Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Тиндаль разработал новые, более продвинутые способы осушения воздуха. Крупный кусок стекла измельчался в ступке до состояния пыли, которая кипятилась в азотной кислоте, промывалась дистиллированной водой и тщательно высушивалась. Затем эта стеклянная пыль смачивалась чистой серной кислотой и вводилась в U-образную трубку таким образом, чтобы предотвратить любой контакт между серной кислотой и закупоривавшей трубку пробкой, поскольку это могло бы ухудшить результаты осушки воздуха. Для очистки воздуха от углекислого газа использовались измельченный чистый белый мрамор и едкий калий. Таким образом, Тиндаль научился отдельно очищать воздух от влаги и углекислого газа. Он ежедневно готовил новые сушильные трубки, чтобы гарантировать их одинаковую эффективность. Он также усовершенствовал гальванометр, чтобы обеспечить еще более высокую точность измерений.

Но Магнуса не убедили и эти результаты: он заявил, что те вполне могут не подтвердиться на пробах воздуха, взятых не в лаборатории Тиндаля, а в других местах. Тиндаль принял вызов. У него было множество друзей, которые были рады помочь ему. Вскоре он получил образцы воздуха пусть не такого кристально прозрачного, как в Швейцарских Альпах, но все же гораздо более чистого, чем в центре Лондона. Друзья прислали ему воздух из Гайд-парка, Примроуз-Хилл, Хэмпстед-Хит и с Эпсомского ипподрома. Он также получил два образца с острова Уайт, один из них – из парка Блэкгэнг-Чайн. Тестирование этих образцов показало, что все они, будучи насыщенными водяным паром, поглощали в 60–70 раз больше тепла, чем без него. Таким образом, Тиндаль сумел доказать, что его открытие распространяется на любую точку планеты, будь то его лаборатория на Альбемарл-стрит, поросшие лесом холмы Хэмпстед-Хит или Альпы.

Сумев убедить физиков, с метеорологами Тиндаль вел себя куда смелее. Он безбоязненно отсылал их к своим результатам, которые называл не иначе как «абсолютно достоверными». В одной из статей ученый твердо заявил, что «в любом регионе с сухой атмосферой вслед за заходом солнца должно наступать быстрое охлаждение», далее открыто (и даже с некоторым хвастовством) признав, что это «всего лишь теоретический вывод». Тиндаль был уверен в результатах своих лабораторных экспериментов и утверждал, что им не противоречит никакой метеорологический опыт. Открытые в лаборатории законы природы не перестают действовать за ее пределами. Поэтому он с уверенностью заявлял, что 10° «всего земного теплоизлучения поглощается водяным паром, находящимся в пределах трех метров от поверхности земли».

Действительно, его выводы о водяном паре объясняли широкий спектр климатических наблюдений. Например, извилистые ленты облаков над великими реками, такими как Нил и Ганг, повторявшие изгибы их русел, были обязаны своим происхождением «охлаждению насыщенного воздуха над рекой в результате излучения тепла из водяных паров». Это также объясняло наблюдаемую на больших высотах резкую разницу температур между воздухом, который зачастую оставался очень холодным, и поверхностью, которая быстро нагревалась под солнцем. Этот эффект его друг Хукер отметил в Гималаях[59]

, но то же было верно и для Европы. Спускаясь с Монблана по глубокому снегу, можно страдать от слепящего солнца и почти невыносимой жары – несмотря на лежащие вокруг снега и льды. Наконец, это также объясняло, почему в засушливых районах Центральной Австралии суточные колебания температуры в 40° были обычным делом, тогда как в дождливом Лондоне диапазон колебаний был почти в два раза меньше. Соответственно, это объясняло и резкий перепад температур в Сахаре с ее испепеляющей дневной жарой и очень холодными ночами.

Но как бы ни впечатляло представленное Тиндалем объяснение механизма формирования земного климата, не оно было главной целью ученого. Как и в исследовании ледников, предметом его интереса была, прежде всего, молекулярная физика, то, как тепло воздействует непосредственно на молекулы. Говоря о климатических изменениях, ученый подчеркивал, что они раскрывают «влияние атмосферы на солнечное и земное тепловое излучение». И именно тепло было в фокусе его внимания, а атмосфера занимала, главным образом, как препятствие на пути теплового излучения. Эксперименты с газами, проведенные им, были важны тем, что позволяли изучить «более чистый случай молекулярного воздействия», чем это удавалось когда-либо прежде. Он не стремился понять, почему прошлое Земли развивалось так, а не иначе, но хотел узнать, почему «луч тепла останавливается одной молекулой и беспрепятственно проходит через другую».