Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты - [19]
Кропотливые эксперименты Тиндаля в подвальной лаборатории дали результаты, которые могли объяснить самые значительные с точки зрения времени и пространства изменения, происходившие на Земле. Поглощение тепла водяным паром в атмосфере влияет на климат на всей планете. Тиндаль не побоялся подчеркнуть это и в своей лекции, и в статье, в которой обнародовал результаты исследования. Его статья была зачитана вслух перед членами Королевского общества и выбрана в качестве Бейкеровской лекции года, что было особой честью.
Но Тиндаль недолго наслаждался успехом. Вскоре из Германии пришло письмо от немецкого физика Генриха Густава Магнуса, в котором тот заявлял о своем приоритете на открытие. К этому Тиндаль был готов: еще в мае 1859 г. он подал в Королевское общество предварительное уведомление об изучаемой им теме – как раз на такой случай. Хотя в уведомлении не содержалось описания предполагаемых результатов, этого было достаточно для того, чтобы «застолбить территорию». Однако проблема была куда серьезней: полученные Магнусом результаты исследования водяного пара были диаметрально противоположны тем, что получил Тиндаль. Магнус обнаружил, что сухой воздух поглощает больше (не намного, но все же больше) тепла, чем влажный[58].
В ответ Тиндаль вновь с головой погрузился в работу. Исследование уже потребовало от него «огромного и напряженнейшего труда», но это было ничто по сравнению с новым этапом работы, когда над ним довлело присутствие неожиданного конкурента. По словам самого Тиндаля, в своем рвении он доходил почти до религиозного «самоистязания».
В течение следующих четырех месяцев ученый каждый будний день трудился над тем, чтобы доказать неправоту Магнуса. К его облегчению, чем больше он совершенствовал свой метод и оборудование, тем более четко наблюдал обнаруженное им действие водяного пара. Разница между поглощающей способностью лишенного влаги и насыщенного ею воздуха становилась все более очевидной: если первый отклонял стрелку гальванометра всего на 1°, то второй смещал ее на 48° и даже на 50°.
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
