения, что поверхностные течения текут из экваториальных в полярные регионы, и их пути были фактически нанесены на карту. Но если установлено, что течения текут из экваториальных в полярные регионы, то в равной степени верно и то, что возвратные течения текут из полярных в экваториальные регионы; ибо если одно действительно существует, другое по необходимости должно существовать. Мы знаем также на физических основаниях, к которым я уже обращался и которые подлежат рассмотрению более полно в последующей главе, что очень большая часть воды, текущей из полярных в экваториальные регионы, должна быть в форме подповерхностных течений. Если есть холодные подповерхностные течения, следовательно, текущие из полярных в умеренные и экваториальные регионы, это все, что нам действительно требуется для объяснения холодной воды, которая, как обнаружено, занимает ложе океана в этих регионах. Не обязательно следует, потому что холодная вода может быть найдена на дне океана вдоль всего экватора, что должен быть прямой поток из полярных регионов к каждой точке экватора. Вода, приносимая постоянно из полярных регионов к различным точкам вдоль экватора посредством подповерхностных течений, будет обязательно накапливаться и с течением времени распространяться по дну межтропических морей. Она должна либо делать это, либо течения при достижении экватора должны изгибаться вверх и течь к поверхности в неразрывной массе. Значительные части некоторых из этих течений могут, без сомнения, делать так и присоединяться к поверхностным течениям; но, вероятно, большая часть воды, приходящей из полярных регионов, распространяется по полу экваториальных морей. В письме в Nature, 11 января 1872 г., я попытался показать, что поверхностные течения океана не являются отдельными и независимыми друг от друга, а образуют одну великую систему циркуляции, и что движущая причина, поддерживающая эту систему циркуляции, — это не только пассаты, как обычно предполагается, но преобладающие ветры всего земного шара, рассматриваемые также как одна великая система. Доказательства этого мнения, однако, будут рассмотрены более полно в продолжении.

Хотя подповерхностные течения являются частями одной общей системы океанической циркуляции, создаваемой импульсом системы преобладающих ветров, их направление и положение тем не менее в значительной степени определяются различными законами. Вода на поверхности, будучи движимой силой ветра, будет следовать по пути наибольшего давления и тяги — эффекты, возникающие из общего контура суши, которые в значительной степени общи для обоих наборов течений, не принимаются во внимание; в то время как, с другой стороны, подповерхностные течения из полярных регионов (которые в значительной степени являются просто «притоками», компенсирующими воду, дренированную из экваториальных регионов Гольфстримом и другими поверхностными течениями) будут следовать, как общее правило, по пути наименьшего сопротивления.

Причина, приписанная гипотетическому способу циркуляции. — Доктор Карпентер приписывает причину своему способу циркуляции; и эту причину он находит в разнице удельного веса между экваториальными и полярными водами, возникающей из разницы температур между этими двумя регионами. «Два отдельных вопроса, — говорит он, — должны быть рассмотрены, которые, возможно, не были достаточно четко разделены ни мистером Кроллом, ни мной; — во-первых, существует ли адекватное доказательство существования общей вертикальной океанической циркуляции; и во-вторых, если предположить, что ее существование временно признано, можно ли найти vera causa для нее в разнице температур между океаническими водами полярных и экваториальных областей» (§ 17). Мне кажется, что факты, приведенные доктором Карпентером, не обязательно требуют предположения какого-либо такого способа циркуляции, как тот, что выдвинут им. Явления могут быть удовлетворительно объяснены иначе; и поэтому не представляется никакой необходимости рассматривать, достаточна ли его гипотеза для производства требуемого эффекта или нет.

Важное соображение, которое было упущено из виду. — Но есть одно важное соображение, которое, по-видимому, было упущено из виду — а именно факт, что море более соленое в межтропических, чем в полярных регионах, и что это обстоятельство, насколько оно проявляется, должно стремиться нейтрализовать эффект разницы температур. Вероятно, действительно, что эффект, производимый разницей температур, таким образом полностью нейтрализуется, и что никакой разницы плотности вообще не существует между морем в межтропических и полярных регионах, и, следовательно, нет никакой разницы уровня или чего-либо, что могло бы произвести такое общее движение, как предполагает доктор Карпентер. Это, я рад обнаружить, мнение профессора Уайвилла Томсона.

«Я сильно ошибаюсь, — говорит этот автор, — если низкий удельный вес полярного моря, результат конденсации и выпадения осадков пара, испаренного из межтропической области, не уравновешивает полностью сжатие поверхностной пленки арктическим холодом... Говоря при полном отсутствии всех надежных данных, мое общее впечатление таково, что если бы мы отбросили все другие агентства и доверились для океанической циркуляции только тем условиям, на которые полагается доктор Карпентер, если бы вообще существовала какая-либо общая циркуляция, что кажется весьма проблематичным, шансы скорее в пользу теплого подповерхностного течения, путешествующего на север в силу своего избытка соли, сбалансированного поверхностным возвратным течением более пресной, хотя и более холодной арктической воды» [62].

Это то, что фактически происходит на западе и северо-западе Шпицбергена. Там теплая вода Гольфстрима течет под холодным полярным течением. И это мнение доктора Скорсби, мистера Клементса Маркхэма и лейтенанта Мори, что эта теплая вода в силу своей большей солености плотнее, чем полярная вода. Мистер Ли Смит обнаружил на северо-западе Шпицбергена температуру на 500 саженях 52°, а однажды даже 64°, в то время как вода на поверхности была всего на градус или два выше точки замерзания [63]. Мистер Эйткен из Дарроха в статье, недавно прочитанной перед Королевским шотландским обществом искусств, показал экспериментально, что полярная вода в регионах, где лед тает, фактически менее плотна, чем теплые и более соленые тропические воды. И не поможет делу ни в малейшей степени утверждение, что разница удельного веса не является причиной, почему теплая вода Гольфстрима проходит под полярным течением — потому что если разница удельного веса не является причиной того, что теплая вода находится под холодной водой в полярных регионах, тогда разница удельного веса может также не быть причиной того, что холодная вода находится под теплой на экваторе; и если так, тогда нет необходимости в гравитационной гипотезе океанической циркуляции.

Мало сомнений в том, что перегретый слой на поверхности межтропических морей, который, согласно доктору Карпентеру, не имеет большой толщины, менее плотен, чем полярная вода: но если мы возьмем колонну, простирающуюся от поверхности до дна океана, эта колонна на экваторе окажется такой же тяжелой, как колонна равной длины в полярной области. И если это так, тогда не может быть никакой разницы уровня между экватором и полюсами, и никакого нарушения статического равновесия или чего-либо еще, что могло бы произвести циркуляцию.

Подповерхностные течения объясняют все факты лучше, чем гипотеза доктора Карпентера. — Предполагая, на данный момент, систему преобладающих ветров истинной причиной океанических течений, из этого обязательно следует (как будет показано далее), что большое количество атлантической воды должно быть направлено в Северный Ледовитый океан; и такое, как мы знаем, фактически имеет место. Северный Ледовитый океан, однако, как отмечает профессор Уайвилл Томсон, является почти закрытым бассейном, не допускающим свободного оттока в Тихий океан воды, направляемой в него.

Но очевидно, что вода, которая таким образом постоянно переносится из межтропических областей в арктические, должна так или иначе найти путь обратно к экватору; иными словами, должен существовать обратный поток, равный по величине прямому. Теперь вопрос, требующий решения, заключается в том, какой путь должен выбрать этот обратный поток? Мне представляется, что он выберет путь наименьшего сопротивления, независимо от того, будет ли этот путь проходить по поверхности или под ней. Но то, что путь наименьшего сопротивления, как правило, будет лежать на значительном расстоянии от поверхности, на мой взгляд, очевидно из следующих соображений. На поверхности общее направление течений противоположно направлению обратного потока. Поверхностное движение воды в Атлантике направлено от экватора к полюсу, но обратный поток должен быть направлен от полюса к экватору. Следовательно, поверхностные течения будут препятствовать движению любого обратного потока, если только этот поток не проходит на значительной глубине под поверхностными течениями. Далее, ветры, как правило, дуют в направлении, противоположном курсу обратного потока, поскольку, согласно предположению, ветры дуют в направлении поверхностных течений. В силу всех этих причин путь наименьшего сопротивления для обратного потока, как правило, будет лежать не на поверхности, а на весьма значительной глубине под ней.