В. А. Тихонравов альпинистские итоги 1951 года



бет16/28
Дата21.06.2016
өлшемі7.86 Mb.
#152012
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   28

ВЫВОДЫ

Средневысотные горы Средней Азии в зимнее время лавиноопасны1. Нужно систематическое изучение ла­винной опасности в связи с промышленным освоением средневысотных районов. Первой стадией работ будет картирование площадей возможных лавиносборов и конусов выноса, направления падения лавин с расче­том дальности их выброса.

Правила технической эксплуатации промышленных предприятий, расположенных в горных местностях, должны регламентировать строительство, работу и пе­редвижение людей в районах, подверженных лавинной опасности.

Кок-Янгак.
ЛИТЕРАТУРА


  1. Макеева А.Д. Время наступления месячного максимума атмосфер­ных осадков на территории Средней Азии и Южного Казахстана. «Труды Узбек­ского географического общества», т. X (XXI), Ташкент, 1948.

  2. Малеинов А.А. Лыжные походы в горах. «Физкультура и спорт», М., 1948.

  3. Суслов С.П. Физическая география СССР. Учпедгиз, 1947.

  4. Тушинский Г.К. Лавинная опасность. «Побежденные вершины».
    «Ежегодник советского альпинизма», год 1949, Географгиз, 1949.



Е.Н. ПАВЛОВА, М.С. СОМИНСКИЙ

НАУЧНАЯ РАБОТА НА ЭЛЬБРУСЕ

Большинство наших альпинистов на заре своей спортивной деятельности непременно побывало на Эльбрусе, надолго запомнив его огромные фир­новые поля, древние выбросы лавы восточной вершины и вид чуть ли не на весь Кавказ с высоты 5600 метров. Кое-кто, быть может, запомнил и жестокие приступы горной болезни, помешавшие в полной мере насладиться красотами горного утра при выходе к Седловине, и упорные снежные бураны, за­ставлявшие днями сидеть на «Приюте 11», дожидаясь восхождения. Для многих Эльбрус был первой сту­пенью на пути к первому значку «Альпинист СССР». Уходя на новые, более сложные восхождения, альпи­нист видел вдали гигантские белые конусы Эльбруса, заметные отовсюду с высоты 3000 метров.

Но Эльбрус — не только «приготовительный класс» школы советского альпинизма. В течение многих лет он был и остается большой высотной лабораторией, в которой ведется интенсивная научная работа. Здесь сделаны крупные научные открытия, проведены слож­нейшие исследования под непосредственным руковод­ством видных советских ученых, участников ежегод­ных комплексных экспедиций.

***


Идея комплексной экспедиции в высокогорье роди­лась у небольшой группы ленинградских ученых, фи­зиков и биологов, проводивших разведывательные работы в 1933 г. в Домбае, и была горячо поддержана академиком С.И. Вавиловым. По мысли инициаторов, экспедиция должна была объединить все научные проблемы, так или иначе связанные с необходимостью работы на большой высоте: исследование космических лучей, проблемы атмосферной оптики и актинометрии, изучение облаков, горного климата, различные вопросы высотной физиологии, исследование горной болезни, наблюдения за радиосвязью в горах и т.п.

Эльбрус, пожалуй, — единственное место, пригодное для работ столь широкого масштаба. Большая высота при сравнительной доступности, возможность исполь­зования вьючного транспорта выше границы вечных снегов, близость к культурным центрам — таковы об­щеизвестные преимущества Эльбруса. Каждой из науч­ных групп Эльбрус готов был предоставить то, в чем она нуждалась. Физики, изучающие космические лучи, получали необходимый им диапазон высот. Оптики и астрофизики — прозрачный воздух высокогорья, ко­торый делает доступными для изучения явления, происходящие в верхних слоях атмосферы и ненаблю­даемые на равнине. Физиологи могли изучать действие высоты на организм человека в реальных условиях жизни и работы в горах. Метеорологи наблюдали рож­дение облаков и туманов в самом месте их возникно­вения. Радиофизики изучали радиосвязь на разных вы­сотах и разнообразном рельефе. В 1934 г. широкая программа работ высокогорной комплексной эльбрусской экспедиции, составленная под руководством ака­демиков С.И. Вавилова и А.Ф. Иоффе, была утверж­дена президиумом Академии наук СССР.

В июне 1934 г. в Терскольском лесу у подножия Эльбруса зашумели грузовики, задымили походные кухни, под соснами раскинулся небольшой палаточный лагерь. С машин снимали необычные грузы, приборы разнообразного назначения и размера, точные и хруп­кие, о чем красноречиво свидетельствовали надписи на ящиках: «Осторожно! Не бросать!» Трясясь на маши­нах по Баксанскому ущелью, сотрудники экспедиции заботливо придерживали на коленях наиболее хрупкие приборы, многие из которых впервые покинули удоб­ные лабораторные столы для путешествия по горным дорогам. Скоро в Терсколе уже кипела работа. Актинометристы и физиологи проводили измерения, кото­рые являлись первым этапом в исследовании климати­ческого фактора и состояния организма в зависимости от высоты. Физики подготовляли научные грузы для транспортировки на следующую высотную точку, Кру­гозор.

Среди приехавших тогда в Терскол научных работ­ников было много ученых, ныне широко известных в своей области: физики — А.А. Лебедев (ныне ака­демик), Н.А. Добротин, С.Ф. Родионов, Б.С. Черен­ков, И.А. Хвостиков, И.М. Франк; физиологи — Г.Е. Владимиров и А.П. Жуков; биофизик Г.М. Франк. Было много молодежи, впервые попав­шей в горы и с увлечением приступившей к работе в необычных условиях среди вечных снегов, скал и ледников.

Вскоре началась переброска научного оборудова­ния на Кругозор и «Приют 9». В 1934 г. еще не было проложено дороги мимо Терскольского пика, по кото­рой теперь можно за 1-1,5 часа подняться на авто­машине до высоты 3 800 м, откуда уже рукой подать до «Приюта 11». Вьючная тропа вела через лес и по­ляну Азау к базе «Старый Кругозор» (3000 м); даль­ше, по гребню морены и через трещины ледника Малый Азау, тропа выводила на снежное плато, в конце кото­рого, на фоне белых конусов восточной и западной вершин Эльбруса, виднелся домик «Приюта 11» и немного восточнее у небольших скал — метеостанция «Приют 9».

На Старом Кругозоре, на площадке, возвышаю­щейся над долиной р. Азау, рядом с туристской базой, был разбит второй лагерь экспедиции. Здесь в 1934 г. велись оптические работы под руководством А.А. Ле­бедева. Спектрографы и монохроматоры были установ­лены на камнях морены, скрепленных цементом. В па­латках разместилась биохимическая лаборатория Г.Е. Владимирова со сверкающими стеклом приборами. Рядом группа С.Ф. Родионова установила на полевых штативах камеры со сверхчувствительными фотоэле­ментами, счетчиками фотонов для измерения коротко­волновой солнечной радиации.

***

Закончив наблюдения на Кругозоре, большинство научных групп перенесло работу на следующую высот­ную точку, «Приют 9». Здесь, на высоте 4250 м среди фирновых полей разместился рядом с домиком зи­мовки небольшой палаточный лагерь на скалах. Уста­новки размещались частью под легкими фанерными навесами. Иногда во время бурана их заносило снегом; это не приносило большого вреда приборам, но сильно досаждало членам экспедиции. Ночевали сотрудники в палатках, в непогоду ходили греться в крошечный домик зимовки, где всегда царили образ­цовый порядок и чистота, а гостей радушно встречали зимовщики — В.Б. Корзун, А.А. Горбачев, А.М. Гу­сев. В конце экспедиции состоялся первый поход уча­стников экспедиции на восточную вершину Эльбруса. Для первого раза не обошлось без неприятностей: хотя все участники взошли на вершину, но один из них так сильно отморозил ноги, что его пришлось транс­портировать в Нальчик.



В результате первой экспедиции были выполнены такие интересные и новые исследования как открытие суточных вариаций свечения ночного неба, измерение спектральной прозрачности туманов, определение тол­щины озонного слоя в стратосфере и т.д. Экспедиция показала эффективность комплексного метода работы в высокогорных условиях и выявила все преимущества Эльбруса как базы для широко поставленной научной работы. С 1934 г. здесь началась систематическая, ши­роко планируемая работа в самых разнообразных областях науки, давшая стране множество важных и ценных исследований.

Ежегодно в течение шести лет в начале июня соби­рались на склонах Эльбруса научные работники Моск­вы, Ленинграда, Киева, Одессы и других городов; начиналась дружная, оживленная, ударная по своим темпам работа. «Потолок» экспедиции быстро повы­шался; уже в 1935 г. начались систематические работы на Седловине (5320 м), а в 1936 г. ряд опытов был поставлен и на восточной вершине (5595 м). На лет­ние месяцы склоны Эльбруса превращались в гран­диозную лабораторию, где работало до сотни научных работников.

За шесть лет, с 1934 по 1940 г., гора постепенно обживалась. Силами ТЭУ ВЦСПС под руководством мастера спорта Н.М. Попова была проложена авто­мобильная дорога мимо Терскольского пика до начала ледника (высота 3900 м). Здесь в 1939 г. отсижива­лись в палатке застигнутые непогодой два сотрудника экспедиции, сопровождавшие научное оборудование на «Приют 9»; этот маленький лагерь, просуществовавший 5 дней, шутя назвали «Ледовой базой». Теперь на этом месте стоит деревянный дом. Ледовая база стала од­ним из важных промежуточных пунктов экспедиции. Лагерь экспедиции на «Приюте 9» постепенно превра­тился в «поселок» утепленных фанерных домиков, окружавших метеостанцию.

В 1939 г. на «Приюте 11» был построен трехэтаж­ный, обтекаемой формы отель с паровым отоплением и электрическим освещением. Часть помещения была отведена экспедиции, и перед войной на высоте 4200 м работы велись в удобных, хорошо оборудованных ла­бораториях.

На Седловине приходилось работать, конечно, не в таких комфортабельных условиях; лаборато­рией для всех групп служила здесь маленькая ту­ристская хижина. Между всеми лагерями экспедиции была налажена постоянная радиосвязь; кроме того, зимовщиками и сотрудниками экспедиции была протя­нута телефонная линия по фирновым полям от «Прию­та 9» до хижины на Седловине.

***


В экспедиции, число сотрудников которой к 1940 г. превысило 100 человек, образовалось крепкое, сплочен­ное ядро постоянных участников, для которых Эль­брус стал «родным домом». Руководители групп, про­фессора С.Ф. Родионов, А.П. Жуков, Г.Е. Владими­ров, В.И. Векслер, Г.М. Франк огромную долю своей творческой энергии отдали работе в высокогорье. Г.М. Франк (один из инициаторов Эльбрусской экспе­диции) и В.И. Векслер, кроме того, положили много сил на руководящую и организационную работу, бу­дучи в разные годы начальниками экспедиции.

Без сомнения, не только страсть к науке, но и лю­бовь к горам помогала ученым из года в год преодо­левать многочисленные трудности жизни и работы на большой высоте. Постоянный холод, затрудненность дыхания, различные проявления горной болезни, про­низывающие ветры и бураны, особенно досаждавшие тем, кто должен был по условиям эксперимента вести работу под открытым небом, наконец, непосредствен­ные опасности, которыми угрожают частые перемены погоды при движении между отдельными пунктами,— таков неполный перечень тех препятствий, которые приходится преодолевать при работе на Эльбрусе.

Сюда следует присоединить и ряд чисто техниче­ских затруднений, усложнявших проведение экспери­мента на больших высотах. Вода на высоте 4200 м кипит не при 100°, а при 85°, вследствие чего нельзя пользоваться водяной баней для термостатирования при 100°. В движущихся частях приборов замерзает смазка, что может привести к ошибкам в показаниях. Работа бензиновых двигателей, дающих ток для раз­личных установок и аппаратов на высотах, больших 4000 м, затруднена из-за недостатка кислорода. На Седловине часто лопаются стеклянные приборы с жид­костями, а наполнение больших объемов водой превращается в целую проблему, так, однажды биохимикам пришлось целых два дня натаивать снег для заполне­ния водяных газовых часов. Сами экспериментаторы на высоте 5 000 м в большинстве случаев теряют часть необходимых для работы качеств, движения делаются менее точными, замедленными. Невинные в равнинных условиях поражения током часто вызывают сравни­тельно серьезную встряску.

Труд участников экспедиции во многих случаях можно назвать поистине самоотверженным... Много но­чей подряд ведет оптические измерения на трассе «Приют 9» — Приют Пастухова С.Ф. Родионов со своим ассистентом. В ясную звездную ночь мороз на скалах Приюта Пастухова доходит до —10°, ветер мчится со скоростью 30 м в секунду. В большом, поставленном вертикально, ящике стоят спектрограф и фотометр, рядом низенькая палатка, в которой экспе­риментаторы попеременно прячутся от ветра. Работать приходится окоченевшими руками. В такой рабочей обстановке проходит несколько часов.

Но вот измерения кончены, забрав приборы, иссле­дователи начинают спуск. Не успели они сделать 20 шагов, как надвигаются облака, склоны заволаки­ваются серой пеленой, начинается метель. Идя наугад в полной темноте, С.Ф. Родионов старается забирать левее, чтобы не попасть в знаменитый эльбрусский котлован, гигантский ледниковый оброс, изрезанный многометровыми трещинами. Проходит 40 минут, за­тем час — никаких признаков лагеря; очевидно отклонились влево, к верховьям Терскольского ледника. С.Ф. Родионов начинает подумывать о ночевке на льду, когда ветер доносит слабый звук сирены: комен­дант лагеря, старейший русский альпинист А.В. Раковский, беспокоясь за товарищей, включил звуковой маяк. Ученые поворачивают и, ориентируясь по звуку сирены, за полчаса добираются до Приюта.

В другой раз спуск с измерительной точки к лагерю был проделан со значительно большей скоростью, но в еще менее комфортабельной обстановке. От порыва ветра ящик вместе с фотометром и экспериментатором опрокинулся и с нарастающей скоростью заскользил по обледенелому склону. Родионову, опытному альпи­нисту, удалось через несколько метров задержаться, избежав весьма неприятных последствий, к которым приводит такой способ передвижения в горах. С та­кими приключениями проходит работа передвижной оптической лаборатории. Заканчивая ночные измере­ния на трассе, С.Ф. Родионов спешит к скалам над «Приютом 9», где вторая группа его сотрудников с на­ступлением рассвета начинает измерение солнечного спектра счетчиком фотонов.

***

Больших усилий потребовала работа группы опти­ков под руководством В.В. Балакова, измерявших оптическим методом содержание озона в приземном слое. После ночных измерений на трассе Приют Пасту­хова — «Приют 9» оптики поднялись на Седловину, чтобы проделать измерения на трассе между восточ­ной и западной вершинами. Несколько суток провели ученые в хижине на Седловине, ожидая благоприятной погоды. Ветер достигал 40 м/сек, температура — 15°; наконец, несмотря на сильный ветер, Балаков, Вафиади и Кривич поднялись на восточную вершину, неся е собой спектрограф. На западную вершину поднялся Д.М. Юловский для производства пиротехнических вспышек, служивших источником света (использование ртутной дуги было невозможно, на такой высоте не работает бензиновый двигатель). Ветер, почти всегда несущийся над вершинами Эльбруса, на этот раз до­стиг ураганной силы. Спектрограф забрасывало сне­гом, сдуваемым с вершины; работать было почти не­возможно. Борясь с ветром, преодолевая жестокие приступы горной болезни, ученые сделали несколько снимков вспышек, которые регулярно загорались на западной вершине (зрелище этих вспышек, освещав­ших лиловым светом обе вершины, надолго запомни­лось наблюдавшим его участникам).



Фанерная хижина на Седловине (ныне замененная более комфортабельным утепленным домиком) была свидетельницей самоотверженной работы многих сотрудников экспедиции; некоторые из них работали здесь по 10-15 дней подряд. Для хорошо тренирован­ного и акклиматизировавшегося человека длительное пребывание на Седловине в тихую солнечную погоду, когда видны все горные хребты Кавказа, может доста­вить немало приятных минут. Но многодневная работа на такой высоте во время длительных буранов, в тем­ной и холодной хижине требует выдержки и терпе­ния.

Хижина на Седловине в годы первоначального ос­воения Эльбруса была достаточно неуютна. Свет почти не проникал через крошечное окошко в тамбуре, по­мещение освещалось коптилками и свечами; малень­кий ветряк, приспособленный сотрудниками экспеди­ции для питания трехвольтовой лампочки, был вскоре унесен бураном. Хижина отапливалась керосиновыми кухнями, на которых непрерывно оттаивали снег, за­пасая воду для питья и опытов. Научные работники, а также альпинисты, заболевшие или отдыхавшие по дороге на вершину, располагались на двухярусных нарах. В иные дни здесь собиралось до 20 чело­век, хотя хижина была рассчитана на 8-10 че­ловек.

Много дней провели на Седловине физики Б.И. Исаев и Н.И. Иванова, измерявшие интенсивность космиче­ского излучения, актинометристы Б.С. Жихарев и С.Н. Катченков, чуть не погибшие при спуске после длительного бурана, отрезавшего их от Приюта, и мно­гие другие.

***


Наиболее постоянными жителями Седловины были группы физиологов Г.Е. Владимирова и А.П. Жукова, изучавшие: первая — основной обмен, вторая — дея­тельность органов чувств на высотах. Сотрудники этих групп несли двойную нагрузку, работая в качестве экспериментаторов и в качестве подопытных, послед­ние получали солидные порции дозированной физиче­ской нагрузки и систематически давали десятки куби­ков крови для анализов; этой процедуре, не особенно приятной на высоте 5300 м, подвергались и дру­гие члены экспедиции, поднимавшиеся на Сед­ловину.

Биохимики группы Г.Е. Владимирова каждые 3-4 дня совершали путешествие между Седловиной и Приютом, доставляя сверху пробы крови для анализа в свои биохимические лаборатории на Приюте и Ста­ром Кругозоре, нередко рискуя попасть в буран или заблудиться в тумане (пробы надо было доставлять немедленно и независимо от погоды.) Часто сотруд­ники экспедиции оказывались на Седловине отрезан­ными непогодой от нижних баз.

Однажды группа биохимиков в ясный солнечный день поднялась на Седловину и приступила к работе, рассчитывая через два дня спуститься вниз. На сле­дующий день поднялся сильный ветер, из-за Сванетского хребта наползли облака; на третий день уже бу­шевала буря со скоростью ветра 40 м в секунду. На четвертый день при попытке измерить скорость ветра сломался анемометр. К этому времени иссякли запасы хлеба и, что еще важнее, керосина. После обеда была разделена последняя порция воды, натаянная из снега, каждому досталось по 15 столовых ложек. Нужно было решать, что должна делать группа завтра: закон­чив опыты, спускаться в буран или же отсиживаться на полуголодном пайке, пожертвовав полученными пробами. К счастью, на шестой день буран прекра­тился, Г.Е. Владимиров и его сотрудники благополучно спустились.

Седловина была наивысшей точкой, где велась систематическая постоянная научная работа; однако ряд отдельных научных экспериментов был поставлен на высочайшей точке Европы — вершине Эльбруса. Здесь проводили опыты В.В. Балаков, В.Г. Вафиади и С.С. Кривич (оптические измерения озона в призем­ном слое), С.Ф. Родионов (электрофотометрия рас­сеянного света неба), В.С. Глатенок (измерение сол­нечной радиации), Г.Е. Владимиров и М.И. Дедюлин (изменения свойств крови на высотах).

Самоотверженный научный эксперимент был про­веден на восточной вершине профессорами Г.Е. Владимировым и М.И. Дедюлиным, при участии Д.М. Юловского. Для того чтобы пронаблюдать изме­нения химизма крови на высотах в наиболее резком и четком виде, исследователи решили поставить опыты на вершине с предварительной ночевкой на месте опы­тов. На вершину были доставлены аппаратура, радио­станция, две палатки, и невдалеке от кратера разбит маленький лагерь.

Владимиров, Дедюлин и Юловский переночевали на вершине, после нескольких неудачных попыток взяли друг у друга кровь из вены и в тот же день до­ставили пробы на Кругозор. Юловский наладил на вершине радиостанцию и в продолжение суток поддер­живал связь с нижними лагерями экспедиции.

Вот как описывают участники ночевки свои впечат­ления: «Устраиваемся на ночлег. Тесно в маленькой палатке. Скоро верхнее полотнище изнутри обледене­вает. Дышать становится все труднее, сильно болит голова. Недостаток воздуха становится невыносимым. Каждый из нас решает задачу улучшения «вентиля­ции» по-своему. Г.Е. Владимирову после громадных усилий удается повернуться головой к выходу и рас­стегнуть несколько петель палатки. М.И. Дедюлин прорвал угол палатки и через образовавшееся отвер­стие втягивает воздух. Дремлющий Д.М. Юловский дышит со стонами... В 5 часов утра мы снова на но­гах... Первые попытки забрать кровь из вены проходят неудачно, это приходится делать закоченевшими паль­цами, полулежа. Снова кипятим иглы, моем руки спир­том. Подопытный одновременно и ассистент. Колем… на этот раз удачно...»

***


В предвоенные годы научная работа на «Приюте 11» и Седловине была особенно оживленной. Большое количество сотрудников работало в комфортабельных лабораториях отеля, работники различных групп по­стоянно курсировали между обоими высотными лаге­рями, многие по нескольку раз поднимались на вер­шины Эльбруса.

Горы, даже такие доступные, как Эльбрус, не тер­пят легкомысленного отношения; без знания элемен­тарных основ альпинизма нельзя успешно работать в горах, поэтому большинство сотрудников экспедиции с увлечением знакомилось с основами альпинистской техники. Среди членов экспедиции были опытные вос­ходители — врач В.Н. Маркелов, доктор физико-мате­матических наук С.Ф. Родионов, они инструктировали товарищей, руководили многочисленными походами на вершину, организовывали в случае необходимости спа­сательные группы. Огромную помощь как в повседнев­ной работе, так и в аварийных случаях оказывали экспедиции альпинисты соседних лагерей и зимовки. Н.А. Гусак, В.Б. Корзун, А.И. Гвалия обучали аль­пинистской технике сотрудников экспедиции, помо­гали доставлять приборы и оборудование на Седло­вину, тянули телефонную линию, в буран искали об­рывы провода, вместе с альпинистами экспедиции приходили на помощь заболевшим на высоте или за­блудившимся в тумане.

Особенно дружеские отношения возникли между сотрудниками экспедиции и зимовщиками «Приюта 9». В маленьких каютах зимовки вечерами собиралась чуть ли не вся экспедиция; сидя «в два яруса» на коле­нях друг у друга, вели «научные дискуссии», рассказы­вали увлекательные истории, слушали песни об Эль­брусе, сочиненные зимовщиком Корзуном.

За окном буран, но в кают-компании тепло и весело; раздавшийся вдруг из радиотрубки треск зуммера зву­чит в этот момент неожиданно. Вызывает Седловина. Все напряженно прислушиваются. Сверху сообщают, что заболел радист, необходима срочная помощь. Че­рез 20 минут зимовщик Н.А. Гусак и члены экспеди­ции С.Ф. Родионов и А.П. Жуков выходят с зимовки и, с трудом продвигаясь в снежном месиве, направ­ляются к Седловине. Они знают, что надо спешить и, двигаясь против ветра, за три часа покрывают расстояние до Седловины. Помощь приходит во время.

...Раннее августовское утро 1934 года. С «Приюта 9» на Седловину выходит группа альпинистов — А.А. Малеинов, В.Б. Корзун, С.Ф. Родионов и другие. Буран, глубокий снег, плохая видимость. Но альпинисты не могут считаться с погодой, сегодня истекает срок работы на Седловине климатологов С.С. Жихарева и С.Н. Катченкова. Уже неделю находятся они на Сед­ловине; в последние дни бушует буран, связь прервана, и А.А. Малеинов советует немедленно выходить на помощь.

Совет опытного альпиниста оказался своевремен­ным: когда спасательная группа подходила к Седло­вине, В.Б. Корзун заметил несколько ниже двух чело­век, которые двигались прямо в знаменитый эльбрусский котлован! Это были Жихарев и Катченков; осла­бевшие от горной болезни, утомленные многоднев­ным бураном, не имевшие достаточно опыта хождения в горах, они рисковали погибнуть в глубоких трещи­нах котлована, если бы их не заметила спасательная группа.

Почти все сотрудники экспедиции, работая на «Приюте 9» и Седловине, ознакомились с элементами альпинистской техники; многие из них сдали испытания на значок «Альпинист СССР I ступени», неоднократно поднимались на обе вершины Эльбруса, ежегодно со­вершали после экспедиции длительные туристские походы.

Лагерь № 2 Эльбрусской экспедиции

Акаде­мии наук СССР на Старом Кругозоре (1936 г.).

Фото Л. СУХОВА.

«Приют 11» на склонах Эльбруса, в здании которого ныне

расположены научные лабо­ратории Эльбрусской экспедиции (1951 г.).

Фото А. СИДОРЕНКО.



В лаборатории физиологов на «Приюте 11».



Фото В. РУЙКОВИЧА.

Озонометрические наблюдения на «Приюте 11».



Фото А. СИДОРЕНКО.

Сотрудники экспедиции добились немалых спортив­ных успехов. В 1934 г. В.Б. Корзун и С.Ф. Родио­нов проделали рекордный по быстроте (18 часов) тра­верс трех вершин Донгуз-оруна. В 1935 г. С.Ф. Ро­дионов, А.П. Жуков и В.И. Доронин совершили перво­восхождение на вершину Кукуртлю-баши. В 1936 г. С.Ф. Родионов, В.С. Глатенок, К.Б. Паншин и В.И. Черняев траверсируют Когутай-баши; В.Н. Маркелов и С.Ф. Родионов, а в 1938 г., В.Н. Маркелов и В.С. Глатенок поднимаются по северному ребру Донгуз-оруна.

Альпинисты экспедиции, руководя многочислен­ными самодеятельными группами, совершили десятки восхождений на вершины Эльбруса; рекорд принадле­жит С.Ф. Родионову, 20 раз восходившему на обе вершины.

Успешная работа ежегодных эльбрусских экспедиций поставила на очередь вопрос о создании здесь постоянного научно-исследовательского института. В 1940 г. уже обсуждались проекты здания института на «Приюте 9», разрабатывались планы научной работы института; многие патриоты Эльбруса меч­тали о постоянной работе и жизни среди любимых гор.

Война на несколько лет прервала научную жизнь на Эльбрусе.

***


В 1950 г. исполнилось 10 лет работы Эльбрусской экспедиции. Этот юбилей был ознаменован новым выдающимся достижением советских ученых: С.Ф. Ро­дионовым и его сотрудниками было открыто инфра­красное излучение Млечного пути, исследование кото­рого открывает новые перспективы для выяснения строения Галактики. Старейший член экспедиции С.Ф. Родионов ознаменовал юбилейную дату своим двадцатым восхождением на вершину, где вместе со своим молодым сотрудником Э.И. Безверхним и масте­ром спорта В.А. Кизелем провел фотометрический опыт.

По-прежнему большую помощь ученым оказывают альпинисты, многие из которых стали постоянными со­трудниками экспедиции. Передает свой опыт молодым товарищам заслуженный мастер спорта Н.А. Гусак, один из пионеров освоения Эльбруса, 15 лет назад зимовавший на «Приюте 9», а ныне возглавляю­щий спасательную часть экспедиции; зимует на «Приюте 11» заслуженный мастер спорта А.И. Сидо­ренко.

Мастер спорта, кандидат физико-математиче­ских наук В.А. Кизель в 1950 г. принимал участие в работах оптической группы на высотах 3000, 4200, 5598 м и оказал ей неоценимую помощь.

Нет сомнения в том, что работа высокогорной лабо­ратории Эльбруса приобретет еще больший размах и даст стране немало новых замечательных научных ис­следований.

***

В рамках нашей статьи нет возможности доста­точно полно изложить результаты работ, проводив­шихся на Эльбрусе большим коллективом ученых, дей­ствовавших в самых различных областях науки. Мы попытаемся лишь дать представление о нескольких основных разделах, по которым протекала работа экспедиции.



Работы физиологов экспедиции уже освещались на страницах «Ежегодника» (1). Поэтому мы лишь кратко укажем, что эти работы, составляющие примерно половину научного плана экспедиции и давшие чрез­вычайно много для развития высотной физиологии, велись по двум направлениям: исследование основного обмена в условиях гор и биохимических сдвигов, про­исходящих в организме на больших высотах (руково­дитель проф. Г.Е. Владимиров), и исследование функ­ций центральной нервной системы в зависимости от высоты (руководитель проф. А.П. Жуков); во втором случае методом исследования было изучение деятель­ности органов чувств на различных высотах. Под руко­водством проф. А.П. Жукова проводились также ра­боты по изучению системы органов кровообращения и пищеварения (О.П. Минут-Сорохтина, И.Н. Степа­нов и др.) на высотах.

Биохимиками группы Г.Е. Владимирова детально изучались свойства крови в зависимости! от высоты. Было количественно изучено увеличение вязкости кро­ви с высотой, происходящее в результате увеличения количества гемоглобина в крови. Г.Е. Владимиров, И.М. Дедюлин, А.В. Риккль и Я.А. Эпштейн обна­ружили, что в процессе акклиматизации происходит усиленное образование в тканях органических кислот, которые, поступая в кровь, умеряют ее щелочность, препятствующую снабжению тканей кислородом. Эти наблюдения обосновывают необходимость введения в организм, затронутый горной болезнью, большого ко­личества слабых кислот (кислое питье). Изучение жи­рового и углеводного обмена на высотах позволило вы­работать рациональные режимы питания в высокогорных условиях (ограничение количества жиров и увели­чение количества углеводов). Изучение работы сердца на разных высотах дало возможность установить дозу кофеина, необходимую в горах для увеличения минут­ного объема сердца (количества крови, выбрасывае­мой сердцем за 1 минуту).

Чрезвычайно интересны и практически важны ре­зультаты, полученные за шесть предвоенных лет А.П. Жуковым и его сотрудниками. На основании большого экспериментального материала показано, что постоянно действующий в горах фактор — кислородное голодание — вызывает устойчивое возбуждение цент­ральной нервной системы, которое через вегетативные центры влияет на все процессы в организме, нарушая их нормальное течение. В резкой форме это прояв­ляется в виде горной болезни. Возбуждение вегета­тивных центров является первопричиной изменений, на­блюдаемых в деятельности остальных органов; таким образом, по А.П. Жукову, изменения, регистрируемые на высотах в обмене веществ, являются вторичными явлениями. В результате этих исследований, для борь­бы с горной болезнью были предложены так называе­мые «павловские» порошки, содержащие небольшие дозы люминала и кофеина, которые дали прекрасные результаты при проверке на массовых восхождениях на Эльбрус.

Одним из основных климатических факторов в го­рах, влияющих на состояние организма, является мощ­ная инсоляция. Изучение биологического действия ультрафиолетовой солнечной радиации в течение ряда лет проводилось Г.М. Франком (2) и его сотрудни­ками путем наблюдений над эритемной реакцией кожи. Были разработаны простые фотометрические устрой­ства, применявшиеся в качестве дозиметров солнечной радиации (например, флуоресцентный и фотохимиче­ский дозиметры), насущно необходимые в курортоло­гии и климатологии.

Работы физиков Эльбрусской экспедиции группи­ровались в основном вокруг двух обширных разделов: проблемы космических лучей и атмосферно-оптических исследований.

Работы по космическим лучам, проводившиеся на Эльбрусе с 1934 по 1940 г., были одними из первых в Советском Союзе систематическими исследованиями в этой области, положившими начало широкому изуче­нию этой проблемы, ведущемуся сейчас в различных пунктах страны.

Космические лучи — одна из важнейших проб­лем современной физики, изучая которую мы прони­каем в свойства атомных ядер, узнаем свойства раз­личных элементарных частиц, наблюдаем взаимодей­ствие их с веществом. Тайна этого загадочного потока энергии, приходящего на поверхность земли из миро­вого пространства, до сих пор не раскрыта полностью. Мы знаем, что элементарные частицы, обладающие огромными энергиями (эти энергии во много раз пре­вышают энергии частиц, освобождающихся при взрыве атомных ядер в атомной бомбе), приходят в атмосферу земли из глубин межзвездного пространства. Проис­хождение этих частиц (по-видимому, ядер водорода, а также и более тяжелых положительных частиц) нам еще не известно. Свою колоссальную энергию они при­обретают, разгоняясь в электромагнитных полях меж­звездного пространства.

Достигнув атмосферы земли, эти первичные частицы претерпевают ряд сложных превращений, сталкиваясь с атомами атмосферных газов. До земной поверхности доходит излучение, состоящее из двух частей: так назы­ваемой «жесткой» компоненты, обладающей большой проникающей способностью, и «мягкой», значительно сильнее поглощаемой веществом. Мягкая компонента, формирующаяся в верхних слоях атмосферы, состоит из электронов и позитронов, которые, тормозясь в ат­мосфере, создают фотоны большой энергии. Фотоны, в свою очередь, создают электроны и позитроны. Эти лавинообразные процессы размножения вторичных частиц получили название «ливней».

Жесткая компонента космического излучения со­стоит в основном из так называемых тяжелых ча­стиц — мезонов, обладающих массой, большей, чем масса электрона, но меньшей, чем масса легчайшего из ядер — ядра водорода. Срок жизни мезона в атмосфере невелик, мезон распадается через несколько миллион­ных долей секунды на электрон и элементарную части­цу нейтрино (частица с очень малой массой и зарядом, равным нулю). Механизм образования мезонов в атмосфере до настоящего времени не установлен.

Основные данные о составе космического излучения были получены с помощью камеры Вильсона — Ско­бельцына (в этой камере могут наблюдаться и фото­графироваться пути отдельных частиц космической радиации по тем следам, которые они оставляют в пе­ресыщенном паре, наполняющем прибор), а также с помощью газовых счетчиков быстрых частиц, в кото­рых регистрация каждой частицы осуществляется благодаря импульсу вызванного ею ионизационного тока.

Исключительное значение для изучения космиче­ских лучей и их взаимодействия с атомами имеет ис­следование зависимости их интенсивности от высоты над земной поверхностью. В 1935 г. в первой Эльбрусской экспедиции В.В. Антонов-Романовский, Н.А. Добротин, Н.Н. Григоров и И.М. Франк (3) на «Приюте 9» (4200 м) приступили к исследованию космических лучей с помощью камеры Вильсона — Скобельцына. В результате этой работы было обнару­жено большое количество ливней, увеличивающееся с высотой. Новый для тех лет результат явился одним из первых доказательств зависимости интенсивности мягкой компоненты излучения от высоты.

Начиная с 1936 г., работы по космическому излуче­нию велись на Эльбрусе группой Физического инсти­тута Академии наук СССР под руководством проф. В. И. Векслера; в дальнейшем они были продолжены и в других горных районах Советского Союза и дали много ценных результатов.

В.И. Векслер и его сотрудники (4) применили для измерения космических лучей разработанную ими ме­тодику счета частиц, «пропорциональные усилители», позволяющие не только регистрировать отдельные ча­стицы, но и определять энергию частиц по производи­мой ими ионизации.

В 1936 г., работая на «Приюте 9», В.И. Векслер и Б.М. Исаев показали, что разработанные ими про­порциональные счетчики применимы для разделения и исследования различных компонент космического из­лучения. Ими были впервые получены количественные данные об интенсивности мезонной компоненты косми­ческого излучения, т.е. определено число тяжелых частиц, падающих на поверхность земли на высоте 4200 метров.

Летом 1937 г., производя свои исследования на той же высоте — 4200 м, В.И. Векслер и Б.М. Исаев про­должали изучение тяжелых частиц, а также подробно исследовали ливни электронов и позитронов. В следую­щем году В.И. Векслер и Н.А. Добротин предприняли попытку более точно установить массу тяжелых ча­стиц. Так как ионизация определяется, помимо всего, скоростью частиц, то массы исследуемых частиц можно оценить из сопоставления их пробега и созда­ваемой ими ионизации. Обработка экспериментальных результатов и произведенная подобным методом оценка дали для массы изучаемых частиц значение, в 50-300 раз превышающее массу электрона. Отсюда был сделан вывод, что тяжелые частицы, входящие в состав космического излучения, не являются прото­нами: масса последних, как известно, почти в 2000 раз больше массы электронов.

Многочисленные экспериментальные данные отно­сительно поведения тяжелых частиц позволили сделать другой, не менее важный, вывод: тяжелые частицы являются вторичными, третичными или, быть может, четвертичными частицами, которые образуются прони­кающей компонентой космического излучения при взаимодействии ее с веществом.

В том же, 1938 г. В.И. Векслер и К.И. Алексеева провели серию исследований, применив усовершенст­вованную методику. Основная задача, которую они по­ставили перед собой, заключалась в том, чтобы изу­чить распределение тяжелых частиц по высоте. Для решения задачи необходимо было провести одинаковые измерения на разной высоте. Такими пунктами были выбраны: Старый Кругозор, «Приют 9» и Седловина. Тщательно проведенные опыты показали, что число тя­желых частиц растет с высотой.

Помимо этих результатов, В.И. Векслер и его со­трудники получили ряд важных экспериментальных данных, явившихся необходимыми звеньями в понима­нии природы космического излучения.

***

Атмосферно-оптические исследования, проводив­шиеся в экспедиции, можно разделить на две большие области: 1) исследование поглощения и рассеяния света в атмосфере и 2) исследование собственного излучения атмосферы.



Изучение поглощения и рассеяния света в земной атмосфере, помимо важнейших практических сведений о прозрачности приземных слоев воздуха, дает нам мощное орудие для исследования стратосферы. Луч света, исходит ли он от солнца или от зажженного на поверхности земли прожектора, служит своеобразным зондом, которым мы проникаем в толщу атмосферы, исследуя ее свойства. Так, измеряя яркость рассеян­ного солнечного света в сумерки, ученые смогли опре­делить плотность и температуру стратосферы на вы­соте 100 км; сфотографировав спектр солнечных лучей в ультрафиолетовой области и изучив его, физики об­наружили в стратосфере слой озона и т. д.

Особый интерес представляет изучение атмосфер­ного озона с помощью оптических методов (5). Слой этого газа, молекула которого состоит из трех атомов кислорода, возникает в атмосфере на высоте около 25 км в результате действия коротковолновых ультра­фиолетовых лучей солнца на атмосферный кислород. Причины, по которым озон локализован в атмосфере на определенной высоте в виде сравнительно узкого слоя, те же, что приводят к слоистости атмосферы вообще. Они определяются действием двух факторов — убыванием с высотой плотности атмосферных газов (в данном случае — кислорода) и способностью дан­ного газа поглощать свет определенной длины волны. В самом деле, коротковолновые ультрафиолетовые лучи солнца, образующие озон, могут проникнуть в атмо­сферу только до определенной высоты, ниже которой интенсивность их будет равна нулю, так как они ока­жутся поглощенными вышележащими слоями кислоро­да. В то же время в более высоких слоях атмосферы, где достаточно озонообразующих лучей, слишком мала плот­ность кислорода, служащего резервуаром, из которого образуется озон. В результате озон оказывается скон­центрированным в слое на высоте 20-40 километров.

Вновь разбиваемый более длинноволновыми уль­трафиолетовыми лучами солнца на атомы и молекулы кислорода, озон находится в состоянии подвижного равновесия с кислородом атмосферы. Концентрация озона определяется сложными соотношениями между озоноразрушающими и озонообразующими фотохими­ческими реакциями в атмосфере, которые зависят от целого ряда явлений, происходящих как выше, так и ниже слоя озона. Общее количество озона в атмо­сфере невелико — при температуре
0 °С и давлении в 760 мм ртутного столба толщина озонного слоя со­ставила бы всего около 0,3 сантиметра. Однако это незначительное количество озона во многом опреде­ляет формы жизни на земной поверхности.

Поглощая ультрафиолетовые лучи солнца с длиной волны короче 3000 А, озон предохраняет органиче­скую жизнь земли от их губительного действия. Резко регулируя количество более длинноволнового ультра­фиолета, озон является одним из основных факторов, определяющих климат земной поверхности. Отсюда ясны практическая важность изучения атмосферного озона и связи его с явлениями тропосферы. Этой боль­шой проблеме посвящены работы многочисленных уче­ных во всем мире. У нас многие достижения в этой области связаны с именем С.Ф. Родионова и его эльбрусскими исследованиями.

Одной из трудностей разрабатываемой проблемы является то, что при изучении атмосферного озона оптическим методом (по поглощению солнечных лучей в ультрафиолетовой области спектра) приходится иметь дело с очень малыми интенсивностями измеряе­мого ультрафиолетового света, так как поглощение света озоном в этой области очень велико. В 1934 г. во время первой Эльбрусской экспедиции С.Ф. Родионов применил при исследовании озона разработанный им для измерения ультрафиолетового света высокочувст­вительный прибор — счетчик фотонов. С тех пор, не­прерывно совершенствуя методику и разрабатывая все новые озонометрические устройства, С.Ф. Родионов и его сотрудники (7) ведут на Эльбрусе изучение озон­ного слоя, определяя его толщину, дневные и сезонные вариации, связь его с метеорологическими факторами.

В 1934 г. на «Приюте 9» во время полнолуния С.Ф. Родионов впервые измерил счетчиком фотонов спектрально разложенный свет луны. Это дало возмож­ность определять оптическим путем количество озона е стратосфере ночью, когда мы не можем пользоваться для этой цели таким мощным источником радиации, как солнце, и применять обычные, мало чувствительные методы измерения излучения. Эти работы дают в руки наших геофизиков и метеорологов недостававший им до сих пор метод измерения озона в Арктике в период полярной ночи.

Озонный слой в стратосфере не имеет, конечно, резко определенных границ: некоторое количество озона имеется в приземных слоях воздуха, возрастая с увеличением высоты места над уровнем моря. По­мимо этого, вихревые потоки, возникающие в атмо­сфере, врываясь в стратосферу, приносят с собой озон в нижние слои. Многие ученые высказывали предпо­ложение, что, измеряя озон в приземном слое, мы смо­жем судить о вертикальных потоках, циркулирующих в атмосфере, и получать данные для предсказаний по­годы. Понятен поэтому интерес, который проявляли геофизики к этому вопросу. В Эльбрусской экспедиции им разновременно занимались две группы — В.В. Балакова и М.А. Константиновой-Шлезингер. Группа В.В. Балакова определяла приземный озон оптиче­ским методом, по поглощению в приземном слое атмосферы света от искусственного источника (ртут­ной дуги), расположенного на большом расстоянии от спектрофотометрической установки. В.В. Балаков, В.Г. Вафиади и С.С. Кривич (7), производившие измерения на Приюте Пастухова (4500 м), продолжили кривую распределения приземного озона по высоте, получив данные о содержании озона для наивысшей точки земной поверхности, на которой еще не произво­дились измерения.

На Эльбрусе был апробирован наиболее чувстви­тельный из существующих — флуоресцентный метод определения содержания приземного озона, разрабо­танный М.А. Константиновой-Шлезингер по идее ака­демика С.И. Вавилова (5).

Метод этот основан на том, что некоторые сложные химические вещества, вступая в реакцию с озоном, начинают светиться (флуоресцировать), причем интен­сивность этого свечения пропорциональна количеству озона, участвующего в реакции. Пропуская через такое вещество пробу содержащего озон воздуха и измеряя чувствительным прибором возникающее при этом све­чение, можно очень точно определить те ничтожные количества озона, которые содержатся в приземном воздухе. Для измерения свечения при этом исполь­зуется чувствительный визуальный способ — метод га­шения С.И. Вавилова. Чувствительность и точность флуоресцентного метода в тысячи раз превосходят чувствительность других методов определения призем­ного озона. На Эльбрусе группа М.А. Константиновой-Шлезингер определила этим методом приземный озон до высоты 4200 метров. В дальнейшем этот метод применялся для определения озона при высотных по­летах стратостатов до высоты 15 километров.

Изучение ультрафиолетовой радиации солнца на Эльбрусе привело к открытию новых интересных явле­ний, происходящих в более низких слоях атмосферы — в тропосфере.

В 1936 г. С.Ф. Родионов, измеряя на «Приюте 9» счетчиком фотонов ультрафиолетовый спектр солнца в ранние утренние часы и поздно вечером, обнаружил новое явление, названное им «эффектом аномальной прозрачности» (5, 6). Это явление в общих чертах заключается в том, что при низких положениях солнца наблюдается аномально большая относительная про­зрачность атмосферы для коротковолнового участка ультрафиолетового спектра солнца. Дело обстоит так, будто бы при опускании солнца за горизонт, начиная с некоторого момента, в атмосферу постепенно вдви­гается невидимый экран, поглощающий более длинно­волновую часть ультрафиолетового спектра.

В продолжение пяти экспедиций С.Ф. Родионов с сотрудниками исследовали это явление. Результаты исследований и математический анализ данных при­вели к представлению об избирательном (селективном) поглощении света атмосферой, обусловленном присут­ствием в ней мельчайших капелек воды и частичек льда — водных аэрозолей. Слой аэрозолей должен про­стираться до значительно больших высот, чем полагали ранее, и составлять столь же постоянную слагающую атмосферы, как и слой озона. Для того чтобы подтвер­дить правильность этого вывода, С.Ф. Родионов поста­вил в 1938 г. на Эльбрусе опыты по непосредственному обнаружению и измерению избирательного поглощения атмосферы в области 3000-4000 А. Исследовалась прозрачность атмосферы на трассе длиной в 3-5 км между западной вершиной и Старым Кругозором и за­падной вершиной и «Приютом 9», источником света служила сама вершина, освещенная солнцем; спектро­графы были установлены на Старом Кругозоре и «Приюте».

Результаты измерений полностью подтвердили пра­вильность теоретических предположений. Была не только обнаружена полоса поглощения в области 3000-4000 А, но и установлена связь между величи­ной этого поглощения и влажностью. Этот факт сви­детельствует о том, что селективное поглощение атмо­сферы в длинноволновом ультрафиолете, а следова­тельно, и явление аномальной прозрачности обуслов­лены водными аэрозолями в тропосфере.

Постоянный слой водных аэрозолей, простираю­щийся в атмосфере до больших высот, может служить тем резервуаром, из которого возникают облака, несу­щие влагу полям. Разработать метод, дающий воз­можность следить за поведением этого слоя при по­мощи сравнительно простых операций — увлекатель­ная, большой практической важности, задача.

Существенно важные работы по исследованию прозрачности нижних слоев атмосферы были начаты на Эльбрусе в 1934 г. академиком А.А. Лебедевым и его сотрудниками (8), изучавшими оптическим мето­дом строение практически наиболее интересной компо­ненты тропосферы — туманов и облаков.

А.А. Лебедев поставил в этих исследованиях две задачи: во-первых, установить связь между спектраль­ной прозрачностью туманов и их структурой, т.е. раз­мерами капель и общей водностью, во-вторых, выявить в большом диапазоне оптических частот полосы наи­большей прозрачности туманов и облаков. Работа ве­лась на Старом Кругозоре, где в распоряжении иссле­дователя всегда имеется большое разнообразие облач­ных форм самой различной структуры: от облаков, поднимающихся вечером из долины Азау, до мелкока­пельных туманов, спускающихся в сырые дни с лед­ника Малый Азау. Измерения производились с по­мощью спектрографа в видимой части спектра и тер­моэлектрическим методом — в инфракрасной. В ре­зультате была установлена связь спектральной кривой прозрачности с величиной капель, составляющих туман (радиус капель определялся по наблюдению дифракционных колец в тумане).

Интересная работа по изучению степени поляриза­ции рассеянного света неба на разных высотах, имею­щая целью выявить роль вторичного рассеяния света в земной атмосфере, была проведена в 1935 г. И.А. Хвостиковым и сотрудниками.

Таковы в общих чертах основные результаты, полу­ченные оптиками на Эльбрусе при исследовании рас­сеяния и поглощения света в земной атмосфере.

***

Большой цикл работ составили проводившиеся на Эльбрусе исследования собственного свечения атмо­сферы, так называемого свечения ночного неба.



Свечение ночного неба (9) представляет собой одно из интереснейших явлений природы. Это свечение атмосферных газов возникает на большой высоте — от 100 до 1000 км — и наблюдается каждую ночь под всеми широтами. Мощность излучения очень мала: в видимой области спектра ночное небо излучает в 1 секунду с 1 стерадиана на 1 кв. см земной поверх­ности энергию, немногим большую 10-4 эрг (для сравнения укажем, что лампочка от карманного фо­наря, удаленная на 100 м, создает видимую освещен­ность около 1 эрг/кв. см  сек). Наблюдать ночное свечение атмосферы можно только с помощью чувст­вительных приборов; для съемки спектра ночного неба светосильным спектрографом нужна экспозиция от 10 до 50 часов.

Изучение свечения ночного неба, помимо исследо­вания самого явления, преследует две важнейшие за­дачи: узнать состав и строение атмосферы по спектрам излучающих газов и выяснить те особенности оптиче­ского возбуждения и излучения света атомами, кото­рые недоступны для наблюдения в условиях лабора­торного опыта. Проблема свечения ночного неба содер­жит ряд увлекательнейших задач и усиленно разрабатывается как у нас, так и за рубежом, привле­кая внимание крупнейших физиков. Особую важность приобретает она в последние годы, в связи с освоением верхней атмосферы — полетами ракет, стратопланов и т.д. Эльбрус занимает одно из первых мест в мире по числу и значимости выполненных здесь работ, посвя­щенных свечению верхней атмосферы. Здесь была начата серия работ И.А. Хвостикова, а позднее — ряд исследований С.Ф. Родионова, составивших сущест­венный этап в деле изучения светимости ночного неба и получивших в дальнейшем широкое развитие в раз­личных пунктах Советского Союза.

В 1934 г. на Старом Кругозоре, на высоте, исключавшей искажающее влияние нижних загрязнен­ных слоев атмосферы, были впервые начаты измерения ночных вариаций интенсивности знаменитой зеленой линии свечения ночного неба. Происхождение зеленой линии, самой яркой в видимом спектре ночного неба, долгое время оставалось загадкой — ни в одном из из­вестных спектров земных элементов не наблюдалось линии этой длины волны. В результате упорного труда ученых разных стран, загадка эта была, наконец, разга­дана. Оказалось, что зеленую линию излучает атом кислорода, находящийся в особом, так называемом метастабильном, состоянии. Наблюдать излучение метастабильных атомов можно только тогда, когда столкно­вения с другими атомами или со стенками сосуда не гасят излучения; вот почему зеленая линия, излучае­мая атомом кислорода в верхних, разреженных, слоях атмосферы, долгое время не могла быть наблюдена в лаборатории.

Когда природа зеленой линии была раскрыта, перед учеными встал вопрос: меняется ли ее интенсивность в течение ночи или же остается постоянной; вопрос, существенно важный для построения теории, объясняю­щей свечение атмосферы. Решение его сопряжено с большими экспериментальными трудностями, так как крайне малая интенсивность излучения исключает возможность прослеживать изменения яркости с по­мощью спектрографического метода (для того чтобы получить один снимок зеленой линии, нужно 10-20 ча­сов экспозиции).

В 1934 г. при измерениях на Эльбрусе советскими оптиками был применен предельно-чувствительный визуальный метод гашения С.И. Вавилова, основан­ный на том, что минимальное количество света, кото­рое еще может воспринять человеческий глаз, при оп­ределенных условиях остается постоянным для данного наблюдателя. Работая этим методом, две группы оп­тиков — А.А. Лебедев с И.А. Хвостиковым и И.М. Франк с Н.А. Добротиным и А.Н. Черенко­вым (9) обнаружили замечательный факт — возра­стание яркости зеленой линии к середине ночи; факт, не укладывавшийся в рамки общепринятой теории све­чения атмосферы.

Это «разгорание» свечения неба к середине ночи и «погасание» к утру, в дальнейшем неоднократно подтвержденное как на Эльбрусе, так и в других пунк­тах земного шара, до сих пор остается необъясненным.

В послевоенной экспедиции 1948 г. С.Ф. Родионов с сотрудниками (11) измерил вариации яркости зеле­ной линии с помощью разработанного им фотоэлектрического метода; этот метод, позволяющий отмечать мгновенные изменения яркости, может быть применен на большом числе обычных метеостанций, что позво­лит накопить экспериментальный материал, необходи­мый для дальнейших теоретических выводов.

В 1935 г. группой Государственного оптического института, под руководством И.А. Хвостикова, на Эльбрусе был начат цикл работ по изучению свечения ночного неба. Помимо дальнейшего изучения ва­риаций яркости зеленой линии, И.А. Хвостиков, К.Б. Паншин и В.И. Черняев (10) провели серию из­мерений вариаций яркости ночного неба и в других участках видимого спектра методом гашения. Работы велись на Старом Кругозоре, где на большом камен­ном фундаменте была смонтирована установка с монохроматором и эталонным источником света. Резуль­таты подтвердили наличие максимума в 1 час ночи в зеленой части спектра и отсутствие максимума в сине-фиолетовой части.

На основании полученных кривых И.А. Хвостиковым и сотрудниками было проделано количественное разделение яркости ночного неба на три составляю­щих — свет звезд, свечение атмосферы и рассеянный свет солнца, попадающий ночью из-под горизонта в верхние слои атмосферы.

Во время второй Эльбрусской экспедиции И.А. Хвостиковым и сотрудниками (10) были начаты измерения поляризации свечения ночного неба, весьма существен­ные для построения теории свечения атмосферы и чрезвычайно тонкие в экспериментальном отношении. В результате было подтверждено наличие поляризации суммарного света ночного неба, обнаружены чрезвы­чайно интересные особенности вращения плоскости поляризации свечения в течение ночи, свидетельствую­щие о новых, пока еще не разъясненных сложных явле­ниях, происходящих в атмосфере.

Изучение свечения ночного неба вступило в со­вершенно новую фазу в послевоенные годы, когда тру­дами, главным образом, советских ученых было поло­жено новое, фотометрическое направление в исследо­вании проблемы. Цель его — измерять «мгновенные» значения интенсивности излучаемых атмосферой спек­тральных линий и, таким образом, наблюдать динами­ку процессов, протекающих в атмосфере. Осуществле­ние этих исследований, связанных с именами Л.А. Кубецкого, С.Ф. Родионова, В.И. Красовского и других стало возможным благодаря разработке этими уче­ными высокочувствительных фотоэлектрических мето­дов измерения света. Это направление получило раз­витие на Эльбрусе с 1948 г. в серии работ С.Ф. Родио­нова и сотрудников (11).

За три послевоенные экспедиции ими были, с по­мощью вторично-электронных трубок с усилителями, исследованы ночные вариации и распределение по не­бесному своду инфракрасного и зеленого излучения ночного неба; приближенно определена высота излу­чающих слоев; обнаружен максимум инфракрасного излучения в полночь; исследованы с помощью счетчика фотонов ночные вариации и распределение по небо­своду ультрафиолетового излучения ночного неба. Дальнейшее развитие этих работ может открыть пути к тому, чтобы по свечению атомов в верхних слоях определить «погоду» в ионосфере на высоте 100-200 км над земной поверхностью.


Транспортировка оборудования на яках.

Фото А. СИДОРЕНКО.

Работа со счетчиком фотонов.





Горно-астрономическая обсерватория в рай­оне

высочайшей вершины Европы – Эльбруса.

фото А. СИДОРЕНКО.
Выдающееся открытие в области изучения строения и оптических свойств атмосферы было сделано во вре­мя третьей Эльбрусской экспедиции 1936 г. ленинград­скими оптиками М.Ф. Вуксом и В.И. Черняевым (12). Снимая с помощью светосильных спектрографов спектр неба в сумерки на Старом Кругозоре, М.Ф. Вукс и В.И. Черняев заметили на некоторых снимках яркую линию в желтой части спектра, выделявшуюся на сплошном фоне рассеянного света неба. Яркость этой линии в течение сумерек сперва нарастала, а затем быстро падала, когда солнце погружалось более чем на 10° под горизонт. Длина волны обнаруженной ли­нии в точности совпала с длиной волны резонансного излучения натрия. Так был обнаружен слой паров нат­рия, сосредоточенный в атмосфере на высоте 70-100 км, флуоресценция которого в сумерки под дейст­вием косых солнечных лучей, идущих из-под горизонта, наблюдается в виде яркой вспышки желтой линии. Так была поставлена перед наукой проблема атмосферного натрия, которая стала усиленно разрабатываться уче­ными всех стран, определившими количество натрия в атмосфере, толщину и высоту натриевого слоя, пред­ложившими ряд гипотез о происхождении атмосфер­ного натрия1.

В 1948 г. проблема обогатилась новым открытием, также сделанным на Эльбрусе. С.Ф. Родионов (13), измеряя сумеречную вспышку натрия новым, разрабо­танным им, фотоэлектрическим методом, обнаружил, что вспышке предшествует внезапное ослабление излу­чения в этой области спектра — т.е. кратковременно наблюдаемая линия поглощения в области натриевого дублета. Дальнейшее изучение этого явления должно дать новые сведения о динамике натриевого слоя и его взаимодействии с другими слоями атмосферы.

Кратко изложенные нами результаты работ, прове­денных на Эльбрусе по исследованию свечения ночного и сумеречного неба, являются основой дальнейшего изучения верхних слоев атмосферы оптическими мето­дами, которое проводится в настоящее время на Эльбрусе и в других местах Советского Союза.

Исследования С.Ф. Родионова и его группы при­вели в 1950 г. к крупному успеху в новой для Эльбруса области, астрофизике. С.Ф. Родионовым и И.Г. Фришманом было измерено инфракрасное излучение Млеч­ного пути. Это излучение с длиной волны около 1 мик­рона обнаружено ими в каждой точке Северного Млеч­ного пути на всем его протяжении.

С помощью чувствительного электрофотометра С.Ф. Родионову и И.Г. Фришману удалось не только измерить абсолютную величину излучения, но и полу­чить кривую распределения его яркости вдоль северной части Млечного пути. Оказалось, что яркость инфра­красного излучения резко возрастает в направлении на центр Галактики и, кроме того, имеет максимум в со­звездии Лебедя. Очень большая (относительная) вели­чина инфракрасного излучения говорит о том, что наши прежние представления о строении Галактики должны быть существенным образом дополнены. Что яв­ляется причиной повышенной инфракрасной яркости Млечного пути? Большое количество темных, не види­мых глазом звезд, излучающих только инфракрасные лучи, или же скопление ярких звезд, скрытых сгуще­ниями холодной межзвездной материи, прозрачной только для инфракрасных лучей? Этот вопрос дол­жен разрешиться при дальнейшем изучении явления. Очевидно, однако, что исследование инфракрасного излучения Млечного пути даст ученым возможность проникнуть «оптическим зондом» в неисследованные районы Галактики.

Большое количество существенно важных работ Эльбрусской экспедицией было выполнено в различных областях геофизики. Необходимо указать на исследо­вания условий образования облаков и режима ветра в горах (группа Е.С. Селезневой (14), работы по изу­чению земных токов А.П. Краева и его сотрудников (15), впервые измерявших теллурические поля в зоне вечных снегов на высоте 4000 м; работы Е.И. Мерку­ловой (16) и других по изучению атмосферно-электрического поля на Эльбрусе; актинометрические ра­боты А.Н. Гордова. Интересные работы по изучению радиосвязи в горах проводились в первых экспеди­циях группой под руководством Ф.А. Пронина.

Научная работа на Эльбрусе приобретает все боль­ший размах и уже близко время, когда экспедиционные наблюдения сменятся стационарной работой большого коллектива. Многолетний труд советских ученых при­вел к созданию серьезной научно-исследовательской базы, где освоение гор с научными целями осущест­вляется с настойчивостью и энергией, присущей совет­ским людям.
Ленинград.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   28




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет