Том Джексон - Взламывая планету Земля

В 1647 году Торричелли умер от тифа, и в следующем году француз Блез Паскаль продолжил его исследования. Он послал своего зятя Флорена Перье в Клермон-Ферран, к подножию Пюи-де-Дом — потухшего вулкана высотой 1460 м. Перье установил один ртутный барометр в городе, где на протяжении всего дня уровень ртути оставался неизменным, а другой такой же прибор взял в горы. Перье педантично замерял уровень ртути по мере своего восхождения и при каждой остановке обнаруживал, что чем выше он поднимался, тем ниже опускался уровень ртутного столба. Как и предполагал Паскаль, атмосферное давление падало с увеличением высоты, поскольку вес воздушного столба уменьшался. Но и на уровне моря давление время от времени колебалось. Падение уровня ртутного столба вскоре связали с периодами переменчивой, дождливой погоды, в то время как высокое давление предвещало погоду тихую и ясную. Однако в то время никто не понимал, почему это происходит.

Ртутная трубка Торричелли стала ключевым инструментом для нового поколения ученых эпохи Просвещения, а технология обработки стекла помогла создать первые точные термометры 50 лет спустя.

Очевидно, что изменения в природе происходят не внезапно. Об их приближении можно догадаться по множеству признаков, за которыми удобнее всего было наблюдать на обширной территории, — тогда прогнозы погоды становились точнее. В 1654 году итальянский герцог и ученый-любитель создал такую систему наблюдения.

Фердинандо II Медичи активно поддерживал развитие новых наук в Италии эпохи Возрождения.

Фердинандо II Медичи, великий герцог Тосканский, жил в Палаццо Питти, роскошном здании в самом сердце Флоренции. Флоренция была центром эпохи Возрождения, и Фердинандо, увлеченный алхимик-любитель, общался с великими художниками, инженерами и представителями нового поколения ученых, такими как Галилей. Его завораживали новые изобретения и чудеса техники: гигрометр, измеряющий влажность; анемометр, измеряющий скорость ветра; барометр для измерения атмосферного давления; термоскоп — грубый прототип термометра. Считается, что Фердинандо, вдохновившись работами Галилея, изобрел термометр Галилея, в котором использовались стеклянные колбочки-поплавки, наполненные спиртом под разным давлением. Эти колбочки плавали в цилиндре с водой, то всплывая к поверхности, то опускаясь, так как с изменением температуры воздуха менялась их плотность. Устройство выглядело красиво, но пользоваться им было неудобно.

Хотя создателями системы наблюдения за погодой считаются Медичи, первым метеорологом — человеком, систематически записывающим метеоданные — был Уильям Мерл. Он работал в Оксфорде в начале XIV века и вел ежедневный учет погоды на протяжении 15 лет. Его записи — старейшая информация такого рода, дошедшая до наших дней.

Фердинандо, один из самых богатых людей во всем мире (хотя богатство династии Медичи уже начинало таять), отправлял свои измерительные приборы в разные города Италии, а также современной Австрии, Франции и Польши, создавая таким образом первые метеостанции. Измерения, собранные в десяти географических точках, отправляли обратно во Флоренцию для анализа в Академии дель Чименто, которую основал брат Фердинандо — Леопольдо. Ее название приблизительно переводится как «академия испытаний» (а вернее, «экспериментов»). Академия могла бы стать первым в мире научным институтом, но Медичи видели в ней скорее клуб, к которому постепенно и вовсе потеряли интерес. Это привело к утрате собранных метеорологических измерений и сделанных на их основе выводов.

Несмотря на то, что начинание Медичи потерпело неудачу, их пример помог создать целую сеть пунктов наблюдения за погодой в другой стране. Очередной прорыв в этой области произошел в 1849 году, когда в Смитсоновском Институте (в Вашингтоне, столице США) для сопоставления метеоданных стали использовать телеграф. Институт был основан в 1846 году, и первым его руководителем был Джозеф Генри, пионер в области электромагнитных технологий и один из изобретателей телеграфа. Ежедневно 150 станций по всей стране передавали сводки, из которых составлялась суточная карта погоды. Она вывешивалась в здании Смитсоновского института, и желающие могли с ней ознакомиться.

В 1669 году датчанин Нильс Стенсен, известный также как Николас Стено, сформулировал четыре основных принципа напластования горных пород, тем самым заложив основу современной геологии.

Интерес Стено к истории Земли и горным породам возник, когда он изучал окаменелости. Спустя несколько лет он создал всеобъемлющую теорию стратиграфии, науки, изучающей земную толщу — пласты горных пород, которые можно увидеть в любом каньоне или местности, подвергшейся сильной эрозии. Он представил теорию в 1669 году в эссе «О твердом, естественно содержащемся в твердом» ( De solido intra solidum naturaliter contento ). В его труде были изложены основные принципы физической геологии, науки, которая рассматривает горные породы, полезные ископаемые и крупные объекты рельефа планеты.

Первым изучать окаменелости под микроскопом начал естествоиспытатель Роберт Гук. В 1665 году он опубликовал свои наблюдения в книге «Микрография». В те времена микроскоп был совсем новым инструментом, и с его помощью Гук увидел сходство структуры живой и окаменелой древесины. Он предположил, что органический материал, погруженный в воду, богатую минеральными веществами, со временем превращается в камень.

В 1666 году Стено препарировал акулу и с удивлением обнаружил сходство акульих зубов и каменистых образований треугольной формы, так называемых камней-языков. Стено заявил, что камни-языки в действительности были зубами живших в древности акул и что ткань тела акулы с течением времени постепенно замещалась минералами. Другими словами, окаменелости были образцами жизни разных исторических эпох.

Первый принцип Стено — принцип суперпозиции: «Во время образования какого-либо слоя под ним находилось другое твердое тело, которое препятствовало дальнейшему опусканию порошкообразного вещества…». Второй — принцип первичной горизонтальности слоев: «Во время образования одного из верхних слоев нижний слой уже приобрел твердую консистенцию…». Следующий — принцип непрерывности слоев по горизонтали: «Во время образования какого-либо слоя он был ограничен сбоку другим твердым телом или же покрывал весь земной шар. Отсюда следует также, что всюду, где заметны обнаженные куски слоев, можно найти их продолжение или открыть другое твердое тело». И наконец, последний — принцип первичных пространственных соотношений: «Во время образования какого-либо слоя лежащее наверху его вещество было целиком жидким и, следовательно, при образовании самого нижнего слоя ни одного из верхних слоев еще не существовало».