Альфред Лотар Вегенер ( / ˈ v eɪ ɡ ən ər / ; [1] немецкий: [ˈʔalfʁeːt ˈveːɡənɐ] ; [2] [3] 1 ноября 1880 — ноябрь 1930) — немецкий климатолог , геолог , геофизик , метеоролог и полярный исследователь. .
При жизни он был известен прежде всего своими достижениями в области метеорологии и как пионер полярных исследований, но сегодня его больше всего помнят как создателя гипотезы дрейфа континентов , выдвинувшего в 1912 году предположение о том, что континенты медленно дрейфуют вокруг Земли (нем. Kontinentalverschiebung ).
Его гипотеза не была принята официальной геологией до 1950-х годов, когда многочисленные открытия, такие как палеомагнетизм, предоставили весомую поддержку теории континентального дрейфа и, таким образом, существенную основу для сегодняшней модели тектоники плит . [4] [5]
Вегенер участвовал в нескольких экспедициях в Гренландию для изучения циркуляции полярного воздуха, прежде чем существование струйного течения было признано. Участники экспедиции провели множество метеорологических наблюдений и были первыми, кто перезимовал на внутреннем ледниковом щите Гренландии и первыми, кто пробурил ледяные керны на движущемся арктическом леднике.
Альфред Вегенер родился в Берлине 1 ноября 1880 года, младший из пяти детей Рихарда Вегенера и его жены Анны. Его отец был теологом и преподавателем классических языков в гимназии Иоахимстальшен [6] и гимназии Берлина при Грауенском монастыре . В 1886 году его семья приобрела бывший особняк недалеко от Райнсберга , который они использовали в качестве дома для отдыха. [7]
Вегенер посещал школу Köllnische Gymnasium на Вальштрассе в Берлине и получил аттестат зрелости в 1899 году [6] , став лучшим в своем классе. [ необходима цитата ]
Вегенер изучал физику , метеорологию и астрономию в Университете Фридриха Вильгельма в Берлине, закончив два внешних семестра в Гейдельберге и Инсбруке . Среди его учителей были Вильгельм Фёрстер по астрономии и Макс Планк по термодинамике. [8] [6]
С 1902 по 1903 год во время учебы он был ассистентом в астрономической обсерватории Урания . Он завершил докторскую диссертацию на тему применения астрономических данных таблиц Альфонсина к современным вычислительным методам в 1905 году под руководством Юлиуса Баушингера и Вильгельма Фёрстера . [9] Несмотря на то, что он стал доктором наук в области астрономии, Вегенер всегда сохранял сильный интерес к развивающимся областям метеорологии и климатологии , и его исследования впоследствии были сосредоточены на этих дисциплинах.
В 1905 году Вегенер стал ассистентом в Аэронавтической обсерватории Линденберг около Бескова . Он работал там со своим братом Куртом , который также был ученым, интересовавшимся метеорологией и полярными исследованиями. Они оба были пионерами в использовании метеозондов для отслеживания воздушных масс. Во время подъема на воздушном шаре, предпринятого для проведения метеорологических исследований и проверки метода небесной навигации с использованием определенного типа квадранта («Libellenquadrant»), братья Вегенер установили новый рекорд непрерывного полета на воздушном шаре, оставаясь в воздухе 52,5 часа с 5 по 7 апреля 1906 года. [10] Его наблюдения во время его пребывания в обсерватории внесли значительный вклад в область физики атмосферы . [6]
В том же 1906 году Вегенер принял участие в первой из своих четырех экспедиций в Гренландию, позже считая этот опыт решающим поворотным моментом в своей жизни. Экспедицию в Данию возглавил датчанин Людвиг Милиус-Эрихсен , и ей было поручено изучить последнюю неизвестную часть северо-восточного побережья Гренландии. Во время экспедиции Вегенер построил первую метеорологическую станцию в Гренландии около Данмарксхавна , где он запускал воздушных змеев и привязные шары для проведения метеорологических измерений в арктической климатической зоне. Здесь Вегенер также впервые познакомился со смертью в ледяной пустыне, когда руководитель экспедиции и двое его коллег погибли во время исследовательской поездки, предпринятой на собачьих упряжках .
После возвращения в 1908 году и до Первой мировой войны Вегенер был преподавателем метеорологии, прикладной астрономии и космической физики в университете Марбурга . Его студенты и коллеги в Марбурге особенно ценили его способность ясно и понятно объяснять даже сложные темы и текущие результаты исследований, не жертвуя точностью. Его лекции легли в основу того, что должно было стать стандартным учебником по метеорологии, впервые написанным в 1909/1910: Thermodynamik der Atmosphäre (Термодинамика атмосферы), в который он включил многие результаты экспедиции в Гренландию.
6 января 1912 года он представил свое первое предложение о континентальном дрейфе в лекции в Geologische Vereinigung (Геологической ассоциации) в музее Зенкенберга во Франкфурте-на-Майне . Позже в 1912 году он изложил теорию в длинной статье из трех частей [11] и в более кратком резюме. [12]
Планы новой экспедиции в Гренландию выросли из разочарования Вегенера и Йохана Петера Коха неорганизованностью и скудными научными результатами экспедиции в Датчане . Новая датская экспедиция на Землю Королевы Луизы должна была состоять всего из четырех человек, проходить в 1912–1913 годах и иметь Коха в качестве лидера. [8]
После остановки в Исландии для покупки и испытания пони в качестве вьючных животных экспедиция прибыла в Данмарксхавн. Еще до начала поездки к внутренним льдам экспедиция была почти уничтожена отколовшимся ледником . Кох сломал ногу, когда упал в трещину ледника, и провел несколько месяцев, восстанавливаясь в постели больного. Вегенер и Кох были первыми, кто перезимовал на внутренних льдах на северо-востоке Гренландии. [13] Внутри своей хижины они пробурили скважину на глубину 25 м с помощью бура. Летом 1913 года команда пересекла внутренние льда, причем четверо участников экспедиции преодолели расстояние, вдвое большее, чем пересечение южной Гренландии Фритьофом Нансеном в 1888 году. Всего в нескольких километрах от западного гренландского поселения Кангерсуатсиак у небольшой команды закончилась еда, пока они пытались найти путь через сложную ледниковую местность. Но в последний момент, после того как последний пони и собака были съедены, их подобрал на фьорде священник Упернавика , который в это время как раз посещал отдаленную общину.
Позже в 1913 году, после своего возвращения, Вегенер женился на Эльзе Кёппен, дочери своего бывшего учителя и наставника, метеоролога Владимира Кёппена . Молодая пара жила в Марбурге , где Вегенер возобновил свою университетскую преподавательскую деятельность. Там родились его две старшие дочери, Хильда (1914–1936) и Софи («Кете», 1918–2012). Их третья дочь Ханна Шарлотта («Лотте», 1920–1989) родилась в Гамбурге . В 1938 году Лотте вышла замуж за известного австрийского альпиниста и авантюриста Генриха Харрера , а в 1939 году Кете вышла замуж за Зигфрида Уиберрайтера , австрийского нацистского гауляйтера Штирии . [14]
Как офицер пехотного резерва Вегенер был немедленно призван, когда в 1914 году началась Первая мировая война . На фронте в Бельгии он пережил ожесточенные бои, но его срок продлился всего несколько месяцев: после двух ранений он был признан негодным к активной службе и направлен в армейскую метеорологическую службу. Эта деятельность требовала от него постоянных поездок между различными метеостанциями в Германии, на Балканах , на Западном фронте и в Прибалтике .
Тем не менее, в 1915 году ему удалось завершить первую версию своего главного труда «Происхождение континентов и океанов». Его брат Курт заметил, что мотивацией Альфреда Вегенера было «восстановить связь между геофизикой , с одной стороны, и географией и геологией, с другой, которая была полностью разорвана из-за специализированного развития этих отраслей науки».
Однако интерес к этой небольшой публикации был невысоким, в том числе из-за хаоса военного времени. К концу войны Вегенер опубликовал почти 20 дополнительных метеорологических и геофизических работ, в которых он неоднократно отправлялся на новые научные рубежи. В 1917 году он предпринял научное исследование метеорита Трейса .
В 1919 году Вегенер сменил Кёппена на посту главы метеорологического отдела Немецкой военно-морской обсерватории ( Deutsche Seewarte ) и переехал в Гамбург со своей женой и двумя дочерьми. [8] В 1921 году он был также назначен старшим преподавателем в новом Гамбургском университете . С 1919 по 1923 год Вегенер проводил пионерскую работу по реконструкции климата прошлых эпох (теперь известную как « палеоклиматология »), тесно сотрудничая с Милютином Миланковичем , [15] опубликовав Die Klimate der geologischen Vorzeit («Климаты геологического прошлого») вместе со своим тестем Владимиром Кёппеном в 1924 году. [16] В 1922 году вышло третье, полностью переработанное издание «Происхождения континентов и океанов», и началось обсуждение его теории дрейфа континентов, сначала в немецкоязычной среде, а затем и на международном уровне. Большинство экспертов отреагировали резкой критикой.
В 1924 году Вегенер был назначен на должность профессора метеорологии и геофизики в Граце , должность, которая была и надежной, и свободной от административных обязанностей. [8] Он сосредоточился на физике и оптике атмосферы, а также на изучении торнадо . К этому моменту он изучал торнадо уже несколько лет, опубликовав первую полную европейскую климатологию торнадо в 1917 году. Он также постулировал вихревые структуры торнадо и процессы их формирования . [17] Научная оценка его второй экспедиции в Гренландию (измерения льда, атмосферная оптика и т. д.) продолжалась до конца 1920-х годов.
В ноябре 1926 года Вегенер представил свою теорию континентального дрейфа на симпозиуме Американской ассоциации геологов-нефтяников в Нью-Йорке, снова получив отторжение от всех, кроме председателя. Три года спустя появилось четвертое и последнее расширенное издание «Происхождения континентов и океанов».
В апреле–октябре 1929 года Вегенер отправился в свою третью экспедицию в Гренландию, которая заложила основу для Немецкой Гренландской экспедиции , которую он планировал возглавить в 1930–1931 годах.
Последняя экспедиция Вегенера в Гренландию состоялась в 1930 году. 14 участников под его руководством должны были основать три постоянные станции, с которых можно было бы измерять толщину ледяного покрова Гренландии и проводить круглогодичные наблюдения за погодой в Арктике. Они должны были путешествовать по ледяному покрову, используя два инновационных винтовых снегохода , а также пони и собачьи упряжки. Вегенер чувствовал личную ответственность за успех экспедиции, поскольку немецкое правительство выделило 120 000 долларов (1,5 миллиона долларов в долларах 2007 года). Успех зависел от того, будет ли достаточно провизии доставлено из Западного лагеря в Айсмитте («срединный лед», также известный как Центральная станция) для двух человек, чтобы перезимовать там, и это стало фактором в решении, которое привело к его смерти. Из-за поздней оттепели экспедиция отставала от графика на шесть недель, и, когда лето закончилось, люди в Айсмитте отправили сообщение, что у них недостаточно топлива, и поэтому вернутся 20 октября.
24 сентября, хотя указатели маршрута к тому времени были в основном засыпаны снегом, Вегенер отправился с тринадцатью гренландцами и своим метеорологом Фрицем Лёве, чтобы снабжать лагерь на собачьих упряжках. Во время путешествия температура достигла −60 °C (−76 °F), и пальцы ног Лёве были настолько обморожены, что их пришлось ампутировать перочинным ножом без анестезии. Двенадцать гренландцев вернулись в Западный лагерь. 19 октября оставшиеся три члена экспедиции достигли Айсмитте .
Член экспедиции Йоханнес Георги подсчитал, что в Айсмите было достаточно припасов только для троих , поэтому Вегенер и 27-летний уроженец Гренландии Расмус Виллумсен взяли две собачьи упряжки и отправились в Западный лагерь. (Позже Георги обнаружил, что недооценил припасы, и что Вегенер и Виллумсен могли перезимовать в Айсмите. [8] ) Они не взяли еды для собак и убили их по одной, чтобы накормить остальных, пока они не смогли управлять только одними санями. Пока Виллумсен ехал на санях, Вегенеру пришлось использовать лыжи, но они так и не добрались до лагеря. Вегенер умер в своей палатке примерно в 90 милях от Айсмита и был поспешно похоронен с лыжами, воткнутыми вертикально в снег. Виллумсен продолжил свое путешествие, но его больше никто не видел. Шесть месяцев спустя, 12 мая 1931 года, лыжи Вегенера были обнаружены. Участники экспедиции построили пирамидальный мавзолей изо льда и снега, и тело Альфреда Вегенера было похоронено. Вегенеру было 50 лет, он был заядлым курильщиком, и считалось, что он умер от сердечной недостаточности, вызванной перенапряжением . Курт Вегенер взял на себя руководство экспедицией в июле, согласно заранее составленному плану на такой случай. [8] [18] [19]
Вегенер впервые задумался об этой идее, заметив, что различные крупные массивы суши Земли почти подходят друг другу, как пазл. Континентальный шельф Америки близко подходит к Африке и Европе. Антарктида, Австралия, Индия и Мадагаскар подходят к оконечности Южной Африки. Но Вегенер опубликовал свою идею только после прочтения статьи в 1911 году, в которой критиковалась распространенная гипотеза о том, что когда-то Европу и Америку соединял мост суши, на том основании, что это противоречит изостазии . [20] Главным интересом Вегенера была метеорология, и он хотел присоединиться к экспедиции Дания-Гренландия, запланированной на середину 1912 года. Он представил свою гипотезу дрейфа континентов 6 января 1912 года. Он проанализировал обе стороны Атлантического океана на предмет типа горных пород, геологических структур и окаменелостей. Он заметил, что между совпадающими сторонами континентов существует значительное сходство, особенно в ископаемых растениях .
С 1912 года Вегенер публично отстаивал существование «континентального дрейфа», утверждая, что все континенты когда-то были соединены в единый массив суши и с тех пор разошлись. Он предположил, что механизмами, вызывающими дрейф, могут быть центробежная сила вращения Земли (« Polflucht ») или астрономическая прецессия . Вегенер также размышлял о разрастании морского дна и роли срединно-океанических хребтов , заявляя, что «Средне-Атлантический хребет... зона, в которой дно Атлантики, по мере своего расширения, непрерывно разрывается и освобождает место для свежей, относительно жидкой и горячей симы [поднимающейся] из глубины». [21] Однако в своих более поздних работах он не развивал эти идеи.
В 1915 году в первом издании своей книги « Die Entstehung der Kontinente und Ozeane» , написанной на немецком языке, [22] Вегенер собрал доказательства из разных областей, чтобы выдвинуть теорию о том, что когда-то существовал гигантский континент, который он назвал « Urkontinent » [23] (по-немецки «первичный континент», аналогично греческому « Pangaea », [24] означающему «все земли» или «вся земля»). Расширенные издания в 1920-х годах представили дополнительные доказательства. (Первое английское издание было опубликовано в 1924 году под названием « The Origin of Continents and Oceans », перевод третьего немецкого издания 1922 года.) Последнее немецкое издание, опубликованное в 1929 году, раскрыло важное наблюдение, что более мелкие океаны были геологически моложе. Оно не было переведено на английский язык до 1962 года. [22]
Обратите внимание на предыдущих сторонников различных форм континентальной динамики: Авраама Ортелиуса , Антонио Снайдера-Пеллегрини , Эдуарда Зюсса , Роберто Мантовани , Отто Ампферера и Фрэнка Берсли Тейлора .
В своей работе Вегенер представил большое количество наблюдательных данных в поддержку дрейфа континентов, но механизм оставался проблемой, отчасти потому, что оценка Вегенером скорости движения континентов в 250 см/год была слишком высокой. [25] (В настоящее время принятая скорость отделения Америки от Европы и Африки составляет около 2,5 см/год.) [26]
Хотя его идеи привлекли несколько ранних сторонников, таких как Александр Дю Туа из Южной Африки, Артур Холмс в Англии [27] и Милутин Миланкович в Сербии, для которых теория континентального дрейфа была предпосылкой для исследования полярных блужданий, [28] [29] гипотеза изначально была встречена скептически геологами, которые считали Вегенера аутсайдером и сопротивлялись переменам. [27] Немецкий геолог Макс Земпер написал критику теории, которая достигла кульминации в этой насмешке над Вегенером: [30]
«... поэтому можно только просить о соблюдении необходимой дистанции и просить прекратить в будущем почитание геологии, но посещать специализированные районы, которые до сих пор забыли написать над своими воротами: «О святой Флориан, пощади этот дом, другие сожги!» (Макс Семпер, 1917)
Тем не менее, выдающийся швейцарский геолог Эмиль Арган отстаивал теорию Вегенера в своей вступительной речи на Международном геологическом конгрессе 1922 года. [8]
Единственное американское издание работы Вегенера, опубликованное в 1925 году, было написано в «догматическом стиле, который часто является результатом немецких переводов». [27] В 1926 году по инициативе Виллема ван дер Грахта Американская ассоциация геологов-нефтяников организовала симпозиум по гипотезе дрейфа континентов. [31] [8] Оппоненты утверждали, как и лейпцигский геолог Франц Коссмат , что океаническая кора слишком тверда для того, чтобы континенты «просто пропахали ее».
По крайней мере с 1910 года Вегенер представлял, что континенты когда-то соприкасались не на нынешней береговой линии, а на 200 м ниже нее , на уровне континентальных шельфов , где они хорошо совпадали. [27] Одной из причин, по которой идеи Вегенера изначально не были приняты, было ошибочное представление о том, что он предполагал, что континенты соприкасались вдоль нынешней береговой линии. [27] Чарльз Шухерт прокомментировал:
В течение этого огромного времени [раскола Пангеи] морские волны непрерывно обрушивались на Африку и Бразилию, и во многих местах реки приносили в океан огромное количество эродированного материала, однако повсюду географические береговые линии, как говорят, оставались практически неизменными! По-видимому, для Вегенера не имеет значения, насколько тверды или мягки породы этих береговых линий, каковы их геологические структуры, которые могли бы способствовать или замедлять эрозию суши или моря, как часто береговые линии поднимались или опускались и насколько далеко зашла пенепленизация в течение каждого периода континентальной стабильности. Более того, уровень моря сам по себе не был постоянным, особенно в плейстоцене, когда земли были покрыты миллионами квадратных миль льда, образовавшегося из воды, вычтенной из океанов. В экваториальных регионах этот уровень колебался три раза в течение плейстоцена, и в течение каждого периода накопления льда уровень моря опускался примерно на 250 футов [75 м]. [ необходима цитата ]
Вегенер присутствовал на этой лекции, но не предпринял никаких попыток защитить свою работу, возможно, из-за недостаточного владения английским языком.
В 1943 году Джордж Гейлорд Симпсон выступил с резкой критикой этой теории (а также конкурирующей теории затонувших сухопутных мостов) и привел доказательства в пользу идеи о том, что сходство флоры и фауны между континентами лучше всего можно объяснить тем, что это фиксированные массивы суши, которые со временем соединялись и разъединялись периодическими наводнениями, теория, известная как перманентизм. [32] Александр дю Туа написал ответ на это в следующем году. [33]
Альфреда Вегенера ошибочно характеризовали как одинокого гения, чья теория континентального дрейфа встречала широкое неприятие вплоть до его смерти. Фактически, основные положения теории получили широкое признание европейских исследователей уже в 1920-х годах, и дебаты в основном касались конкретных деталей. Однако потребовалось больше времени, чтобы теория была принята в Северной Америке. [8]
В начале 1950-х годов новая наука палеомагнетизм , пионером которой был С. К. Ранкорн в Кембриджском университете и П. М. С. Блэкетт в Имперском колледже, вскоре начала предоставлять данные в пользу теории Вегенера. К началу 1953 года образцы, взятые из Индии, показали, что страна ранее находилась в Южном полушарии, как и предсказывал Вегенер. К 1959 году теория получила достаточно подтверждающих данных, и умы начали меняться, особенно в Соединенном Королевстве, где в 1964 году Королевское общество провело симпозиум по этой теме. [34]
В 1960-х годах произошло несколько важных событий в геологии, в частности, открытие спрединга морского дна и зон Вадати-Бениоффа , что привело к быстрому возрождению гипотезы континентального дрейфа в форме ее прямого потомка — теории тектоники плит . Карты геоморфологии океанического дна, созданные Мари Тарп в сотрудничестве с Брюсом Хеезеном, стали важным вкладом в начинавшийся сдвиг парадигмы . Затем Вегенер был признан отцом-основателем одной из главных научных революций XX века.
С появлением Глобальной системы позиционирования (GPS) в 1993 году стало возможным измерять континентальный дрейф напрямую. [35]
Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Бремерхафене , Германия, был основан в 1980 году в честь столетия со дня рождения Вегенера. Он вручает медаль Вегенера его имени. [36] Кратер Вегенер на Луне и кратер Вегенер на Марсе, а также астероид 29227 Вегенер , полуостров Вегенер в Восточной Гренландии и полуостров, где он умер в Западной Гренландии около Умманнака, 71°12′ с. ш. 51°50′ з. д. / 71.200° с. ш. 51.833° з. д. / 71.200; -51.833 , названы в его честь. [37]
Европейский союз геонаук учредил медаль Альфреда Вегенера и почетное членство «для ученых, которые достигли исключительного международного положения в области атмосферных, гидрологических или океанических наук, определяемых в самом широком смысле, за их заслуги и научные достижения». [38]
