Крис Терни - Кости, скалы и звезды. Наука о том, когда что произошло

Несмотря ни на что, теория не сразу нашла приверженцев. На первых порах идея просто зачахла. И только в начале XIX в. дело сдвинулось с мертвой точки благодаря простому швейцарскому альпинисту Жан-Пьеру Перродену, который всю жизнь прожил в Швейцарских Альпах и периодически натыкался на скальные породы, словно изрезанные долотом. Перроден предположил, что это воздействие ледника, проползшего когда-то по ныне свободной ото льда поверхности. В отличие от Куна ему удалось разжечь достаточный интерес общественности, чтобы теория начала разрабатываться. Проявив большую настойчивость, он сумел уломать двух инженеров представить его концепцию на собраниях Швейцарского естественнонаучного общества в 1829 и 1834 гг. Один из слушателей пришел в такое возмущение после доклада, что решил опровергнуть доводы Перродена раз и навсегда. Звали его Луи Агассис. В свои 25 лет он уже считался восходящей звездой швейцарской науки.

Однако надежды Агассиса не оправдались. К 1836 г. результаты полевых исследований, проведенных в горах, кардинально изменили его точку зрения. Теперь он сам убедился, на что способны были древние ледники. На следующий год он занял влиятельную должность, придавшую его словам особый вес: он стал президентом Швейцарского естественно-научного общества. На ежегодной конференции он должен был выступить с докладом об ископаемых рыбах, будучи признанным авторитетом в данной области. Вместо этого он повел речь о «ледниковых периодах», впервые использовав данный термин на научном собрании. Агассис был настолько увлечен концепцией, что для большей убедительности вывел слушателей в горы. Среди прочего он продемонстрировал им борозды, оставленные на поверхности скал, по его предположениям, камнями, вмерзшими в ползущий по местности ледник. Консервативных ученых мужей это зрелище, впрочем, не убедило. Как знать, возражали они, с таким же успехом эти борозды могла оставить груженая повозка.

Однако неудача Агассиса не обескуражила, и в 1840 г. он написал книгу о ледниковом периоде, где выжал из данных всё. Там он доказывал, что жизнь с лица земли стерло стремительное массовое наступление ледников — «Большой ледниковый период». В том же году он выступил в Британии с докладами по теме, радостно рассказывая о мамонтах, которые замерзали в момент гибели. Несмотря на свои крайние взгляды и обвинения в приверженности катастрофизму, ему вскоре удалось привлечь на свою сторону самых выдающихся в то время британских геологов, в том числе Уильяма Бакленда и Чарльза Лайеля, о которых мы еще поговорим (см. главу 10). Автор популярного труда «Основы геологии» Чарльз Лайель принадлежал к ярым сторонникам униформистской теории Хаттона и сначала никак не желал прислушиваться к катастрофистским доводам Агассиса о ледниковом периоде. Однако Бакленду, учителю и наставнику Лайеля, удалось его переубедить. В конце 1840 г. все трое уже выступали единым фронтом. Агассис прочитал доклад на собрании Лондонского геологического общества, где в его поддержку также вышли с докладами Бакленд и Лайель. Ледниковый период вступил в свои права.

Приняв наконец теорию ледниковых периодов, ученые середины XIX в. задались вопросом: что же вызвало наступление ледников?

Прежде чем мы к этому перейдем, освежим в памяти основные принципы обращения Земли вокруг Солнца, которых мы вкратце касались в главе о пирамидах (см. главу 4). Начнем с того, что происходит в течение годового цикла, а потом обратимся к изменениям в масштабе тысячелетий.

Если вы когда-нибудь покупали глобус, наверняка обращали внимание, что ось, на которую он насажен, расположена не вертикально, а под углом. Из всех различных факторов обращения Земли вокруг Солнца именно наклону оси вращения планеты относительно орбитальной плоскости мы обязаны сменой времен года. И эта особенность земной орбиты была открыта первой: александрийским астрономом Эратосфеном, жившим между 276 и 194 гг. до н.э. В данный момент отклонение оси от вертикали составляет 23,5°. Результат можно наблюдать в северном полушарии во время летнего солнцестояния в районе 21 июня: северная часть планеты обращена строго к Солнцу и получает максимальное количество тепла (рис. 7.1). Через полгода наблюдается прямо противоположная картина. 21 декабря, во время зимнего солнцестояния северное полушарие максимально отклонено от Солнца, и из-за этого на Землю попадает минимум тепла.

Рис. 7.1.Факторы, действующие на обращение Земли вокруг Солнца

Важно помнить, что на смену времен года влияет не расстояние до Солнца, а то, куда обращена планета. В настоящее время лето в северном полушарии наступает как раз, когда Земля находится в наибольшем орбитальном удалении от Солнца.

В 1605 г. немецкий астроном Иоганн Кеплер выяснил, как происходит движение Земли вокруг Солнца. Он определил, что планеты, в том числе и Земля, описывают вокруг Солнца не идеальную окружность, как предполагалось в то время, а следуют по вытянутой, эллиптической орбите. До этого люди долго терялись в догадках, почему в одном полугодии дни получаются несколько длиннее, чем в другом. Кеплер же установил, что воображаемая линия, связывающая планету с Солнцем, проходит участок космического пространства за фиксированное время. При этом Солнце слегка смещено от центра описываемой фигуры, поэтому в одном полугодии мы находимся ближе к нашей звезде и под более широким углом и, следовательно движемся быстрее. В европейском календаре это явление никак не отражено, а вот в некоторых районах Индии астрономы, также заметив разницу, сумели создать календарь с месяцами разной длины. Те, что приходятся на время, когда Земля ближе всего к Солнцу, получились короче, и наоборот, чем дальше Земля от Солнца, тем больше дней в месяце.

Довольно рано исследователи поняли, что ключ к тайне ледниковых периодов надо искать как раз в движении Земли по околосолнечной орбите. В 1842 г. первую попытку предпринял французский математик Жозеф Адемар в своей книге «Возмущение моря». Адемар предположил, что в прошлом Земля успела пережить не один ледниковый период, которыми она обязана форме своей орбиты и прецессии равноденствий (см. определение возраста пирамид в главе 4). Из-за формы земной орбиты и некоторого смещения Солнца от центра северному полушарию сейчас достается чуть больше летних дней, чем зимних. В результате, согласно выводам Адемара, в Антарктиде увеличивается число темных зимних ночей, и, получая с каждым годом меньше тепла, она постепенно охлаждается.

За наступление ледникового периода, по мнению Адемара, прежде всего отвечает прецессия равноденствий. Как мы уже говорили выше, в ходе этого процесса меняется ориентация планеты, которая влияет на соотношение времен года при обращении Земли вокруг Солнца в течение цикла в 26 000 лет. Адемар знал, что в настоящее время северное полушарие в летние месяцы наиболее удалено от Солнца, однако через 13 000 лет картина сменится на прямо противоположную. Он утверждал, что в результате этих процессов ледниковый период должен наступать в том полушарии, которое в зимний период наиболее удалено от Солнца. Ледниковые периоды возникают в разных полушариях в разное время.