100 великих географических открытий

В начале XX века английский океанолог Джон Мёррей обобщил: «Глядя на нашу землю… мы можем видеть духовным оком, что она состоит из концентрических сфер, или слоев вещества в газообразном, жидком и твердом или "сверхтвердом" состоянии. Им дали название геосфер, а именно: атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы, тектосферы и огромной центросферы… Взаимодействием этих геосфер с энергией, получаемой из внутренних и внешних источников, можно объяснить все существующие на поверхности нашей планеты явления».

Однако разделение планеты на оболочки – это лишь первое приближение к реальности. Например, магнитосфера или ионосфера, находящаяся на границе воздушной сферы и космического пространства, образует так называемые радиационные пояса, сжатые со стороны Солнца (под напором солнечных излучений) и вытянутые в противоположном направлении. Асимметрично расположена гидросфера: воды Мирового океана сосредоточены преимущественно в том полушарии, где находится Тихий океан.

Земная кора тоже распределена неравномерно. По составу она разделяется на океаническую, более тяжелую и менее мощную, и континентальную. На это одним из первых указал Мёррей. Тем самым удалось выяснить принципиальное отличие прибрежных, или внутренних, морей от океанов, которое заключается в строении и составе земной коры, подстилающей толщу воды.

Дно морей сложено земной корой континентального типа с разнообразными осадочными породами, достигающими большой мощности (десятки километров) и метаморфическими, измененными в глубоких недрах (преимущественно гранитного состава). Дно океанов сложено своеобразной корой океанического типа с тонким однообразным осадочным слоем и плотными массивами горных пород преимущественно базальтового состава.

Среди геосфер Зюсс, а затем Мёррей выделили совершенно особенную, являющуюся средой обитания для живых организмов и местом взаимодействия воздушной, водной и каменной оболочек. Они назвали ее биосферой. Само по себе указание на существование такой сферы еще нельзя считать великим географическим открытием. Но последующая разработка этой идеи имела колоссальное значение для наук о Земле, в первую очередь для географии и экологии.

Вторжение в стратосферу

Мы обитатели дна воздушного океана. Атмосфера обволакивает землю сплошным и достаточно весомым покровом, но для нас он является привычной средой обитания. То, что люди не только почувствовали, но и поняли существование воздуха и его движений, было великим открытием, но вне индивидуальных усилий исследователей.

Наблюдать движения воздуха в нижних слоях атмосферы можно, следя за облаками. А когда мореплаватели освоили практически все акватории в разные сезоны, то были собраны ценные сведения о преобладающих ветрах на обширном пространстве – почти на всей планете.

Однако оставалось совершенно неясно, что же происходит выше самых высоких горных вершин и облаков? Подъемы на обычных воздушных шарах тут помочь не могли. Об этом некоторые теоретики догадывались, но решающие эксперименты воздухоплаватели проводили на себе, рискуя жизнью.

Рекордный подъем в тропосферу осуществили на аэростате английские ученые Глешер и Коксвель в сентябре 1862 года. Утром облачность была небольшая, и они начали подъем. Однако сравнительно быстро облака сгустились, и аэронавты находились в темноте и сырости, среди сплошного слоя облаков. По мере подъема температура опустилась до нуля и продолжала снижаться. Высота была около 8 км. Стало трудно дышать. Сначала он утратил зрение, а вскоре и сознание…

По словам Коксвеля, он больше всего страдал от холода. Ледяная пленка покрыла веревки шара. Руки окоченели. Увидев, что Глешер в обмороке, попытался ему помочь, но не смог сдвинуться с места. Понял, что подъем продолжать нельзя. Из последних сил добрался до веревки, регулирующей клапан, чтобы открыть его. Руки отказались ему служить. Чувствуя, что силы его покидают, вцепился в веревку зубами. Клапан, наконец, открылся. Начался спуск.

Систематические исследования границы между тропосферой и стратосферой на воздушных шарах и шарами-зондами начали с 1893 года французы Эрмит и Безансон. Выяснилось, что температура воздуха понижается лишь до определенной высоты, а затем начинает постепенно повышаться. Впервые было отмечено увеличение в стратосфере концентрации озона.

На шаре с открытой гондолой в 1901 году немецкие ученые Берсон и Зюринг достигли высоты 10 800 м, используя для дыхания специальные приборы.

В самом конце XIX века француз Тейссерен-де-Бор и немец Ассман успешно зондировали высокие слои атмосферы с помощью небольших шаров, наполненных водородом. К ним привязывали самопишущие приборы, отмечающие изменение температуры и давления. Шары поднимались до 30–35 км над уровнем моря. В разряженной среде их оболочка раздувалась и в конце концов лопалась. Приборы опускались на землю на парашюте или специальном дополнительном шаре. При таком способе изучения атмосферы приходилось разыскивать спустившийся «с небес» контейнер с приборами, записями.