EN

СЛОВО О М.В. ЛОМОНОСОВЕ КАК ИССЛЕДОВАТЕЛЕ «НЕДРА ЗЕМНОГО»


    Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов, 300-летие которого мы чествуем сегодня, по праву считается основоположником российской науки. Известное высказывание Аполлона Григорьева о другом нашем национальном гении – А.С. Пушкине, характеризующее силу проникновения его в духовность народную, - «Пушкин наше все» - можно отнести и к Михаилу Васильевичу, когда речь касается материй научных. Трудно переоценить все сделанное им в этой области, в том числе и для геофизической науки в России и, прежде всего в Московском Университете.
    М.В. Ломоносов был первым русским ученым, который глубоко заинтересовался физическими процессами, происходящими в основных оболочках Земли. По этому поводу он высказал много интереснейших мыслей, догадок, создал ряд оригинальных геофизических приборов, в том числе и первый гравиметр; проводил натурные исследования, особенно в атмосфере. Он сформулировал ряд геофизических проблем касающихся погоды и климата, течений в океане, землетрясений, тектонической активности, пространственных и временных вариаций магнитного поля и поля тяготения Земли, часть из которых нашла свое разрешение только в конце XIX века.
    В виду ограниченности доклада во времени, очень кратко остановимся на работах М.В. Ломоносова, касающихся «недра земного», как именовал он наиболее недоступную для прямого исследования твердую оболочку Земли. «Велико есть дело достигать во глубину земную разумом, куда рукам и оку досягнуть возбраняет натура, странствовать размышлениями в преисподней, проникать рассуждениями сквозь тесные расселины и вечною ночью помраченные вещи и деяния выводить на солнечную ясность»…- писал он в своем знаменитом трактате «О слоях земных», где изложено, в основном, большинство его соображений о сущности того самого «недра земного». Этот труд М.В. Ломоносова, как считает профессор Г.Г. Леммлейн, написавший предисловие к переизданию его отдельной книгой в 1949 году, – по законченности изложения «…является образцом ранней русской научной литературы.. С несравненным мастерством переходит он (М.В. Ломоносов) от точного и образного описания явлений к строго обоснованным и убедительным их толкованиям» [1]. В справедливости приведенной характеристики труда М.В. Ломоносова автор настоящего доклада убедился лично, когда, прочитав с большим удовольствием «Слои земные» был поражен логичностью и стройностью изложения текста, образностью языка и многообразием оригинальных мыслей М.В. Ломоносова о строении Земли, процессах, в ней происходящих и об её возможной эволюции. Очень сожалею, что познакомился с этим трактатом слишком поздно, поскольку, несмотря на некоторые устаревшие взгляды М.В. Ломоносова, например, на происхождение тепловой энергии в недрах, которое он связывает с выгоранием серы, тщательно это обосновывая, и некоторые другие, - этот труд чрезвычайно полезен не только в фактическом, но, особенно, в методологическом отношении. Прав был академик П.Л. Капица, когда готовя доклад «О творческом непослушании», о взаимоотношении гения и общества и о роли гения в развитии науки, на примере М.В.Ломоносова, записал: «Когда говорят о Ломоносове в наши дни, то обычно говорят о его научных достижениях. Сейчас они нам не только понятны, но наука за эти 200 лет настолько ушла вперед, что кажутся самоочевидными, и, чтобы понять силу гения Ломоносова, нам надо вообразить себя на уровне культуры того времени» [2].
    В науках о Земле, как раз чтение «Слоев земных» и сравнение мыслей в них высказанных с уровнем геологической и геофизической науки того времени, со взглядами на Землю других ученых современников М.В. Ломоносова, как раз открывает силу его гения в этой области.
    Начав трактат с изложения известных на тот момент сведений о земной поверхности и отметив роль воды и ветра в формировании лика Земли, М.В. Ломоносов разделяет формирующие силы на внешние и внутренние и делает вывод о преобладающей роли внутренних сил в образовании гор, вулканов, тектонической активности и происхождении землетрясений, тщательно обосновывая свои выводы  многочисленными примерами. Обсуждая образование гор, он пишет: «Сила, поднявшая таковую тягость, ни чему … приписана быть не может, как господствующему жару в земной утробе». О решающей роли тепла Земли, как внутренней силы, он много рассуждал и в ранее произнесенном им «Слове о рождении металлов от трясения Земли» (6 сент.1757 г): «За истинную и общую причину земного трясения, со всеми почти нынешними и древними философами подземельный огонь признаваю» - и пытался оценить глубину расположения источников этого жара. Опираясь в рассуждениях на проявление тектонической активности, особенно в процессах землетрясения, а также на вулканическую деятельность Земли, он заключает:  «…коль ужасна должна быть глубина оных потаенных пропастей и коль толсты их своды. Простираясь по мере современных трясений иногда до трех тысяч верст, держатся не везде подпорами, то есть подземными горами, но и собственною крепостию и толстотою, которую ежели только в сотую долю положить против обширности, тридцать верст найдем…».  А по поводу толщины сводов, поддерживающих Тибетские горы, М.В. Ломоносов пишет: “… ежели положить только сотую часть их поперечника, то, несомненно, должны быть на 70 верст толщиною, считая большой поперечник Азии в семь тысяч верст» [1]. Приведенные цифры – это средняя толщина континентальной земной коры под платформами и горами, соответственно, подтверждены были геофизическими методами (сейсмологией, гравиметрией) лишь в XX веке. Не удивительно ли?
      Что касается вулканов, которые М.В. Ломоносов связывал с образованием трещин в слоях земных от землетрясений, то они – “… есть не что иное, как трубы или отдушины, коим выходит подземного пожара излишество.” Их долговременное существование Ломоносов также считал доказательством большой глубины “…где жительствует сила возвышающая и опровергающая горы”, то есть “огонь подземельный”. Так, оценив количество вулканического материала, выбрасываемого Этной и Везувием на протяжении веков, он заключает: “ …Толь великое количество естьлибы из самых оных гор, или хотя бы из подземных мест в Неаполе и Сицилии выгорело, то бы конечно уже давно в выеденную под ними пропасть слабые своды провалились, отягощенные вагою самих эти гор…, но безмерна глубина потаенной хляби, и потому своды толщины ужасной не допускают обрушиться оным землям ” [1].
      Рассматривая и подробно обсуждая известные в его время  «огнедышащие горы», частоту их извержений, существование жизни подо льдом в Океане и что “… сам великий Океан внутренней земной теплоты бессомнительный есть показатель … и что дно морское без лучей солнечных от внутреннего земного огня довольно теплоты получает ” – он делает вывод о повсеместном распространении глубинных источников тепла на земном шаре. Однако, по Ломоносову, они расположены неравномерно, и значительно, мощнее и обширнее в местах, где действуют вулканы и, в частности: “…Етна, Везувий, Липара и многие островы на Архипелаге, которые хотя не беспрерывном жаром, однако частым отрыганием пламени из самой глубины ясно показывают, что Тирренское и Эгейское море над подземным огнем разливаются ” [1]. Действительно, во второй половине XX века экспериментально установлено, что тепловой поток под дном этих морей удивительно высокий. Открыты и другие, так называемые, “горячие точки” на поверхности Земли, которые ученые в концепции тектоники плит, связывают с восходящими из больших глубин ветвями конвективных течений в мантии.
      Особенно интересным для геофизиков, изучающих строение Земли и процессы, проявляющиеся в её тектонической активности (образование гор, разломов, извержения вулканов, и др.), являются взгляды М. В. Ломоносова на “ земные трясения”, причину которых он видел в перераспределении глубинной теплоты земного шара. Подразделяя землетрясения на быстрые и “ нечувствительные долговременные”, к которым он относил медленные вековые колебания земной поверхности, проявляющиеся в рождении гор и ущелий, в наклонах земных слоев, в разрывах и сдвигах рудных жил, он выделяет 4 возможных их типа: “Страшное и насильственное оное в натуре явление показывается четырьми образы. Первое, когда дрожит земля частыми и мелкими ударами… Второе, когда, надувшись, встает кверху и обратно перпендикулярным движением опускается… Третие, поверхности земной наподобие волн колебание бывает весьма бедственно, ибо отворенные хляби на зыблющиеся здания и на бледнеющих людей зияют и часто пожирают. Наконец, четвертое, когда по горизонтальной плоскости вся трясения сила устремляется, тогда земля из-под строений якобы похищается…” [1, 3].
В приведенной цитате специалисты сейсмологи легко могут усмотреть образное описание механизмов очага землетрясения. Нужно отметить, что волнообразное движение земной поверхности при землетрясении устанавливается и описывается Ломоносовым в 1757 году, в «Слове о рождении металлов от трясения Земли», несколько ранее, чем Майчелом, которому по обыкновению приписывают это открытие (1760) и задолго до Юнга, второго претендента в западном мире на первенство открытия этого явления.
      Две другие, не менее важные в геофизическом отношении работы Ломоносова, читаны им в публичном заседании Академии Наук 7 мая 1759 года - "Рассуждение о большей точности морского пути" и "Размышления о точном определении пути корабля на море" [3]. Сами названия уже говорят о практической направленности этих исследований, связанных с развитием мореплавания в России, вздыбленной преобразовательской деятельностью Петра Великого.
      В этих работах путем рассуждений, основанных на наблюдениях за поведением стрелки компаса, Ломоносов вслед за У. Гильбертом (1600) приходит к выводу, что Земля - гигантский магнит "из разных великих частей разной доброты составленный или из многих магнитов разной силы в один сложенный, которые по своему положению и крепости сил действуют", - а по сему "то необходимо следует - заключает он, - что на ней, по разности мест разное магнитной стрелки склонение». Временные же вариации направления магнитного поля в данном месте он связывает с меняющимся положением других планет относительно Земли, с возмущающим действием их "магнитной материи".   Для построения магнитной теории и усовершенствования на ее основе точности морского пути он призывает мореплавателей записывать наблюдения "магнитной силы во всех странах", т.е. высказывает идею необходимости геомагнитной съемки с помощью самопишущего компаса (прообраза магнитографа). Именно, в этих работах четко прослеживается принцип методологического обобщения Ломоносова, сформулированный им в первых фразах "Рассуждения"  — "Из наблюдений установлять теорию, через теорию исправлять наблюдения - есть лучший всех способ к изысканию правды".
      В третьей главе "Рассуждения", озаглавленной "О сочинении теории морских течении", стараясь объяснить морские движения или приливы "помешательством в тяготении", т.е. возмущениями гравитационного поля Земли, связанными с относительным движением Луны, Земли, Солнца, Ломоносов описывает способ и прибор для наблюдений за этими возмущениями. Полагая, что под влиянием перемещений морских толщ, вызванных периодическими возмущениями, будет меняться направление силы тяжести, он пытается обнаружить эту "перемену направления к центру падающих вещей" с помощью своего "великого пендула" (маятника). Здесь же описан другой замечательный прибор, предназначенный уже для измерений величины силы тяжести, являющийся, по существу, прародителем семейства первых гравиметров, основанных на статическом принципе. С помощью этого прибора, представляющего модификацию им же разработанного в 1749 г. "универсального барометра", Ломоносов, по его мнению "старался усмотреть, не воспоследуют ли в собственной тягости ртути перемены согласные с переменами вышеописанного отвеса" - т.е. маятника. К сожалению, такого согласия Ломоносов не обнаружил, хотя совершенно правильно предугадал его существование. Две причины помешали ему это сделать: во-первых, недостаточная точность приборов, а во-вторых - несовершенная методика наблюдений, предполагавшая измерения только в одной точке.
      Заканчивая краткий и беглый обзор взглядов М. В. Ломоносова на недра Земли и на процессы в них происходящие, отметим еще раз, что для объективной оценки значительности и важности его научных трудов в этой области, нужно помнить, что творил он во времена, когда не только геофизики, но и геологии, как науки о Земле, еще не существовало. Это был период накопления фактов, простого описания наблюдаемых на поверхности Земли явлений, методы исследования были неразвиты, аппаратурная база отсутствовала, информационный обмен между учеными был минимален. Все приходилось делать самому, опираясь на опыт и догадки предшественников, в чем он немало преуспел, в том числе и в области наук о Земле. И сегодня, в день 300-летия со дня рождения М.В. Ломоносова, здесь, в Московском Университете, справедливо носящем его имя – поклонимся ему.
      
Литература.
1.  М. Ломоносов. О слоях земных. Госгеолиздат, М-Л, 1949, 211 с
2.  Академик П.Капица. О творческом «непослушании», «Наука и жизнь», 1986, №2, с. 80
3. М.В. Ломоносов. ПСС, Из-во АН СССР, т.4,  М-Л, 1955, 830 с.

профессор Г.И. Петрунин

Назад