Дождевая вода, снег, роса, опускаясь на землю, проникают внутрь ее и собираются там в самых глубоких местах ее, откуда проявляются наружу в виде ключей. Естественно, что они принимают температуру пластов земли, через которые они протекают, так что по температуре ключей можно определить температуру земли, из которой они вытекают.
Прощание с «Космосом». Аллегория на смерть Гумбольдта. Гравюра на дереве по рисунку Вильхельма фон Каульбаха 1869 г
Вода, прежде чем польется наружу, может опускаться на значительную глубину и испытать на себе влияние значительной температуры, хотя и несколько охлажденной на обратном пути, может появиться на поверхности земли в виде горячих ключей. Известно, что это не противоречит законам гидростатики, по которым необходимо только, чтобы точка истечения жидкости находилась ниже точки самого высокого уровня ее. Доказательством того, что горячие ключи бьют из значительной глубины, служит и то обстоятельство, что температура артезианских ключей тем выше, чем глубже они. Опыты показали, что на каждые 91– 99 футов углубления температура их воды поднимается на 1 градус Цельсия. Если горячий ключ на пути своем встречает внутри земли разные газы, то, насыщаясь ими, он получает характер минерального источника. Изучив подробно вулканическую деятельность на низшей ее ступени, как она проявляется в так называемых газовых источниках (так Гумбольдт предложил заменить ведущее к заблуждению итальянское слово salsa[73]), и все химические вещества, которые при этом играют роль, он переходит к подробному изучению высшего проявления вулканической деятельности – к настоящим вулканам, которые извергают из себя не только газообразные, но и твердые вещества в расплавленном состоянии, в форме лавы, шлаков, золы, из неизмеримой глубины. При этом он вооружается против общераспространенного обычая, смешивающего вулканы с огнедышащими горами, приписывающего первым форму возвышенностей, отдельно стоящих, с круглым овальным отверстием, между тем как в действительности существуют вулканы, растянутые на протяжении нескольких тысяч квадратных миль, с многочисленными отверстиями, которые, несмотря на это, представляют все-таки один вулкан. К такого рода вулканам Гумбольдт относит: средину мексиканской плоской возвышенности, Кордильеры Новой Гранады и Кито; часть Кавказа между Казбеком, Эльбрусом и Араратом. Гумбольдт в основании своей теории вулканов принимает предположение, что на внутренней стороне земной коры существуют трещины, посредством которых и совершается сообщение между внутренностью земного шара и наружной стороной его поверхности, хотя большая часть этих трещин снаружи закрыта и только некоторые места их открыты или слабо соединены. В этих-то местах и происходят обыкновенно извержения. Поднятие слоев земной коры под вулканом совершается по тем же законам, как поднятие гор вообще, и сам вулкан в большей части случаев (но не всегда) представляет форму конуса или колокола. Переходя затем к рассмотрению высот вулканов, формы их, частого или редкого извержения их, распределения их на земной поверхности, Гумбольдт останавливается на еще действующих и уже потухших вулканах, причем возвращается в «Космосе» к обстоятельству, упомянутому выше, к тому именно, что большая часть их находится вблизи морей. Механические или вернее динамические причины, образующие трещины, через которые морская вода проникает внутрь земли и приходит в соприкосновение с расплавленными частями ее, Гумбольдт искал объяснить образованием морщин, складок верхних частей земной коры, поднятием континентов, а также меньшей толщиной местами самой коры. Он предполагал, что по краям поднимающихся материков, там, где теперь находятся побережья их, образующие более или менее сильные склоны, вместе с одновременным понижением дна морского легче всего должны образоваться трещины, через которые морская вода приходит в соприкосновение с внутренностью земли. Ничего подобного не может произойти в местностях, удаленных от этих поясов опускания материка, или вернее – дна океана, на хребте возвышенностей. Предположение это находит себе еще подтверждение в том, что вулканы тянутся вдоль морских берегов параллельными кругами, часто в два, три ряда, соединенные нередко поперечными возвышенностями, образующими горные узлы. Нередко ряд вулканов, ближайший теперешнему берегу, действует еще, между тем как ряды вулканов более отдаленных от них уже потухли или только изредка проявляют свою деятельность. Из сказанного видно, что Гумбольдт не решался высказать своего мнения насчет исконной причины вулканической деятельности, а ограничивался только указанием обстоятельств, при которых она чаще всего проявляется.
Наблюдения над магнетизмом земли тоже занимали Гумбольдта после возвращения его из Парижа в Берлин. Для получения возможно верных результатов построен был в саду Мендельсона-Бартольди дом, в котором не было и следа железа, которое могло бы повлиять на верность результатов. Тут совершались постоянные наблюдения, и в известные дни, вперед определенные, Гумбольдт делал их одновременно с Райхом, находившимся в фрайбергском руднике, ежечасные наблюдения над уклонениями магнитной стрелки. В результате эти совместные наблюдения показали, что фрайбергская и берлинская стрелка двигались однообразно.
Расширяя эти наблюдения, во времени и пространстве, Гумбольдт предложил в заранее определенные дни делать их ежечасно кроме Берлина и Фрайберга еще в Казани и Николаеве. Они тоже показали, что и предшествовавшие при правильных и даже при неправильных движениях стрелки, условленных влиянием северных сияний, гроз и т. п. Благодаря Гумбольдту наука обогатилась важным результатом, именно: что магнитные явления зависят не только от местных условий, но что в движении стрелки в данном месте отражается состояние земного шара, или по крайней мере значительной части его. Во время путешествия своего по Сибири Гумбольдт тоже собрал богатые материалы для земного магнетизма, появившиеся в летописях Поггендорфа и в Relation historique. К этому же времени относятся и замечательные труды других ученых. Почти одновременно с Гумбольдтом неутомимый Ханстен изучал земной магнетизм в разных пунктах Сибири. Пополняя свои наблюдения трудами Гумбольдта, Росселя, Сэбина, Франклина, Эрмана, он составил (в 1833) первую карту, показывающую точки земного шара, которые представляют одинаковое магнитное напряжение; они обозначены здесь линиями, через них проведенными – изодинамами. Здесь за единицу напряжения принято то напряжение, которое, как было упомянуто выше, найдено было Гумбольдтом в Перу у магнитного экватора, хотя оно, как оказалось впоследствии, не выражает собой minimum’а напряжения, найденного на земном шаре. Сэбин нашел, но уже после Гумбольдта, через 14 лет, что на восток от Бразилии до Борнео напряжение меньше найденного Гумбольдтом в Перу и что абсолютный minimum его находится, по всей вероятности, вблизи Св. Елены. Конечно, если бы Гумбольдту был известен этот факт, то он, без сомнения, принял бы напряжение по соседству Св. Елены за единицу, которое, как сначала предполагали, представляет самую малую величину его. Как ни незначителен кажется в практическом отношении вопрос о том, какая величина магнетизма будет принята за единицу напряжения, в научном отношении он необыкновенно важен. Конечно за исходную единицу можно принять любую величину; необходимо только, чтобы первообраз ее или хорошие снимки с него оставались всегда неизменными. Так, Гумбольдт, определяя магнетизм у экватора, нашел, что его магнитная стрелка делает там известное число колебаний в определенное время, что число этих колебаний увеличивается по мере удаления от экватора. Стрелку эту он привез благополучно в Париж. Тут она была сравнена с другими и затем эти последние можно было употреблять для сравнения, точно так же как первую, принадлежавшую Гумбольдту. Предположим однако, что от высокой температуры или заржавления она изменилась бы настолько, что стала бы показывать иначе. Это было бы все равно, если бы Гумбольдт утратил свою стрелку: тогда все сделанные им магнитные наблюдения не имели бы никакой цены, так как масштаб для сравнения их с другими не существовал бы более.
Так как магнитная стрелка очень легко изменяет свой магнетизм, а с этим вместе и количество колебаний, то из этого уже явствует, как важно иметь возможность во всякое время поверить этот инструмент – не произошло ли в нем какого-либо изменения. Знаменитому Гауссу наука обязана возможностью во всякое время произвести эту проверку. Он показал, что из влияния, оказываемого одной стрелкой на другую, находящуюся под влиянием земного магнетизма, можно вычислить, что из замечаемых явлений составляет принадлежность земли, и что – магнитной стрелки. Этой громадной услуге, оказанной Гауссом науке, последняя обязана тем, что наблюдатель может теперь спокойно доверять своей стрелке, не опасаясь, что вследствие изменений, в ней происшедших, он сделал неверные наблюдения, которые после значительной затраты времени и труда оказываются никуда не годными если наблюдатель знает, сколько он при известном наблюдении должен отнести насчет земного магнетизма, то тут все сводится только на то, какую единицу меры он должен при этом принять для измерения. Если бы он желал принять за эту единицу то действие, которое найдено было Гумбольдтом в Перу, то он встретил бы трудно преодолимое затруднение: так как магнитная сила изменяется и во времени, то та, которую измерил когда-то Гумбольдт, давно уже не существует. Из этого следует необходимость найти такую единицу меры, которую можно бы всегда восстановить, если бы даже прошло много времени от последнего сделанного наблюдения. Такая единица есть абсолютная, в противоположность произвольно принятой (как напр., это сделал Гумбольдт) относительной. Такая абсолютная единица и найдена была Гауссом. Мы заключаем о величине известной силы из действия, которое она оказывает, и если сила порождает движение известного тела, то мы заключаем, что сила тем значительнее, чем значительнее масса этого тела, и чем больше скорость, с которой она движетс