«Климат и время в их геологических отношениях»

Согласно теории дилатации М. Шарпантье, ледник побуждается силой, оказываемой водой, замерзающей в трещинах льда. Ледник, он считает, полон трещин, в которые вода постоянно инфильтрируется, и когда температура воздуха опускается ниже точки замерзания, она превращает воду в лед. Вода, переходя в лед, расширяется, и при расширении стремится побудить ледник в направлении наименьшего сопротивления. Эта теория, хотя она не объясняет движение ледника, как было ясно показано профессором Дж. Д. Форбсом, тем не менее содержит один важный элемент, который, как мы увидим, должен войти в истинное объяснение. Элемент, к которому я отсылаю, — это экспансивная сила, оказываемая на ледник замерзающей водой.

ГЛАВА XXXI. ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИЧИНА ДВИЖЕНИЯ ЛЕДНИКОВ. — МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ.

Present State of the Question.—Heat necessary to the Motion of a Glacier.—Ice does not shear in the Solid State.—Motion of a Glacier molecular.—How Heat is transmitted through Ice.—Momentary Loss of Shearing Force.—The Rationale of Regelation.—The Origin of “Crevasses.”—Effects of Tension.—Modification of Theory.—Fluid Molecules crystallize in Interstices.—Expansive Force of crystallizing Molecules a Cause of Motion.—Internal molecular Pressure the chief Moving Power.—How Ice can excavate a Rock Basin.—How Ice can ascend a Slope.—How deep River Valleys are striated across.—A remarkable Example in the Valley of the Tay.—How Boulders can be carried from a lower to a higher Level.

Положение, к которому пришел запутанный вопрос о причине спуска ледников, по-видимому, сводится к следующему. Лед ледника не находится в мягком и пластичном состоянии, а является твердым, жестким, хрупким и негнущимся. Тем не менее, в некоторых отношениях он ведет себя подобно мягкому и пластичному веществу, если его поместить в аналогичные условия, поскольку он приспосабливается ко всем неровностям русла, по которому движется. Лед ледника, хотя и твердый и плотный, движется с дифференциальным движением; частицы льда смещаются относительно друг друга, или, иными словами, лед подвергается сдвигу при спуске. Был сделан вывод, что одного веса ледника достаточно для сдвига льда. Канон Мозли исследовал этот вопрос и показал, что это не так. Он обнаружил, что для того, чтобы ледник подвергся сдвигу таким образом, как предполагается, потребовалась бы сила, в тридцать или сорок раз превышающая вес ледника. Следовательно, для спуска ледника требуется сила, помимо силы гравитации. Что же это за сила? Установлено, что скорость спуска ледника зависит от количества получаемого им тепла. Это показывает, что движение ледника так или иначе зависит от тепла. Является ли тогда тепло той силой, которую мы ищем? Ответ на это, конечно, таков: поскольку тепло является силой, безусловно необходимой, мы не имеем права предполагать наличие какой-либо другой, пока не увидим, достаточно ли тепла. Каким же образом тепло помогает гравитации при спуске ледника? Каким образом тепло способствует гравитации при сдвиге льда? Существует два способа, с помощью которых мы можем представить себе, как это происходит: тепло может помогать гравитации осуществлять сдвиг, подталкивая лед вперед, или оно может помогать гравитации, уменьшая сцепление частиц, и тем самым позволять гравитации производить движение, которое она иначе не могла бы произвести. Каждая попытка, предпринятая до сих пор для объяснения того, как тепло может действовать как сила, подталкивающая лед вперед, потерпела неудачу. Тот факт, что тепло не может расширить лед ледника, можно считать достаточным доказательством того, что оно не действует как сила, побуждающая ледник двигаться вперед; и мы, таким образом, вынуждены обратить наше внимание на другую концепцию, а именно: тепло помогает гравитации сдвигать лед не путем прямого давления, а путем уменьшения силы сцепления частиц, чтобы позволить гравитации протолкнуть одну частицу мимо другой. Но как это происходит? Уменьшает ли тепло сцепление, действуя как расширяющая сила, разделяющая частицы? Тепло не может этого сделать, потому что оно не может расширить лед ледника; и, кроме того, если бы оно это сделало, оно разрушило бы твердый и прочный характер льда, и лед ледника тогда не обладал бы, как единая масса, той огромной силой сдвига, которую показывают наблюдения и эксперименты. Короче говоря, именно потому, что частицы так прочно скреплены друг с другом в то время, когда ледник спускается, мы вынуждены прибегнуть к помощи какой-то другой силы в дополнение к весу ледника, чтобы сдвинуть лед. Тепло не вызывает смещения частиц, делая лед мягким и пластичным; ибо мы знаем, что лед ледника не является мягким и пластичным, а твердым и хрупким. Сила сдвига льда движущегося ледника оказывается по меньшей мере в тридцать-сорок раз больше той, которая позволила бы льду подвергнуться сдвигу под действием одной лишь силы гравитации; как же тогда гравитация, без прямой помощи какой-либо другой силы, может справиться со сдвигом льда? Или, выражаясь иначе: тепло не снижает силу сдвига льда ледника до величины около 1,3193 фунта на квадратный дюйм поверхности, единицы, требуемой г-ном Мозли для того, чтобы ледник мог подвергнуться сдвигу под действием своего веса; сила сдвига льда, несмотря на все полученное тепло, по-прежнему остается на уровне около 75 фунтов; как же тогда ледник может подвергаться сдвигу без какой-либо другой силы, кроме собственного веса, подталкивающего его вперед? Это фундаментальный вопрос; и истинный ответ на него должен раскрыть тайну движения ледников. Мы вынуждены в нынешнем состоянии проблемы признать, что ледники действительно спускаются с дифференциальным движением без какой-либо другой силы, кроме собственного веса, подталкивающего их вперед; и все же сила сдвига льда фактически оказывается в тридцать или сорок раз больше максимума, который позволил бы леднику подвергнуться сдвигу только под действием своего веса. Объяснение этого кажущегося парадокса устранит все наши трудности в отношении причины спуска ледников.

По-видимому, существует только одно объяснение (и оно весьма очевидно), а именно: движение ледника является молекулярным. Лед спускается молекула за молекулой. Лед ледника находится в твердом кристаллическом состоянии, но он не спускается в этом состоянии. Гравитация — это постоянно действующая сила; если частица льда теряет свою силу сдвига, пусть даже на мгновение, она спустится под действием одного лишь своего веса. Но частица льда потеряет свою силу сдвига на мгновение, если частица на мгновение потеряет свое кристаллическое состояние. Прохождение тепла через лед, будь то посредством теплопроводности или излучения, по всей вероятности, является молекулярным процессом; то есть форма энергии, называемая теплом, передается от молекулы к молекуле льда. Частица берет энергию от своего соседа А с одной стороны и передает ее своему соседу B с противоположной стороны. Но частица должна находиться в ином состоянии в тот момент, когда она обладает энергией, чем до того, как она получила ее от А, и чем после того, как она передала ее B. До того, как она овладела энергией, она находилась в кристаллическом состоянии — это был лед; и после того, как она теряет энергию, она снова будет льдом; но в тот момент, когда она обладает проходящей энергией, находится ли она в кристаллическом или ледяном состоянии? Если мы предположим, что нет, а что, овладевая энергией, она теряет свою кристаллическую форму и на мгновение становится водой, все наши трудности относительно причины движения ледников устраняются. Мы знаем, что лед ледника в массе не может овладеть энергией в форме тепла, не став жидким; если можно показать, что то же самое верно и для частицы льда, у нас есть ключ к тайне движения ледников. Мгновения размышления будет достаточно, чтобы убедить любого, что если ледяной ледник в массе не может получить энергию в форме тепла, не расплавившись, то же самое должно быть верно и для частиц льда, ибо немыслимо, чтобы лед в массе мог расплавиться, а сами частицы льда при этом оставались в твердом состоянии. Именно твердость частиц составляет твердость массы. Если частицы теряют свою твердую форму, масса теряет свою твердую форму, ибо масса не обладает иной твердостью, кроме той, которой обладают частицы.

Правильность вывода о том, что вес льда не является достаточной причиной, зависит от истинности определенного элемента, принятого как должное в рассуждении, а именно: что сила сдвига молекул льда остается постоянной. Если эта сила остается постоянной, то вывод канона Мозли, несомненно, верен, но в противном случае — нет; ибо если бы молекула потеряла свою силу сдвига, пусть даже на мгновение, и если бы перед молекулой не было препятствия, она спустилась бы в силу своего веса.

Тот факт, что сила сдвига массы льда оказывается постоянной, не доказывает, что то же самое имеет место в отношении отдельных молекул. Если мы возьмем массу молекул в совокупности, сила сдвига массы, взятой таким образом коллективно, может оставаться абсолютно постоянной, в то время как каждая отдельная молекула может испытывать повторяющиеся кратковременные потери силы сдвига. Это настолько очевидно, что не требует дальнейших разъяснений. Весь вопрос, следовательно, сводится к одному: остается ли постоянной сила сдвига кристаллической молекулы льда. В случае обычных твердых тел у нас нет оснований полагать, что сила сдвига молекул когда-либо исчезает, но в отношении льда все обстоит иначе.

Если мы проанализируем процесс, посредством которого тепло проводится через лед, мы обнаружим, что у нас есть основания полагать, что пока молекула льда находится в процессе передачи полученной энергии (скажем, от огня), она на мгновение теряет свою силу сдвига, если температура льда не ниже 32° F. Если мы приложим тепло к концу железного стержня, температура молекул на поверхности конца повысится. Молекула А на поверхности, чья температура повысилась, мгновенно начинает передавать B часть полученной энергии. Тенденция этого процесса состоит в том, чтобы понизить температуру А и повысить температуру B. Затем B, с повысившейся температурой, начинает передавать энергию C. Результат здесь тот же; температура B стремится упасть, а C — подняться. Этот процесс продолжается от молекулы к молекуле, пока не будет достигнут противоположный конец стержня. Здесь, в данном случае, энергия или тепло, приложенное к концу стержня, передается от молекулы к молекуле в форме тепла или температуры. Энергия, приложенная к стержню, не меняет своего характера; она проходит прямо от молекулы к молекуле в форме тепла или температуры. Но природа процесса должна быть совершенно иной, если перенос происходит через стержень льда при температуре 32°. Предположим, мы приложим тепло огня к концу стержня льда при 32°, температура молекул льда никак не может повыситься ни на малейшую степень. Как же тогда молекула А может принять в форме тепла энергию, полученную от огня, не нагреваясь или не повышая свою температуру? Это невозможно. Энергия огня должна проявляться в А в иной форме, чем тепло. Тот же ход рассуждений в равной степени применим и к B. Молекула B не может принять энергию от А в форме тепла; она должна получить ее в какой-то другой форме. То же самое должно быть в равной степени верно для всех остальных молекул, пока мы не достигнем противоположного конца стержня льда. И все же, как ни странно, последняя молекула передает свою энергию в форме тепла объектам за пределами стержня; ибо мы обнаруживаем, что тепло, приложенное к одной стороне куска льда, повлияет на термостолбик на противоположной стороне.

Вопрос поддается ясному и определенному ответу. Когда тепло прикладывается к молекуле льда при 32°, приложенное тепло не повышает температуру молекулы, оно расходуется на работу против сил сцепления, связывающих атомы или частицы вместе в кристаллическую форму. Энергия тогда должна существовать в растворенной кристаллической молекуле в статической форме сродства — кристаллического сродства или как бы мы это ни называли. То есть энергия тогда существует в частицах как сила или тенденция снова устремиться вместе в кристаллическую форму, и в тот момент, когда им позволяют это сделать, они отдают энергию, которая была затрачена на их разделение. Эта энергия, когда она таким образом снова отдается, принимает динамическую форму тепла; иными словами, молекула отдает тепло в процессе замерзания. Тепло, таким образом отданное, может быть использовано для расплавления следующей соседней молекулы. Молекулы льда принимают энергию от нагретого тела путем плавления. Та особая форма движения или энергии, называемая теплом, исчезает при принудительном разделении частиц кристаллической молекулы и на время существует в форме тенденции разделенных частиц снова соединиться в кристаллическую форму.

Но следует заметить, что хотя кристаллическая молекула, когда она действует как проводник, принимает энергию в этой форме от нагретого тела, она существует в молекуле в такой форме только в течение момента передачи; то есть молекула расплавляется, но только на мгновение. Когда B принимает энергию от А, молекула А мгновенно принимает кристаллическую форму. B теперь расплавлена; и когда C принимает энергию от B, тогда B также в свою очередь принимает твердое состояние. Этот процесс продолжается от молекулы к молекуле, пока энергия не передается на противоположную сторону, а лед остается в своем первоначальном твердом состоянии. Это, как будет показано в Приложении, является обоснованием свойства регеляции Фарадея.

Это не просто теория или гипотеза; это необходимое следствие известных фактов. Мы знаем, что лед при 32° не может принять энергию от нагретого тела, не расплавившись; и мы также хорошо знаем, что плита льда при 32°, несмотря на это, все же, как масса, сохраняет свое твердое состояние, пока тепло передается через нее. Это доказывает, что каждая молекула возобновляет свою кристаллическую форму в момент после того, как энергия передается соседней молекуле.

Поскольку этот момент установлен, всякая трудность относительно спуска ледника полностью исчезает; ибо молекула в тот момент, когда она принимает жидкое состояние, полностью освобождается от силы сдвига и может спускаться в силу собственного веса без какого-либо препятствия. Все, что требуется молекуле, — это просто место или пространство, в котором можно продвигаться. Если бы молекула находилась в абсолютном контакте с соседней молекулой внизу, она не спустилась бы, если бы не могла протолкнуть эту молекулу перед собой, чего она, вероятно, не смогла бы сделать. Но у молекулы фактически есть место, в котором она может продвигаться; ибо при переходе из твердого состояния в жидкое ее объем уменьшается примерно на 1/10, и, следовательно, она может спускаться. Правда, когда она снова принимает твердую форму, она восстановит свой прежний объем; но вопрос в том, вернется ли она в свое старое положение? Если мы тщательно изучим этот вопрос, мы обнаружим, что она не может. Если бы теплом была затронута только эта одна молекула, эта молекула, конечно, не спустилась бы; но все молекулы затронуты аналогичным образом, хотя и не все в один и тот же момент времени.

Давайте понаблюдаем, что происходит, скажем, у нижнего конца ледника. Молекула А у нижнего конца, скажем, поверхности, получает тепло от солнечных лучей; она плавится, и при плавлении не только теряет свою силу сдвига и спускается под действием собственного веса, но и сжимается. B непосредственно над ней теперь, насколько это касается А, свободна для спуска и сделает это в тот момент, когда она примет жидкое состояние. А к этому времени стала твердой и снова зафиксирована силой сдвига; но она зафиксирована не в своем старом положении, а немного ниже того, где она была раньше. Если B еще не перешла в жидкое состояние вследствие тепла, полученного от солнца, дополнительный запас, который она получит от затвердевания А, расплавит ее. В тот момент, когда B становится жидкой, она будет спускаться, пока не достигнет А. B затем затвердевает немного ниже своего прежнего положения. Тот же ход рассуждений аналогичным образом применим к каждой молекуле ледника. Каждая молекула ледника, следовательно, спускается шаг за шагом по мере того, как она плавится и затвердевает, и поэтому ледник, рассматриваемый как масса, находится в состоянии постоянного движения вниз. Факт, отмеченный профессором Тиндалем, что во льду существуют определенные плоскости, вдоль которых плавление происходит легче, чем в других, возможно, будет способствовать спуску ледника.

В этой теории мы имеем удовлетворительное объяснение происхождения «трещин» в ледниках. Возьмем, к примеру, поперечные трещины, образовавшиеся в точке, где происходит увеличение наклона ледника. Предположим изменение наклона, скажем, с 4° до 8° в русле ледника. Молекулы на склоне в 8° будут спускаться быстрее, чем те, что находятся выше на склоне в 4°. Таким образом, в точке, где происходит изменение наклона, возникнет состояние напряжения. Лед на склоне в 8° будет стремиться потянуть за собой массу ледника, движущуюся медленнее на склоне выше. Поскольку тяга продолжается, ледник разорвется в тот момент, когда будет преодолено сцепление льда. Чем больше изменение наклона, тем легче произойдет разрыв льда. Любой вид трещин можно объяснить на основе того же принципа. [309]

Эта теория объясняет также, почему ледник движется с большей скоростью летом, чем зимой; ибо, поскольку запас тепла, поступающий к леднику, больше в первый сезон, чем во второй, молекулы будут чаще переходить в жидкое состояние.

Что касается денудирующей силы ледников, я могу заметить, что, хотя ледник спускается молекула за молекулой, он будет истирать скалистое ложе, по которому движется, так же эффективно, как если бы он скользил вниз в виде жесткой массы, как это обычно предполагается; ибо истирающий эффект производится не льдом ледника, а камнями, песком и другими материалами, проталкиваемыми под ним. Но если все сопротивления, препятствующие спуску ледника, внутренние и внешние, преодолеваются одним лишь весом льда, можно доказать, что в случае спуска с заданной скоростью количество работы, выполненной при проталкивании истирающих материалов, лежащих под льдом, должно быть таким же, если предположить, что движение льда является молекулярным способом, который я объяснил, как если бы лед спускался способом, который обычно предполагается.

Конечно, ледник не мог бы спускаться под действием своего веса так быстро в последнем случае, как в первом; ибо, на самом деле, как показал канон Мозли, в последнем случае он вообще не спускался бы; но, предполагая ради аргумента, что скорость спуска в обоих случаях одинакова, следовал бы вывод, который я сформулировал. Следовательно, какие бы денудирующие эффекты ни приписывались леднику согласно обычной теории, они должны в равной степени приписываться ему согласно настоящему объяснению.

Эта теория, однако, объясняет то, что до сих пор всегда вызывало удивление, а именно: почему ледник может спускаться по склону, почти горизонтальному, или почему лед может двигаться с поверхности континента, совершенно ровного.

Это форма, в которой мое объяснение было впервые изложено около полудюжины лет назад. [310] Существует, однако, другой элемент, который необходимо принять во внимание. Это тот, который поможет пролить дополнительный свет на некоторые неясные моменты, связанные с ледниковыми явлениями.

Лед, очевидно, не является абсолютно твердым насквозь. Он состоит из кристаллических частиц, которые, хотя и находятся в контакте друг с другом, однако не упакованы так, чтобы занимать наименьшее возможное пространство, и, даже если бы они были, частицы не прилегали бы друг к другу так плотно, чтобы исключить промежутки. Кристаллические частицы, однако, соединены друг с другом в особых точках, определяемых их полярностью, и по этой причине они требуют больше места; и это, по всей вероятности, является причиной, как отмечает профессор Тиндаль, почему лед, объем к объему, менее плотен, чем вода.

«На них (молекулы), как и на магниты, — говорит профессор Тиндаль, — действуют две различные силы; в течение некоторого времени, пока жидкость охлаждается, они приближаются друг к другу, подчиняясь своему общему притяжению друг к другу. Но в определенной точке вступают в действие новые силы, некоторые притягивающие, некоторые отталкивающие, исходящие из особых точек молекул. Притянутые точки сближаются, оттолкнутые — отступают. Таким образом, молекулы поворачиваются и перестраиваются, требуя при этом больше места и преодолевая все обычное сопротивление энергией своего требования. Это, в общих чертах, объяснение расширения воды при затвердевании». [311]

Будет очевидно, тогда, что когда кристаллическая молекула плавится, она не просто спустится описанным образом, но капиллярное притяжение заставит ее течь в промежутки между соседними молекулами. В тот момент, когда она расстается с полученным теплом, она, конечно, снова затвердеет, как было показано, но она не затвердеет так, чтобы соответствовать полости, которую она занимала в жидком состоянии. Ибо жидкая молекула при затвердевании принимает кристаллическую форму, и, конечно, будет определенная пропорция между длиной, шириной и толщиной кристалла; следовательно, всегда будет случаться так, что промежуток, в котором она затвердевает, будет слишком узким, чтобы вместить ее. Результатом будет то, что жидкая молекула при переходе в кристаллическую форму будет раздвигать две соседние молекулы, чтобы освободить достаточно места для себя между ними, и это она сделает, независимо от того, каким количеством пространства она может обладать во всех других направлениях. Кристалл не будет формироваться, чтобы соответствовать полости, полость должна быть сделана так, чтобы вместить кристалл. И то, что верно для одной молекулы, верно для каждой молекулы, которая плавится и снова затвердевает. Этот процесс, следовательно, происходит непрерывно в каждой части ледника и пропорционально количеству тепла, которое получает ледник. Это внутреннее молекулярное давление, возникающее в результате затвердевания жидких молекул в промежутках льда, действует на массу льда как расширяющая сила, стремясь заставить ледник расширяться в стороны во всех направлениях.

Представьте себе массу льда, лежащую на плоской горизонтальной поверхности и получающую тепло на своей верхней поверхности, скажем, от солнца; по мере того как тепло проходит вниз через массу, молекулы, действуя как проводники, плавятся и снова затвердевают. Каждая жидкая молекула затвердевает в промежутке, который должен быть расширен, чтобы вместить ее. Давление, таким образом оказываемое постоянным затвердеванием молекул, заставит массу расширяться в стороны, и, конечно, по мере того как масса расширяется, она будет становиться все тоньше и тоньше, если не получит свежего притока на своей поверхности. В случае ледника, лежащего в долине, движение, однако, будет происходить только в одном направлении. Стены долины препятствуют расширению ледника; и поскольку гравитация противодействует движению льда вверх и благоприятствует его движению вниз по долине, путь наименьшего сопротивления молекулярному давлению всегда будет вниз по склону, и, следовательно, в этом направлении будет происходить молекулярное смещение. Молекулярное давление, следовательно, будет вызывать движение в том же направлении, что и гравитация. Иными словами, оно будет стремиться заставить ледник спускаться по долине.

Боковое расширение льда от внутреннего молекулярного давления объясняет ясным и удовлетворительным образом, как скальные бассейны могут быть вырыты с помощью наземного льда. Оно также устраняет трудности, которые ощущались при объяснении подъема льда вверх по крутому склону. Главная трудность, окружающая теорию вырывания скальных бассейнов льдом, заключается в объяснении того, как лед после входа в бассейн умудряется выйти снова — как лед на дне заставляют подниматься по наклонным сторонам бассейна. Давление, действующее сзади, утверждали некоторые; но если бассейн глубокий, а его стороны крутые, это просто заставит лед, лежащий выше уровня бассейна, двигаться вперед по поверхности массы, заполняющей его. Этот вывод, однако, неверен. Лед, заполняющий бассейн, и ледник, лежащий над ним, объединены в одну твердую массу, так что последний не может двигаться над первым без сдвига; и хотя сопротивление движению, предлагаемое наклонными сторонами бассейна, может быть намного больше, чем сопротивление сдвигу, все же лед будет медленно вытащен из бассейна. Однако, чтобы устранить это возражение, на которое я ссылаюсь, сторонники ледникового происхождения озерных бассейнов указывают, что длина этих бассейнов по отношению к их глубине настолько велика, что склон, по которому лед должен пройти, в действительности невелик. Это, несомненно, верно для озерных бассейнов в целом, но это не является универсально верным. Но теория не требует, чтобы образованный льдом озерный бассейн не мог иметь крутых сторон. У нас есть неоспоримые доказательства того, что лед будет подниматься вверх по крутому склону; и если лед может подниматься вверх по крутому склону, он может вырыть бассейн с крутым склоном. То, что лед будет подниматься вверх по крутому склону, доказывается тем фактом, что сравнительно глубокие и узкие речные долины часто оказываются исчерченными поперек, в то время как холмы, которые стояли прямо на пути льда ледниковой эпохи, иногда оказываются исчерченными вверх от своего основания до вершины. Некоторые поразительные примеры штрихов, идущих вверх по холму, приведены профессором Гейки в его «Ледниковых отложениях Шотландии». Я сам видел склон, исчерченный вверх, настолько крутой, что на него нельзя было взобраться.

Очень хороший пример речной долины, исчерченной поперек, попал под мое наблюдение прошлым летом. Тей, между Каргиллом и Стэнли (в центре широкой равнины Стратмор), вырыла через Старый Красный Песчаник русло глубиной от 200 до 300 футов. Русло здесь проходит под прямым углом к пути, пройденному во время ледниковой эпохи большой массой льда, идущей с Северо-западного нагорья. На небольшом расстоянии ниже Каргилла трапп, поднимающийся из русла реки, красиво исчерчен и отшлифован льдом под прямым углом к потоку. Трапповая дайка, длиной в несколько миль, пересекает реку примерно в миле выше Стэнли, образуя порог, известный как Линн-оф-Кэмпси. Эта дайка является «бараньим лбом» и исчерчена от места около Линна вверх по наклонному берегу до уровня окружающей местности, показывая, что лед должен был подняться по градиенту один к семи на высоту 300 футов.

Из того, что уже было сказано относительно повторного затвердевания молекул в промежутках льда, применение молекулярной теории к объяснению рассматриваемых эффектов, несомненно, будет очевидным. Возьмем случай прохождения ледяного щита через речную долину. Поскольку верхняя поверхность ледяного щита постоянно получает тепло от солнца и воздуха, контактирующего с ним, происходит, следовательно, перенос тепла сверху вниз к основанию щита. Этот перенос тепла от молекулы к молекуле сопровождается плавлением и повторным затвердеванием последовательных молекул способом, уже подробно описанным. Поскольку жидкие молекулы стремятся течь в соседние промежутки перед затвердеванием и принятием кристаллической формы, промежутки льда на дне долины постоянно заполняются жидкими молекулами сверху. Эти молекулы, как только они входят в промежутки, переходят в кристаллическую форму и становятся, конечно, отделенными от своих соседей свежими промежутками, которые новые промежутки заполняются жидкими молекулами, которые, в свою очередь, кристаллизуются, образуя свежие промежутки, и так далее. Лед на дне долины, пока этот процесс продолжается, постоянно получает свежие добавки сверху. Лед, следовательно, должен расширяться в стороны, чтобы освободить место для этих добавок, что он должен делать, если только сопротивление боковому расширению не больше силы, оказываемой молекулами при кристаллизации. Но сопротивление, достаточное для этого, должно быть огромным. Лед на дне долины не может расширяться в стороны, не поднимаясь вверх по наклонным сторонам. При расширении он выберет путь наименьшего сопротивления, но путь наименьшего сопротивления всегда будет на стороне долины, в сторону которой движется общая масса льда выше.

Было показано (Глава XXVII), что лед, проходящий над Стратмором, должен был иметь толщину более 2000 футов. Ледяной щит толщиной 2000 футов оказывает на свое ложе давление свыше 51 тонны на квадратный фут. Когда мы размышляем, что лед под таким огромным давлением, с истирающими материалами, лежащими под ним, был вынужден непреодолимой молекулярной энергией подняться по уклону один к семи, совсем не удивительно, что твердый трапп должен быть стерт и исчерчен.

Мы также можем понять, как более мягкие части скалистой поверхности, по которой двигался лед, должны были быть вырыты в полые бассейны. У нас также есть объяснение переноса валунов с более низкого на более высокий уровень, ибо если лед может двигаться с более низкого на более высокий уровень, он, конечно, может переносить валуны вместе с собой.

Значение, которое вышеизложенные соображения о способе передачи тепла через лед имеют для вопроса о причине регеляции, будет рассмотрено в Приложении.

ПРИЛОЖЕНИЕ.

I.

OPINIONS EXPRESSED PREVIOUS TO 1864 REGARDING THE INFLUENCE OF THE ECCENTRICITY OF THE EARTH’S ORBIT ON CLIMATE.[312]

М. ДЕ МЕРЕН.

М. де Мерен в статье в «Мемуарах Королевской академии Франции» [313] «Об общей причине тепла летом и холода зимой, насколько это зависит от внутреннего и постоянного тепла Земли», делает следующие замечания о влиянии разницы расстояния солнца в апогее и перигее:—

«Этот элемент постоянен для обоих солнцестояний; в то время как другие (высота солнца и наклон его лучей) варьируются там в зависимости от местных широт; и есть еще одна особенность, что он стремится уменьшить значение нашего лета и увеличить значение нашей зимы в северном полушарии, где мы находимся, и все наоборот в южном. Заметим, однако, что из этих же расстояний, которые составляют этот третий элемент, рождается отчасти другой принцип тепла, совершенно противоположный, и который, кажется, должен смягчать эффекты предыдущего; а именно, медленность и скорость взаимного видимого годового движения, в силу которого и реального, которое смешивается с ним, солнце тратит на 8 дней больше, чтобы пройти северные знаки. То есть, солнце проводит 186½ дней в нашем полушарии и только 178½ в противоположном полушарии. Что, в общем, не может не распространить немного больше тепла на лето первого и немного меньше на его зиму».

Г-Н РИЧАРД КИРВАН.

«Эпинус [314], рассуждая на астрономических принципах, приписывает более низкую температуру южного полушария более короткому пребыванию солнца в южном тропике, более короткому на семь дней, что создает разницу в четырнадцать дней в пользу северного полушария, в течение которых накапливается больше тепла, и отсюда он делает вывод, что температура северного полушария относится к температуре южного как 189,5 к 175,5, или как 14 к 13». — Труды Королевской ирландской академии, том viii., стр. 417. 1802.

СЭР ЧАРЛЬЗ ЛАЙЕЛЬ.

«До того, как была установлена величина разницы между температурой двух полушарий, она приписывалась астрономами ускорению движения Земли в ее перигелии; вследствие чего весна и лето южного полушария короче почти на восемь дней, чем эти сезоны к северу от экватора. Ощутимый эффект, вероятно, производится этим источником возмущения, но он совершенно недостаточен для объяснения всех явлений. Однако геологу важно помнить, что вследствие прецессии равноденствий два полушария получают попеременно, каждое на период свыше 10 000 лет, большую долю солнечного света и тепла. Эта причина может иногда стремиться уравновесить неравенства, возникающие из других обстоятельств гораздо более влиятельного характера; но, с другой стороны, она иногда должна стремиться увеличить предел отклонения, который производят определенные комбинации причин в отдаленные эпохи». — Принципы, Первое издание, 1830, стр. 110, том i.

СЭР ДЖОН Ф. ГЕРШЕЛЬ, баронет.

Следующее, насколько оно относится к эффектам эксцентриситета, является копией мемуаров сэра Джона Гершеля «Об астрономических причинах, которые могут влиять на геологические явления», прочитанных перед Геологическим обществом 15 декабря 1830 г. — Труды Геол. об-ва, том iii., стр. 293, Вторая серия:—

«... Давайте теперь рассмотрим изменения, возникающие в орбите самой Земли вокруг Солнца от возмущающего действия планет. При этом будет очевидно ненужным рассматривать эффект, произведенный на солнечные приливы, к которым вышеприведенное рассуждение применяется гораздо более убедительно, чем в случае лунных. Поэтому нам остается рассмотреть только вариации в поставке света и тепла, получаемых от Солнца.

Геометры, доказав абсолютную неизменность среднего расстояния Земли от Солнца, казалось бы, должны были сделать вывод, что средняя годовая поставка света и тепла, получаемая от этого светила, была бы такой же неизменной; но более близкое рассмотрение предмета покажет, что это не было бы законным выводом, а что, напротив, среднее количество солнечной радиации зависит от эксцентриситета орбиты и, следовательно, подвержено вариации. Не вдаваясь в настоящее время в геометрические исследования, для целей здесь будет достаточно заявить это как теорему, в которой каждый может легко убедиться с помощью не очень абстрактных геометрических рассуждений, что «эксцентриситет орбиты варьируется, общее количество тепла, получаемого Землей от Солнца за один оборот, обратно пропорционально малой оси орбиты». Теперь, поскольку большая ось, как отмечено выше, неизменна, и, следовательно, конечно, абсолютная длина года, будет следовать, что среднее годовое среднее значение тепла также будет в том же обратном отношении малой оси; и таким образом мы видим, что само обстоятельство, которое при беглом взгляде мы сочли бы доказательством постоянства нашей поставки солнечного тепла, образует существенное звено в цепи строгих рассуждений, которыми доказывается его изменчивость.

«Эксцентриситет земных орбит фактически уменьшается, и так было веками, за пределами записей истории. Вследствие этого эллипс находится в состоянии приближения к кругу, и его малая ось, будучи, следовательно, в состоянии увеличения, годовое среднее значение солнечной радиации фактически находится в состоянии уменьшения.

«Пока это согласуется со свидетельством геологических данных, которые указывают на общее охлаждение климата; но когда мы переходим к рассмотрению величины уменьшения, которое эксцентриситет должен был претерпеть, чтобы дать отчет о вариации, которая имела место, мы должны учесть, что, во-первых, требуется большое уменьшение эксцентриситета, чтобы произвести какое-либо ощутимое увеличение малой оси. Это чисто геометрический вывод, и лучше всего он показан следующей таблицей:—

Eccentricity. Minor Axis. Reciprocal or Ratio

of Heat received.

0·00

1·000

1·000

0·05

0·999

1·002

0·10

0·995

1·005

0·15

0·989

1·011

0·20

0·980

1·021

0·25

0·968

1·032

0·30

0·954

1·048

Из этого следует, что вариация эксцентриситета орбиты от круговой формы к форме эллипса, имеющего эксцентриситет в одну четверть большой оси, произвела бы только вариацию в 3 процента от среднего годового количества солнечной радиации, и эта вариация охватывает весь диапазон планетных эксцентриситетов, от эксцентриситета Паллады и Юноны и ниже.

«Я не знаю, был ли когда-либо определен предел увеличения эксцентриситета орбиты Земли. То, что он имеет предел, было удовлетворительно доказано; но знаменитая теорема Лапласа, которая обычно цитируется как доказывающая, что ни одна из планетных орбит никогда не может существенно отклониться от круговой формы, не приводит к такому выводу, за исключением случая больших преобладающих планет Юпитера и Сатурна, в то время как, насколько теорема доказывает обратное, орбита Земли может стать эллиптической в любой степени.

«В отсутствие расчетов, которые, хотя и выполнимы, я полагаю, никогда не были сделаны [315], и были бы нелегким делом, мы можем предположить, что эксцентриситеты, которые существуют в орбитах планет, как внутренних, так и внешних по отношению к орбите Земли, возможно, были достигнуты, и могут быть достигнуты снова самой Землей. Ясно, что такие эксцентриситеты, существуя, они не могут быть несовместимы с устойчивостью системы в целом, и что, следовательно, вопрос о возможности такой величины в конкретном случае орбиты Земли будет зависеть от конкретных данных, относящихся к этому случаю, и может быть определен только путем выполнения упомянутых расчетов, принимая во внимание одновременные эффекты по крайней мере четырех наиболее влиятельных планет, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна, не только на орбиту Земли, но и на орбиты друг друга. Принципы этого расчета подробно изложены в статье цитируемой работы Лапласа. Но прежде чем приступать к работе, требующей столько труда, совершенно необходимо спросить, какая перспектива выгоды есть, чтобы побудить кого-либо взяться за нее.

«Теперь, конечно, на первый взгляд кажется ясным, что вариация только в 3 процента от среднего годового количества солнечной радиации, и возникающая из крайнего предположения, не дает такой перспективы. Тем не менее, можно было бы утверждать, что эффекты тепла Солнца состоят в поддержании температуры поверхности Земли на ее фактической средней высоте, не выше нуля по Фаренгейту или любому другому термометру, а выше температуры небесных пространств, вне досягаемости влияния Солнца, и какова эта температура — может быть предметом многих дискуссий. М. Фурье считал доказанным, что она не намного ниже температуры полярных регионов нашего собственного земного шара, но основания этого решения кажутся мне открытыми для значительных возражений [316]. Если эти регионы действительно лишены материи, их температура может возникать только, согласно собственному взгляду М. Фурье на предмет, от излучения звезд. Она должна, следовательно, быть настолько ниже той, что обусловлена солнечной радиацией, насколько свет звездной ночи отличается от света самого яркого полудня, иными словами, это должно быть почти полное лишение тепла — почти абсолютный ноль, относительно которого существует так много разногласий, некоторые помещают его на 1000°, некоторые на 5000° по Фаренгейту ниже точки замерзания, и некоторые еще ниже, в каком случае одного процента в среднем годовом количестве радиации было бы достаточно, чтобы произвести изменение климата, полностью соразмерное требованиям геологов [317].

«Не пытаясь, однако, входить далее в запутанные трудности, в которые вовлечен этот вопрос, которые гораздо больше, чем кажутся при беглом взгляде, давайте теперь рассмотрим не средние, а крайние эффекты, которые вариация в эксцентриситете орбиты Земли может, как ожидается, произвести в летнем и зимнем климатах в конкретных регионах ее поверхности, и под влиянием обстоятельств, благоприятствующих разнице эффекта. И здесь, если я не ошибаюсь, окажется, что величина вариации, которую мы не должны колебаться признать (по крайней мере, предварительно) как возможную, может быть продуктивной значительного разнообразия климата, и может действовать в течение больших периодов времени либо для смягчения, либо для преувеличения разницы зимних и летних температур, чтобы производить попеременно, в одной и той же широте любого полушария, вечную весну или крайние превратности палящего лета и суровой зимы.

«Чтобы показать это, давайте сразу возьмем крайний случай орбиты, такой же эксцентричной, как у Юноны или Паллады, в которой наибольшие и наименьшие расстояния Солнца относятся друг к другу как 5 к 3, и, следовательно, радиации на этих расстояниях как 25 к 9, или очень близко как 3 к 1. Чтобы представить, каковы были бы крайние эффекты этой большой вариации тепла, получаемого в разные периоды года, давайте сначала представим в нашей широте место перигея Солнца, совпадающее с летним солнцестоянием. В этом случае разница между летней и зимней температурой была бы преувеличена в той же степени, как если бы три солнца были помещены бок о бок на небесах в первый сезон и только одно во втором, что произвело бы климат, совершенно невыносимый. С другой стороны, если бы перигей был расположен в зимнем солнцестоянии, наши три солнца объединились бы, чтобы согреть нас зимой, и обеспечили бы такой избыток зимней радиации, который, вероятно, более чем противодействовал бы эффекту коротких дней и косого солнечного света, и перебросил бы летний сезон в зимние месяцы.

«Фактическое уменьшение эксцентриситета настолько медленно, что переход от состояния орбиты, такого как мы предположили, к нынешней почти круговой фигуре занял бы свыше 600 000 лет, предполагая, что она равномерно изменяема — это, конечно, не было бы так; когда близко к максимуму, однако, она варьировалась бы еще медленнее, так что в этой точке очевидно, что период в 10 000 лет прошел бы без какого-либо заметного изменения в состоянии данных случая, который мы рассматриваем.

«Теперь это, приняв очень остроумную идею г-на Лайеля [318], было бы достаточно, по причине комбинированного эффекта прецессии равноденствий и движения апсид самой орбиты, чтобы перенести перигей из летнего в зимнее солнцестояние, и таким образом произвести переход от одного к другому виду климата в период, достаточно большой, чтобы дать место для материального изменения в ботаническом характере страны.

«Предположение, сделанное выше, является крайним, но оно не доказано как невозможное, и если бы даже приближение к такому состоянию вещей было возможно, те же последствия, в смягченной степени, последовали бы. Но если, при выполнении расчетов, окажется, что пределы эксцентриситета орбиты Земли действительно узки, и если, при полном обсуждении очень трудного и деликатного вопроса о фактическом эффекте солнечной радиации, окажется, что средняя, а также крайняя температура наших климатов не была бы существенно затронута, — будет по крайней мере удовлетворительно знать, что причины рассматриваемых явлений следует искать в другом месте, чем в отношениях нашей планеты к системе, к которой она принадлежит, поскольку не кажется, что существуют какие-либо другие мыслимые связи между этими отношениями и фактами геологии, кроме тех, которые мы перечислили, наклон эклиптики, как мы знаем, ограничен слишком узкими пределами для того, чтобы его вариация могла иметь какое-либо ощутимое влияние». — Дж. Ф. У. Гершель.

Влияние, которое эта статья могла бы оказать на вопрос о том, можно ли рассматривать эксцентриситет как причину изменений в геологическом климате, по-видимому, было полностью нейтрализовано следующим, которое появилось вскоре после этого как в его «Трактате», так и в «Очерках астрономии», показывая очевидно, что он изменил свое мнение по этому предмету.

«Оказывается, следовательно, из того, что было показано, поставки тепла, получаемые от Солнца, будут равны в двух сегментах, в каком бы направлении ни была проведена линия PTQ. Они будут, действительно, описаны в неравные времена: то, в котором перигей А лежит, в более короткое, а другое в более длинное, пропорционально их неравной площади; но большая близость Солнца в меньшем сегменте компенсирует точно его более быстрое описание, и таким образом равновесие тепла, как бы, поддерживается».

«Если бы не это, эксцентриситет орбиты существенно влиял бы на смену времен года. Колебание расстояния составляет почти 1/30 от среднего значения, и, следовательно, колебание прямой нагревающей способности солнца — вдвое больше, или 1/15 от общего количества... Если бы не компенсация, которую мы только что описали, результатом было бы усиление разницы между летом и зимой в южном полушарии и ее смягчение в северном; таким образом, в одном полушарии возникало бы более резкое чередование климата, а в другом — приближение к вечной весне. Однако в действительности такого неравенства не существует, а обоим полушариям отведено равное и беспристрастное распределение тепла и света». — «Трактат по астрономии», Cabinet Cyclopædia, § 315; Outlines of Astronomy, § 368.

«Поскольку геологами на основании изучения остатков животных и растений прошлых эпох, заключенных в пластах, был признан факт значительного изменения общего климата обширных участков земного шара, если не всей Земли, и уменьшения общей температуры, были предложены различные причины такого снижения температуры... Очевидно, что средняя температура всей поверхности земного шара, поскольку она поддерживается воздействием солнца на более высоком уровне, чем была бы в случае погасания солнца, должна зависеть от среднего количества солнечных лучей, которые она получает, или, что сводится к тому же, от общего количества, полученного за данное неизменное время; а поскольку продолжительность года неизменна при всех колебаниях планетной системы, отсюда следует, что общее годовое количество солнечной радиации будет определять, cæteris paribus, общий климат Земли. Теперь нетрудно показать, что эта величина обратно пропорциональна малой оси эллипса, описываемого Землей вокруг солнца, если рассматривать ее как медленно изменяющуюся; и что, следовательно, при постоянстве большой оси, как нам известно, и при орбите, фактически находящейся в состоянии приближения к кругу, и, следовательно, при увеличении малой оси, среднее годовое количество солнечной радиации, получаемое всей Землей, должно фактически уменьшаться. Таким образом, мы имеем здесь очевидную реальную причину, обладающую достаточной универсальностью и действующую в нужном направлении, чтобы объяснить это явление. Ее адекватность — это другой вопрос». [319] — «Рассуждение об изучении натурфилософии», стр. 145–147 (1830).

СЭР ЧАРЛЬЗ ЛАЙЕЛЬ, баронет.

«Астрономические причины колебаний климата. — Сэр Джон Гершель недавно задался вопросом, существуют ли какие-либо астрономические причины, которые могли бы дать возможное объяснение разницы между фактическим климатом земной поверхности и теми, которые, по-видимому, преобладали в прошлом. Он приступил к этой теме, говорит он, «впечатленный грандиозностью того взгляда на геологические революции, который рассматривает их скорее как закономерные и необходимые следствия великих и общих причин, чем как результат ряда потрясений и катастроф, не подчиняющихся никаким законам и не сводимых к каким-либо твердым принципам». Геометры, добавляет он, доказали абсолютную неизменность среднего расстояния Земли от солнца; откуда, казалось бы, следует, что среднее годовое поступление света и тепла, получаемое от этого светила, должно быть столь же неизменным; но более внимательное рассмотрение предмета покажет, что это не было бы законным выводом, а что, напротив, среднее количество солнечной радиации зависит от эксцентриситета земной орбиты и, следовательно, подвержено изменениям.

«Теперь эксцентриситет орбиты, продолжает он, фактически уменьшается, и так продолжается на протяжении веков, выходящих за пределы исторических записей. В результате эллипс находится в состоянии приближения к кругу, и среднее годовое количество солнечного тепла, излучаемого на Землю, фактически уменьшается. Насколько это согласуется с геологическими данными, указывающими на общее похолодание климата; но остается вопрос, можно ли считать величину уменьшения, которое когда-либо претерпевал эксцентриситет, достаточной для объяснения какого-либо заметного похолодания. [320] Расчеты, необходимые для определения этого пункта, хотя и выполнимы, до сих пор не были сделаны и были бы чрезвычайно трудоемкими; ибо они должны охватывать все возмущения, которые наиболее влиятельные планеты — Венера, Марс, Юпитер и Сатурн — вызвали бы в орбите Земли и в движениях друг друга вокруг солнца.

«Проблема также очень сложна, поскольку она зависит не только от эллиптичности земной орбиты, но и от предполагаемой температуры небесных пространств за пределами земной атмосферы; вопрос, все еще открытый для обсуждения, по которому М. Фурье и сэр Дж. Гершель пришли к совершенно разным мнениям. Но если, говорит Гершель, мы предположим крайний случай, как если бы земная орбита когда-либо стала такой же эксцентричной, как орбита планеты Юнона или Паллада, можно было бы представить, что это приведет к большому изменению климата, при этом зимние и летние температуры в одних и тех же широтах иногда смягчались бы, а в других — усиливались.

«Весьма желательно, чтобы упомянутые расчеты были выполнены, так как даже если бы они доказали, как считает М. Араго весьма вероятным, что среднее значение солнечной радиации никогда не может быть существенно затронуто нерегулярностями в движении Земли, все равно было бы удовлетворительно установить этот факт». — «Основы геологии», девятое издание, 1853 г., стр. 127.

М. АРАГО.

«Могут ли изменения, которым подвергаются некоторые астрономические элементы, заметно изменять земной климат?

«Солнце не всегда находится на одинаковом расстоянии от Земли. В настоящее время его наименьшее расстояние наблюдается в первые дни января, а наибольшее — шесть месяцев спустя, или в первые дни июля. Но, с другой стороны, придет время, когда минимум будет приходиться на июль, а максимум — на январь. Здесь и возникает этот интересный вопрос: — Должно ли лето, подобное тем, что мы имеем сейчас, в котором максимум соответствует солнечному расстоянию, заметно отличаться от лета, с которым совпадал бы минимум этого расстояния?

«На первый взгляд каждый, вероятно, ответил бы утвердительно; ибо между максимумом и минимумом расстояния солнца от Земли существует заметная разница, разница в круглых числах в одну тридцатую от целого. Однако пусть в проблему будет введено рассмотрение скоростей — элементов, которыми нельзя справедливо пренебречь, — и результат окажется противоположным тому, который мы первоначально предполагали.

«Часть орбиты, где солнце находится ближе всего к Земле, является в то же время точкой, где светило движется наиболее быстро. Полуорбита, или, другими словами, 180°, заключенные между двумя равноденствиями весны и осени, будет тогда пройдена за кратчайшее возможное время, когда, двигаясь от одной из конечностей этой дуги к другой, солнце пройдет, вблизи середины этого шестимесячного пути, в точке наименьшего расстояния. Подытожим — гипотеза, которую мы только что приняли, дала бы, из-за меньшего расстояния, весну и лето более жаркие, чем они есть в наши дни; но из-за большей быстроты сумма двух сезонов была бы короче примерно на семь дней. Таким образом, при всех соображениях, компенсация математически точна. После этого излишне добавлять, что точка орбиты солнца, соответствующая наименьшему расстоянию Земли, меняется очень постепенно; и что с самых отдаленных периодов светило всегда проходило через эту точку либо в конце осени, либо в начале зимы.

«Мы таким образом увидели, что изменения, которые происходят в положении солнечной орбиты, не имеют силы изменять климат нашего земного шара. Мы можем теперь спросить, обстоит ли так же дело с изменениями, которые эта орбита испытывает в своей форме...

«Гершель, который недавно занимался этой проблемой в надежде найти объяснение нескольким геологическим явлениям, допускает, что смена эпох могла бы привести эксцентриситет земной орбиты к пропорции орбиты планеты Паллада, то есть к 25/100 большой полуоси. Чрезвычайно маловероятно, чтобы в этих периодических изменениях эксцентриситет нашей орбиты когда-либо испытывал такие огромные колебания, и даже тогда эти двадцать пять сотых (25/100) не увеличили бы среднюю годовую солнечную радиацию более чем примерно на одну сотую часть (1/100). Повторим, эксцентриситет 25/100 не изменил бы каким-либо заметным образом среднее термометрическое состояние земного шара...

«Изменения формы и положения земной орбиты математически неэффективны, или, по крайней мере, их влияние настолько ничтожно, что оно не фиксируется самыми чувствительными приборами. Для объяснения изменений климата, следовательно, нам остаются либо местные обстоятельства, либо некоторое изменение в нагревающей или освещающей способности солнца. Но из этих двух причин мы можем продолжать отвергать последнюю. И таким образом, фактически, все изменения стали бы приписываться сельскохозяйственным работам, расчистке равнин и гор от леса, осушению болот и т. д.

«Таким образом, одним махом ограничить весь земной шар, изменения климатов, прошлые и будущие, пределами естественно очень узкого влияния, которое может оказать труд человека, было бы метеорологическим результатом самой последней важности». — стр. 221–224, Мемуар о «Термометрическом состоянии земного шара», в Edinburgh New Philosophical Journal, том xvi., 1834 г.

БАРОН ГУМБОЛЬДТ.

«Был поднят вопрос, — говорит он, — о том, способно ли возрастающее значение этой эллиптичности в течение тысяч лет изменять в какой-либо значительной степени температуру Земли в отношении суточного и годового количества и распределения тепла? Не может ли частичное решение великой геологической проблемы залегания тропических растительных и животных остатков в ныне холодных зонах быть найдено в этих астрономических причинах, протекающих регулярно в соответствии с вечными законами?... На первый взгляд можно было бы предположить, что наступление перигелия в противоположное время года (вместо зимы, как это имеет место сейчас, летом) должно обязательно вызывать большие климатические изменения; но при вышеуказанном предположении солнце больше не будет оставаться на семь дней дольше в северном полушарии; больше не будет, как это имеет место сейчас, проходить ту часть эклиптики от осеннего равноденствия до весеннего равноденствия за промежуток времени, который на одну неделю короче того, за который оно проходит другую половину своей орбиты от весеннего до осеннего равноденствия.

«Разница температур, которая рассматривается как последствие, ожидаемое от поворота большой оси, в целом исчезнет, главным образом из-за того обстоятельства, что точка орбиты нашей планеты, в которой она находится ближе всего к солнцу, в то же время всегда является той, над которой она проходит с наибольшей скоростью...

«Поскольку измененное положение большой оси способно оказывать лишь очень незначительное влияние на температуру Земли; так же и предел вероятных изменений в эллиптической форме земной орбиты, согласно Араго и Пуассону, настолько узок, что эти изменения могли бы лишь очень незначительно изменять климаты отдельных зон, и то в очень длительные периоды». [321] — «Космос», том iv., стр. 458, 459. Издание Bohn. 1852 г.

СЭР ГЕНРИ Т. ДЕ ЛА БЕШ.

«Мистер Гершель, рассматривая этот предмет глазами астронома, считает, что уменьшение температуры поверхности может возникнуть из-за изменения эллиптичности земной орбиты, которая, хотя и медленно, постепенно становится более круговой. Поскольку до сих пор не было произведено никаких расчетов относительно вероятной величины понижения температуры по этой причине, это в настоящее время может рассматриваться лишь как возможное объяснение тех геологических явлений, которые указывают на значительные изменения климата». — «Геологическое руководство». Третье издание. 1833 г., стр. 8.

ПРОФЕССОР ФИЛЛИПС.

«Температура земного шара. — Влияние солнца. — Нет более верного положения, чем фундаментальная зависимость температуры поверхности земного шара от солнечного влияния.