Евгений Гернет - Ледяные лишаи

• Название: Ледяные лишаи
• Автор: Евгений Гернет
• Издательство: Наука
• Жанр: Научпоп
• Год: 1981

Эта книга, изданная в 1930 г. очень малым тиражом, долго оставалась мало кому известной. Однако ее выход явился крупным событием в науке; ее автор логически обосновал новую теорию оледенения Земли, заслуживающую пристального внимания. Те же идеи на 25 лет позже были высказаны американскими учеными и получили широкую известность, а многие положения, впервые сформулированные Е. С. Гернетом, стали в настоящее время общепризнанными. Переиздание книги восстанавливает приоритет отечественной науки в важном вопросе ледниковой теории — происхождении и причинах ледниковых эпох. О научном и практическом значении теории Гернета и о ее современном развитии рассказывается в приложении к книге, написанном доктором географических наук О. П. Чижовым.

---

Снегоизбыточный слой окружает весь земной шар: во всех широтах от экватора до полюсов мы наблюдаем покрытые постоянным снегом горы, которые в этом отношении являются чем-то вроде наших площадок. Логика говорит, что раз мы имеем слой, где имеется избыток снега, а рядом слои с его недостатком, то на границе их теоретически должна быть поверхность, где снега выпадает как раз столько, сколько его может растаять. Такие поверхности названы мною верхней и нижней снегонулевыми поверхностями (говоря в дальнейшем просто о снегонулевой поверхности, мы будем всегда подразумевать нижнюю).

С большой вероятностью можно предположить, что в снегоизбыточном слое превышение снегонакопления над таянием не одинаково на разных высотах между нижней и верхней снегонулевыми поверхностями. Весьма вероятно, что избыток снега с высотой сперва возрастает, достигает максимума, а затем уменьшается, пока не сойдет на нет на верхней снегонулевой поверхности. Соединив все точки этого максимума для разных мест Земли, мы получим поверхность, названную мною снегомаксимальной. На наших площадках средней группы мы, вероятно, наглядно увидели бы подтверждение этого предположения.

Существование снегоизбыточного слоя обусловливается, как я уже сказал, избытком выпадения снега над возможностью его таяния. Для образования снега необходимы, понятно, осадки и холод. Если много осадков и мало тепла — это фактор, благоприятствующий обильному выпадению снега и, следовательно, образованию снегоизбыточного слоя. Вместе с тем таяние снега обусловливается, очевидно, теплом. Недостаток тепла, уменьшает таяние снега и, следовательно, опять-таки способствует образованию снегоизбыточного слоя.

Сопоставляя сказанное, мы можем утверждать, что образованию снегоизбыточного слоя способствует влажность климата, холод и еще раз холод. Особенно следует выделить при этом низкую годовую температуру, так как она: а) удлиняет период выпадения осадков в виде снега и б) затрудняет его таяние в теплое время года. Затем — влажность климата, особенно в холодное время года.

Однако, анализируя это положение дальше, нетрудно понять, что не всякий холод одинаково способствует образованию снегоизбыточного слоя. Почти безразлично, выпадал ли снег при средней температуре —30° или —10°, но далеко не безразлично, будет ли в период таяния снега тенденция средней температуры к +30° или +10°. Само собой понятно, что при 30-градусных температурах (зимой и летом) снега растает больше, чем при 10-градусных, хотя средняя температура в обоих случаях получается 0°. Отсюда понятно, что при прочих равных условиях образованию снегоизбыточного слоя способствуют малые годовые амплитуды температуры; надо, однако, сказать, что этот фактор имеет практически второстепенное значение.

Ниже снегоизбыточного слоя, хотя осадков выпадает больше и солнечные лучи доходят более ослабленными (часть тепловых лучей теряется в атмосфере), теплый воздух (и, конечно, солнечные лучи), во-первых, делает то, что все или известная часть осадков выпадает в виде дождя, а не снега, и, во-вторых, интенсивно растапливает выпавший снег. Этот слой атмосферы можно назвать теплоизбыточным слоем.

Выше снегоизбыточного слоя все осадки выпадают, вероятно, в виде снега, ибо теплый воздух там отсутствует, но количество их там значительно меньше, чем в нижних слоях, и солнечные лучи, действуя весьма интенсивно, должны пересиливать незначительное выпадение снега. Этот слой атмосферы можно назвать лучеизбыточным слоем.

Если мы возьмем карту распределения осадков на земном шаре, то увидим, что хотя количество осадков и очень неравномерно распределено на Земле, но связано оно с ветрами, течениями, горными кряжами, свойствами земной поверхности в данной местности и т. д., но, отнюдь, не с географической широтой места. Как в тропиках, так и в умеренном поясе и за полярным кругом мы имеем наряду с местностями, хорошо орошаемыми, районы с весьма малым количеством осадков. Из этого можно заключить, что из факторов, способствующих образованию снегоизбыточного слоя, влажность климата не зависит от географической широты места.

Главный же фактор — температура, как всем известно, от географической широты места весьма зависит; в теплоизбыточном слое тепла тем меньше, чем больше широта, а в лучеизбыточном слое с ростом широты места уменьшается средний годовой наклон солнечных лучей к горизонту.

Из этого следует, что (если не учитывать различий в снегонакоплении) снегоизбыточный слой на экваторе должен во многом уступать в мощности таковому на полюсах, и меридиональный разрез Земли и ее атмосферы покажет снегонулевые поверхности в виде овалов — нижнюю в виде овала, сплюснутого у полюсов, а верхнюю — у экватора. Снегомаксимальную поверхность с некоторой вероятностью можно принять близкой к шаровой, концентричной с земной поверхностью.

Остается сказать несколько слов о теплоизбыточном слое.

Из многочисленных наблюдений выведено, что годовая температура при поднятии на высоту уменьшается на 1° на каждые 200 м высоты, причем вывод этот верен, по-видимому, для всякой географической широты, т. е. не зависит от годовой температуры на поверхности Земли[1]. Так по крайней мере происходит на высотах, доступных человеческому наблюдению, т. е. в теплоизбыточном слое.

Из этого следует, что на нашей нижней группе площадок время нахождения на них снега будет далеко не одинаково; самые нижние площадки могут и вовсе никогда не иметь снега, если площадки подняты в таких широтах, где бывает бесснежная зима; на площадках, помещенных выше, длительность пребывания на них снега будет увеличиваться с высотой; а на самых верхних площадках теплоизбыточного слоя, т. е. тех, которые находятся в непосредственной близости к снегонулевой поверхности, снег за лето будет только-только успевать стаивать, в какой бы географической широте мы не подняли площадки.

Снегонулевые поверхности

Верхняя снегонулевая поверхность, которая нас, кстати сказать, больше интересовать и не будет, от своей формы овала, вероятно, почти не отступает в зависимости от того, что под ней происходит на земной поверхности. Нижняя снегонулевая поверхность нас интересует более, поэтому поговорим о ней подробнее.

Мы уже выяснили, что нижняя снегонулевая поверхность в меридиональном разрезе представляет из себя овал, сплюснутый у полюсов, иначе говоря, снегонулевая поверхность проходит тем ниже над Землей, чем больше широта места. Это, однако, только ее общий характер, зависящий от общего направления главного фактора образования снегоизбыточного слоя — холода.

Рассмотрим теперь подробнее рельеф снегонулевой поверхности. Совершенно понятно, что отклонения годовой температуры в той или другой местности от нормального постепенного уменьшения ее от экватора к полюсам вызовут местные утолщения или утоньшения снегоизбыточного слоя в его нижней части или, иначе, повышения или понижения снегонулевой поверхности. О ее повышении или понижении в зависимости от этого свидетельствуют изотермы. Где изотерма продвинулась к полюсу, мы при прочих равных условиях должны иметь повышение, а где к экватору — понижение снегонулевой поверхности.

Влажность климата, не зависящая от географической широты, но от очень многих местных причин, чрезвычайно неравномерна в разных местах земного шара. Так как влажность климата, мы знаем, является фактором, способствующим образованию снегоизбыточного слоя, то последний должен в зависимости от влажности колебаться в своей нижней части, подымая или опуская снегонулевую поверхность. Откроем карту Земли с нанесенным на ней распределением осадков: всюду, где осадков выпадает много (особенно за зимнее полугодие), мы имеем понижение снегонулевой поверхности тем большее, чем больше показано осадков, наоборот, где их мало, мы имеем повышение снегонулевой поверхности тем большее, чем меньше осадков.

Карта изоамплитуд дает нам возможность судить о том же: где показаны большие амплитуды, можно ожидать некоторого повышения снегонулевой поверхности, а где малые — понижения. Однако относительно этого фактора мы уже говорили, что он имеет второстепенное значение: он несколько поднимает снегонулевую поверхность в высоких широтах (без него она там проходила бы еще ниже) и несколько опускает ее в тропиках и над океанами.

Таким образом, основную форму снегонулевой поверхности дает понижение температуры от экватора к полюсам. Форма эта искажается от совокупности влияний неравномерного распределения осадков на Земле, отклонения изотерм от параллелей, а также амплитуд температуры. Так получается общий основной рельеф снегонулевой поверхности, окружающей Землю.

Этот рельеф, однако, испытывает дальнейшие изменения под влиянием поверхности Земли. Идея этой дальнейшей детализации рельефа снегонулевой поверхности заключается в том, что в зависимости от того, что находится под ней на Земле, необходимая для снегонулевой поверхности (при прочих равных условиях) температура бывает выше или ниже по сравнению с соседними пунктами.