Восхождение в горах и наука



страница1/16
Дата02.05.2016
Размер2.93 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16






ВОСХОЖДЕНИЕ В ГОРАХ И НАУКА
В Древней Греции и в Древнем Риме, как известно, преднамеренных путешествий в горы никто не предпринимал. Но тем не менее один древнегреческий ученый посвятил себя изучению гор. Это был Дикеарх (347-285 гг. до н. э.), один из младших учеников Аристотеля, друг и соученик Теофраста, известного естествоиспытателя, ботаника и метеоролога. Дикеарх известен как географ, историк и философ материалистического направления. Он написал сочинение о высоте гор па Пелопоннесском полуострове, составил географическое описание Греции и «Описание горы Пелион». Эта вершина (1548 м), называемая в наше время Пилион и расположенная в северной Греции, несколько южнее Олимпа, привлекла особое внимание Дикеарха. Он, по-видимому, сам делал восхождение на нее и подробно описал ее склоны и растительность.

Прошло много столетий. Наступил XV век — век Возрождения наук и искусств — увидел очень интересное горное восхождение, предпринятое с целью познания природы. Его сделал один из крупнейших деятелей Возрождения, знаток трудов греческих и римских географов, гуманист, друг Рафаэля и известного издателя той эпохи Альда Мануция — Пьетро Бембо (1470-1547 гг.).

Молодой и любознательный человек в 1495 г. поднялся на огнедышащую вершину вулкана Этна (3318 м над ур. м.) в Сицилии. Свое трудное путешествие на единственную в своем роде по высоте и форме вершину он описал в изданной в 1496 г. книжечке. Большое впечатление на него произвела богатая природа подножий Этны, хвойные леса на ее склонах, похожие на леса северных стран, сменяющиеся выше поясом кустарников и далее обнаженными склонами у вершины.

Бембо рассказал, как он с опасностью для жизни (помня о гибели римского естествоиспытателя Плиния в 79 г. н.э., во время извержения Везувия) подходил к кратерам Этны и обнаружил кроме двух главных еще множество мелких побочных. Бембо красочно описал кратеры, из которых, «как из печи, вырываются сернистые пары» вулкана. Воспользовавшись усилением ветра, относящего газы в сторону, он подошел к одному из кратеров, чтобы собрать образцы горных пород, содержащих серу.

После этого восхождения Бембо предложил свою гипотезу вулканизма: море «прогрызает» тонкий слой пород, отделяющих его от подземного очага огня, и вода, соприкасаясь с раскаленными массами серы и смолы, вскипает и дает взрывы, вызывающие извержения. Эта идея о большой роли воды в вулканизме сохранила свое значение и до нашего времени.

Само собой разумеется, что Альпы, их природа и их география привлекали к себе внимание любителей гор и ученых. Родиной настоящего изучения высоких гор стала Швейцария.

Ревностным исследователем альпийских гор стал цюрихский врач, ботаник, историк и — как это нередко случалось в эпоху Возрождения — универсальный ученый Конрад Гесснер (1516-1565 гг.). Его труды по ботанике и атлас по зоологии, в большой мере основанные на его наблюдениях в Швейцарии, получили огромную известность, так же как и созданный им ботанический сад в Цюрихе.

На страницах его трудов мы находим размышления о происхождении источников и рек и сведения о горных породах — начало науки о горах. Говорят даже, что, изучая минералы Швейцарии, он первый открыл закон постоянства величины углов в кристаллах. Кроме того, он оставил нам описание горы Пилат (2132 м над ур. м.), расположенной близ Люцерна.

В 1541 г. одному из своих друзей он писал, что «отныне столько лет, сколько бог позволит мне жить, я каждый год буду делать восхождение на несколько вершин или по крайней мере на одну, в то время когда цветет больше всего цветов, чтобы изучать их и сочетать большие телесные упражнения с удовольствием для ума. Но в этом ли истинное благословение? Какое восхищение может наполнять ум того, кто с удивлением взирает на обширность огромных горных хребтов и поднимается сам в толщу облаков! Я сам не могу объяснить, как это происходит, но мой дух как бы подавлен чудесами этих высот...»

Примерно в это же время (1545 г.) известный географ и картограф эпохи Возрождения Себастиан Мюнстер нанес на свою карту мира довольно хорошую географическую схему Швейцарии, ее гор, рек и озер.

В XVI в. была предпринята первая настоящая научная экспедиция — на этот раз в восточные отроги Альп, в Австрию, на вершину Эчер (1892 м), расположенную примерно в 90 км к юго-западу от Вены. 11 августа 1574 г. на эту вершину поднялись директор Ботанического сада в Вене, француз по происхождению Шарль Делеклюз (1526-1609 гг.), врач Айхгольц, интересовавшийся поисками новых лекарственных растений, и Фабриций, придворный математик, собиравший материал для составления карты Нижней Австрии. Можно сказать, что это была первая научная экспедиция в горы.

В следующем веке было сделано восхождение хотя и очень несложное, но имевшее огромное значение в науке. Оно было выполнено по идее знаменитого французского физика и философа Паскаля, который разрабатывал новую ветвь науки — гидростатику. Желая доказать, что ртуть в барометре поднимается благодаря давлению воздуха, Паскаль попросил своего зятя Флорина Перье сделать наблюдения с барометром на вершине горы Пюи-де-Дом (1468 м) и у ее подножия, в Клермон-Ферране. Такой опыт, сделанный 19 сентября 1648 г., показал, что давление воздуха на вершине было 628, а у ее подножия — 712 мм ртутного столба.

Этот опыт, который Паскаль назвал «самым доказательным», утвердил в физике понятие о давлении газа и жидкости, известное сейчас каждому школьнику как закон Паскаля.

Стало ясно, что наблюдения с барометром позволяют определить превышение одного места над другим, т.е. производить барометрическое нивелирование в горных странах. Формулу для этого нивелирования вывел в 1686 г. английский физик и географ Э. Галлей, а входящую в эту формулу «барометрическую постоянную» французский математик Лаплас вычислил в 1802 г., сравнив геодезическое и барометрическое определение высот, сделанное опять-таки в горах — в Пиренеях.

После первых успехов горной географии, достигнутых Гесснером и Делеклюзом, ее развитие пошло менее быстро. Лишь XVIII век увидел существенный прогресс в этой области. Любопытна в этом отношении книжка И.Г. Альтмана «Опыт исторического и физического описания гель-ветских ледяных гор» (Швейцарию нередко в старых и в официальных источниках — даже на почтовых марках — называют Гельвецией), изданная в Цюрихе в 1751 и затем еще раз в 1753 г.

В своем посвящении к книге Альтман подчеркнул, что «и строение и достопримечательности этой страны до сих пор еще не совсем известны» и поэтому он постарался собрать с помощью достойных доверия людей сведения о ее природе.

Для наглядности в начале книги был дан рисунок, изображающий мощный Нижний Гриндельвальдский ледник и стоящую над ним вершину Эйгера (3974 м), которую Альтман назвал «страшной» и которая в наше время стала столь знаменитой у альпинистов. Пояснению этого рисунка он отводит целую главу, где упоминает и о временных наступаниях и отступаниях Гриндельвальдского ледника. Большое отступление ледника в 1540 г. он объяснял жарким и сухим летом.

Довольно подробно он сообщает и о лавинах, указывая даже на различие между «грунтовыми», «ударными» и «ветровыми», которые считает самыми опасными из-за большой скорости и неожиданности падения.

Далее Альтман ставит две большие физические проблемы, возникшие из наблюдения в горах. Первая из них касалась свойств льда ледников, считавшегося в ту эпоху более прочным и постоянным, чем обычный лед. Вторая — постепенного накопления льда в горных странах. Не собирается ли там снег и лед из года в год во все большем количестве? Не становится ли при этом мир постепенно холоднее и неподвижнее?..

Немного позднее соотечественник Альтмана О.Б. Соссюр (1740-1799 гг.), физик, геолог, географ, почти такой же многогранный ученый, как его предшественники в эпоху Возрождения, воспользовался возможностями, которые представляет горная страна для изучения множества научных проблем. Его многочисленные наблюдения были собраны в четырехтомном сочинении «Путешествия в Альпах» (1783-1796 гг.).

В 1773 г. он сделал барометрические определения высоты Этны.

Соссюр изобрел первый в науке прибор для определения количества приходящего к нам солнечного тепла — гелиотермометр и сделал с ним наблюдения одновременно на вершине Тэт-де-Краммон (2737 м) и у ее подножия (1220 м), доказав, что лучистое тепло заметно сильнее на больших высотах. Позднее он придумал специальный прибор для оценки прозрачности атмосферы (диафанометр). Идея, что ослабление солнечного луча в атмосфере связано с возникновением голубого цвета неба, и наблюдения, показавшие, что в горах небо более темно-синее, а тени на снегу — почти черные, привела Соссюра к созданию прибора для определения оттенка синевы неба (1788 г.).

Для своих физических наблюдений Соссюр поднимался на Монблан (4810 м), где обнаружил значительное понижение точки кипения воды, уменьшение содержания водяного пара и вместе с тем наличие такого же, как внизу, относительного количества углекислоты.

В XIX в. физическое исследование гор отступило перед их географическим описанием и еще позднее — перед их спортивным освоением.

Огромны были заслуги альпинистов в географическом изучении горных стран. Особенно следует отметить вклад русских и советских альпинистов и ученых в изучение гор Средней Азии. До самой середины XIX в. о горных областях Центральной Азии (кроме их окраины — Гималаев) существовали самые туманные и даже фантастические предположения. Не было известно, какое простирание имеют здесь горные хребты, широтное или меридиональное; есть ли большие ледники; откуда вытекают реки Амударья, Сырдарья, Тарим и другие; не была известна природа, животный мир и население этой области.

Лишь в 1856-1857 гг. географ П.П. Семенов смог проникнуть в Центральный Тянь-Шань и посетить его большие ледники.

В 1902 г. ботаник В.В. Сапожников дал описание живой природы и некоторых географических черт окраин Тянь-Шаня и определил высоту его наивысшей вершины — Хан-Тенгри (6950 м).

Годом позднее немецкий географ и альпинист Г. Мерцбахер посетил Тянь-Шань, описал озеро, названное потом его именем, у конца ледника Инылчек, оценил высоту Хан-Тенгри в 7200 м и поставил его, таким образом, по высоте на первое место после вершин Гималаев и Каракорума.

Несколько медленнее шло исследование Памира, еще менее доступного и требующего более высокой горной квалификации.

В 1878 г. энтомолог В.Ф. Ошанин открыл хребет Петра Первого и ледник (он видел лишь конец его), названный им ледником А.П. Федченко по имени русского ученого, изучавшего природу Средней Азии и незадолго до этого погибшего в Альпах.

До 30-х годов XX в. географы и топографы не были уверены, что в горах Средней Азии есть вершины выше 6000 м.

Понадобилась организация экспедиции, получившей в 1933 г. название «Таджикско-Памирской» (1928-1933 гг.), которая приложила много усилий, чтобы определить направление хребтов, конфигурацию ледников, открыть перевалы и пути к ним. Впервые было дано описание климата этого района, истоков и питания великих азиатских рек.

В работе экспедиции 1928 г. приняли деятельное участие географы СССР и Германии Н.П. Горбунов, К.К. Марков, Д.И. Щербаков, О.Ю. Шмидт, Н.Л. Корженевский, И.Я. Беляев, И.Г. Дорофеев, Г. Фикер, Фин-стервальдер, Н. Циммерман, В. Рикмерс, а также альпинисты А.И. Поляков, С. Ганецкий, В. Недокладов, С.И. Ходакевич, Л.Л. Бархаш, Е. Альвейн, К. Вин, Е. Шнейдер и др. Альпинисты сделали в сентябре 1928 г. восхождение на пик Ленина — высшую из побежденных тогда вершин СССР. Участники экспедиции составили первые подробные, опирающиеся как на точную топографическую съемку, так и на новый тогда метод стереофотограм-метрии (очень удобный и практичный в высоких горах) карты района, была изучена его геоморфология, сделаны магнитные съемки Центрального Памира, при помощи шаров-пилотов были произведены наблюдения за направлением ветров верхней атмосферы (летом высоко над Памиром располагается зона очень сильных, так называемых струйных воздушных течений, порой вызывающая изменения погоды).

Были собраны богатые ботанические коллекции, в том числе коллекция семян разновидностей пшеницы и ячменя, важных для селекции. Собраны также коллекции насекомых.

Одной из больших заслуг этой экспедиции было разрешение загадки, какая же вершина является высочайшей на Памире. Огромную вершину участники экспедиции видели в 1928 г. со стороны ледника Федченко (с востока). Однако тогда они неправильно отождествили ее с пиком Гармо (или пиком Дарваз прежних топографических съемок), известным очень давно и имеющим высоту всего 6595 м. Лишь в 1932 г. альпинисты, поднявшись на северное плечо пика Гармо, смогли доказать, что высочайшая вершина СССР находится в хребте Академии наук в 18 км севернее пика Гармо. Это пик Коммунизма. Первое восхождение на него было сделано позднее.

В 1932 г. с западной стороны пика Коммунизма, на высоте около 6400 м, было обнаружено большое фирновое плато, питающее ледник Фортамбек. Само плато — часть высокогорной платформы, столь типичной для значительной части Памира.

Экспедиция 1932 г. описала как высочайший в СССР меридиональный хребет Академии наук, так и текущий параллельно ему на север ледник Федченко, открытый еще Ошаниным в 1878 г., но пройденный до его верховий — фирнового цирка — только в 1928 г. Ледник Федченко относится к разветвленным ледникам памирского типа — это величайший в мире долинный ледник.

Исследование его бассейна поставило большую проблему — выяснить, как в этой области Азии, окруженной со всех сторон наиболее засушливыми и безводными районами земного шара, возникло и сохраняется огромное оледенение.

Для решения этой проблемы и многих других в 1932-1933 гг. была построена на морене ледника Федченко, на высоте 4170 м, самая высокогорная в то время метеорологическая постоянная станция. Она работает и до сих пор. Благодаря ей и ряду экспедиций, организовывавшихся с участием альпинистов Средней Азии, в особенности в период Международного геофизического года, ледник Федченко изучен лучше всех ледников земного шара. Описан его климат, измерено количество тепла, вызывающее таяние льда (из-за огромной прозрачности воздуха солнечная радиация тут сильнее, чем где-либо на земном шаре, — до 1,82 калорий на кв. см/мин.), осадки и, наконец, количество талой воды, стекающей с него в р. Сельдару. Доказано было, что за 1928-1958 гг. уровень льда в нижней части ледника понизился на 30 м, язык ледника отступил на 340 м и ледник потерял 1,25 куб. км своего объема.

Таджикско-Памирская экспедиция разведала минеральные богатства Памира, в том числе обширные золотоносные районы.

Во всем этом, по свидетельству Д.И. Щербакова, «молодые работники, хорошо подготовленные суровой школой альпинизма, воодушевленные энтузиазмом... оказывали незаменимую помощь ученым-специалистам как на больших высотах, так и в обычной экспедиционной обстановке».

Почти одновременно с памирской экспедицией в 1929 г. был организован ряд экспедиций (правда, менее многолюдных и универсальных) украинских альпинистов в Тянь-Шань под руководством М.Т. Погребецкого. Параллельно с ним работала и группа их московских товарищей под руководством Л. Мысовского. Здесь альпинисты уже явились инициаторами и организаторами изучения малоизвестной горной страны. Первой целью их был пик Хан-Тенгри. В 1929-1930 гг. они разведали путь к нему по одному из крупнейших в СССР леднику — Инылчек. В 1931 г., используя «гималайский» метод — устройство последовательных лагерей на все возрастающих высотах, — Погребецкому удалось достигнуть вершины, откуда огромная система Тянь-Шаня была видна, как на ладони, вплоть до ледника Звездочка, расположенного у подножия пика Победы, второй по высоте вершины Советского Союза.

В последующие годы начались физические, метеорологические и биологические наблюдения на Эльбрусе — высочайшей вершине Кавказа и Европы (5650 м). «Поставив» Эльбрус отдельно от Главного Кавказского хребта и сделав его склоны сравнительно пологими и доступными, природа как бы создала идеальную базу для разнообразных геофизических наблюдений. Она, правда, затруднила наблюдения необычайно суровым климатом этой части Кавказа, где огромное оледенение — более 140 кв. км ледников — создает благоприятные условия для метелей и резких понижений температуры.

Первая метеорологическая станция «Кругозор» на южном склоне Эльбруса была организована в 1932 г., а зимой 1933-1934 гг. начала работать станция «Приют девяти» (4250 м), где наблюдения вели В. Корзун, А. Гусев и радист А. Горбачев, сумевший наладить регулярную передачу данных станции на Большую землю. Благодаря этой станции, проработавшей до 1942 г., наука получила ясное представление о суровом климате этой высокогорной области, где ветер достигает 60 м/сек и температура может опускаться до — 35° и ниже, где грозы, летние и зимние, разряжаются и выше и ниже станции, порождая и молнии и «тихие» коронные разряды на приборах метеорологической площадки.

В 1934-1935 гг. была организована «Эльбрусская комплексная научная экспедиция» (ЭКНЭ) Академии наук СССР. Многочисленные наблюдения — физические, метеорологические, биологические и др. — велись на очень больших высотах, вплоть до «седловины» между двумя вершинами Эльбруса (5320 м), где давление воздуха наполовину ниже нормального, что затрудняет дыхание и вызывает у человека приступы горной болезни. Тем не менее на Эльбрусе удалось сделать много замечательных наблюдений. П.А. Черенков и И.М. Франк (впоследствии лауреаты Нобелевской премии) открыли, что явление «ливней» космических лучей значительно усиливается с высотой и связано с сильно поглощаемыми в атмосфере «медленными» частицами, приходящими из космоса. Они же вместе с А.А. Лебедевым и И.А. Хвостиковым впервые в СССР сделали наблюдения за «свечением ночного неба» (оно хорошо видно в очень чистой и прозрачной атмосфере над Эльбрусом) — слабого, но замечательного явления, свидетельствующего о присутствии в атмосфере на больших высотах атомарного кислорода.

М.А. Константинова сделала и первые в СССР химические наблюдения за атмосферным озоном, которые вместе с оптическими наблюдениями за озоном, проведенные С.Ф. Родионовым и В.В. Балаковым, доказали, что концентрация озона на больших высотах значительно выше, чем внизу. Н.А. Ремизов обнаружил, что содержание ионов в воздухе высокогорья, в особенности положительных ионов, значительно повышено, хотя электрическое поле атмосферы там и нормально, и высказал гипотезу о зависимости горной болезни от положительной ионизации атмосферы. Многочисленные наблюдения за распространением ультракоротких радиоволн доказали его зависимость от метеорологических условий и опровергли старую гипотезу о дифракции этих волн у хребтов и вершин. Много потрудились и биологи, изучавшие как влияние высоты на организм, так и приспособляемость его к трудным условиям недостатка кислорода и повышенной солнечной радиации. Изучена была и приспособляемость к усиленной мышечной работе, о которой свидетельствовало обнаруженное Г. Владимировым и З. Райко повышенное содержание молочной кислоты в крови на больших высотах.

Метеорологи в долине Баксана наблюдали и подробно описали явление горно-долинной циркуляции воздуха.

В районе притоков Баксана в 1940-1941 гг. под руководством И.С. Стекольникова было сделано исследование молний в горах. Вершины Кавказа стали лабораторией больших электрических разрядов. На вершинах от 3000 до 4370 м установили специальные молниеуловители, которые зарегистрировали 17 ударов молний и отметили, что сила тока молнии высоко в горах сравнительно невелика — не более 2,5 тыс. ампер, но вероятность удара очень значительна.

Геологи экспедиции вместе с альпинистами в 1935 г. около Тырныауза, в среднем течении Баксана, на высотах более 3000 м обнаружили и описали большие залежи молибденовых руд.

Опыт, собранный учеными на Эльбрусе, оказался полезным, когда встала гораздо более обширная и трудная, но во многом сходная научная проблема — исследование Антарктиды — огромного ледяного материка, по высоте немного уступающего Эльбрусу, но по обширности оледенения — в десятки тысяч раз превышающего его. В 1954 г. СССР организовал постоянную «Комплексную Антарктическую экспедицию» (КАЭ), в которой вместе со многими известными учеными и полярниками деятельное участие приняли и альпинисты-ученые — А.М. Гусев, В.С. Пелевин, Ю.Н. Губанов, В.К. Ноздрюхин и др.

На первых порах КАЭ ее консультантом по альпинизму и горно-лыжной технике стал А.М. Гусев — бывший зимовщик метеорологической станции «Приют девяти» и первый альпинист, совершивший в январе 1934 г. зимнее восхождение на Эльбрус. Он принял участие в постройке главной советской базы в Антарктике — «Мирного», открытого в январе 1956 г., а позднее возглавил работу постоянной научной станции уже на ледниковом щите, получившей название «Пионерская».

Говоря о научных работах, сделанных на Памире, Кавказе и в Антарктике, нельзя не вспомнить и о сходных в некоторой мере работах 1938-1963 гг. Швейцарского института альпийских исследований (ШИАИ), уделившего большое внимание географическим исследованиям еще не изведанных горных областей от Арктики до Гималаев, охране природы, изучению физиологии человека на высотах и другим проблемам.

В заключение мы остановимся лишь на проблеме гляциологии — на таянии ледников и их современных изменениях.

Мы уже упоминали об отступании многих ледников Средней Азии, замеченном как альпинистами, так и гляциологами. Оно свидетельствует главным образом или о потеплении, или об усыхании климата этой страны.

Альпинисты — и среди них В.К. Ноздрюхин — внесли немалый вклад в изучение динамики ледников. Их «атаке» подвергся, например, ледник Абрамова на южном склоне Алайского хребта, ставший как бы образцовой ледниковой лабораторией Международного гидрологического десятилетия. На нем Ноздрюхин в 1969 г. наблюдал и описал характерное для ледников Средней Азии явление — интенсивно происходящее в течение лета оседание на поверхности льда пыли окрестных пустынь (до 13-17 г пыли на 1 кв. м за лето), распространяющейся вплоть до самых больших высот. Эта осевшая на лед пыль усиленно поглощает солнечное тепло, способствует таянию ледника и увеличивает расход воды в вытекающей из него Коксу. Наблюдения показали, что и ледник Абрамова отступает и сокращается, как и ледник Федченко и многие другие. Чтобы оценить скорость этого характерного для Средней Азии процесса, В.И. Рацек объединил наблюдение на местности (специальные вехи и отметки, топографическая съемка и пр.) с результатами неоднократной начиная с 1945-1946 гг. аэрофотосъемки ледников. Описав большое число ледников, В.И. Рацек обнаружил бурно развивающийся общий процесс отступания и разрушения ледников Средней Азии, охватывающий прежде всего языки больших ледников, иногда на протяжении 20 км. Некоторые из них за истекшие четверть века «омертвели» уже на 12-17%. Этот процесс может сказаться позднее и на сокращении стока рек, орошающих большие оазисы Средней Азии.

Вместе с общим отступанием (охватившим также и Кавказ, где наиболее яркий пример разрушения ледника Кашка-Таш недавно подробно описал А.С. Зюзин) обнаружилось также и стремительное наступание некоторых ледников. В описании этого явления, физические причины которого все еще загадочны, альпинистам принадлежит большая роль (наблюдения в 1963 г. за наступанием ледника Медвежий в районе Абдукагора; см. «Побежденные вершины», 1961-1964 гг.).

В октябре 1969 г. подобное же явление наблюдалось на леднике Колка в районе Казбека. Первые признаки наступания были замечены 28 сентября, а уже в первой половине октября ледник продвинулся на 1,5 км вниз по ущелью, перекрыв ледник Майли,— так велика была его скорость. Позднее, к январю, Колка продвинулся на 5 км, вынеся более 60 млн. куб. м льда. Сходное явление американские альпинисты наблюдали и на леднике Фокса в бассейне Юкона на Аляске.

Эти примеры показывают, что и в современную эпоху в исследовании горных стран активно участвуют и альпинистские экспедиции.



Экспедиции

ВЛ. СОЛОННИКОВ


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница