Неправильные колебания барометра под тропиками очень незначительны в противоположность значительным правильным колебаниям. В умеренном поясе явления эти изменяются: здесь неправильности очень значительны, нормальные же суточные колебания так малы, что последние не могут быть замечены, если мы ограничимся только несколько-дневным ежечасным наблюдением. Только после продолжительного ряда наблюдений удается при выведении средних результатов заметить, что несколько высший столб утром, несколько низший – после обеда. Кроме того, самые часы, в которые наступают изменения, непостоянны в течение целого года: суточные крайности приближаются зимой к полудню и отодвигаются в летнюю пору.
Неправильные колебания барометра в умеренной полосе так значительны, что положение ртутного столба может в течение нескольких месяцев представлять разницу на 20 линий, и потому неудивительно, что незначительные суточные колебания были здесь замечены только после ряда долгих наблюдений.
Давление воздуха оказывает влияние не только на понижение барометра; от него зависят и некоторые физиологические явления, которые Гумбольдт тоже испытал на себе. Еще Соссюр во время своего путешествия в Альпах упоминает о невероятном утомлении при поднятии на значительные высоты (выше 1400 – 1500 туазов), которого никак нельзя объяснить напряжением мускулов. Путешественник не в силах сделать 20-30 шагов без отдыха. Присев с этой целью, испытывающий это утомление сейчас же готов заснуть, несмотря на неудобство положения и холод. Некоторые лица испытывают при этом тошноту, доходящую до рвоты, даже до обмороков. Разные натуры неодинаково впечатлительны к этому недугу, но даже самые сильные не свободны от него; даже такие, которые по своему образу жизни, как напр. альпийские проводники, более или менее привычные к разреженному горному воздуху, подвержены ему. И затруднение дыхания замечают тоже, но без давления, и потому Соссюр объяснял это явление не столько недостатком кислорода (хотя при меньшей плотности воздуха на высотах при каждом вдыхании легкие получают меньшее количество его, чем ближе к уровню моря), но расслаблением сосудов, которые не подвергаются снаружи такому сильному давлению, как то, которое испытывают органы на незначительном поднятии над поверхностью моря и к которому организм приспособлен.
На Андах Гумбольдт имел случай познакомиться с этим физиологическим явлением еще в большей степени, чем Соссюр на Альпах. Исследуя различные высоты, на которых люди еще живут, Гумбольдт полагал, что организм человеческий может в известных пределах без неудобств выносить уменьшенное давление атмосферы и что оно только тогда дает себя чувствовать, когда столб ртути падает ниже 15 дюймов. При этом он замечает, что белое племя выносчивее в этом случае краснокожих; как те, так и другие, однако, кроме упомянутых Соссюром явлений, страдают на значительных высотах кровотечениями из носа, десен, глаз, губ.
Явления крайнего утомления при поднятии на значительные высоты объясняются теперь исследованиями братьев Веберов (физиологов). По обеим сторонам таза находятся вертлюжные впадины, внутри гладкие углубления кости, в которых движутся головки бедренных костей. Целое сочленение покрыто связками и оболочкой, соединяющей таз с шейкой бедра. Если мы перережем на трупе все толстые слои мышц, покрывающих это сочленение, а также и перепонку, то нога не выпадет из сустава; она держится еще плотно в вертлюжной впадине таза давлением воздуха. Из этого мы вправе заключить, что мы не нуждаемся употреблять особенные усилия для того, чтобы во время ходьбы нести ногу, отделяющуюся от земли. Давление воздуха облегчает нам этот труд. Так как на значительных высотах давление воздуха уменьшается, то он не может уже и нести всей тяжести нашей ноги, и работа, которую исполнял воздух на равнине, переходит теперь на мышцы. Тут они должны не только передвигать наши ноги вперед и назад, но и нести их – работа, от которой они были свободны при большем давлении воздуха. В этом найдем и ключ к уразумению усталости при восхождении на значительные высоты. Впрочем, он объясняет нам одну только сторону явления; все-таки остается непонятным, почему усталость наступает скоро и проходит тоже очень быстро и каким образом люди, по уверению Гумбольдта, в короткое время привыкают к незначительному давлению воздуха. Конечно, возможно, что природа как будто приспособляет организм к этому тем, что дает человеку, с малолетства живущему на значительных высотах, гораздо больший поперечник вертлюжной впадины, но трудно предположить, чтобы она у жителя равнины, попавшего случайно на значительное возвышение, делалась больше. Впрочем, утверждают, что английские гончие собаки, завезенные на возвышенности Мексики (на 6 000 – 7 000 футов над поверхностью моря), в первом поколении совершенно негодны для охоты, между тем как второе поколение, родившееся и взросшее там, удовлетворяет всем условиям хорошей охотничьей собаки [44].
Гигрометрические исследования
Кроме газов как составных частей атмосферического воздуха, последний содержит в себе еще изменяющееся количество водяных паров, колебания которого и составляют то, что в обыкновенной жизни называется погодой, между тем как они, вместе с явлениями теплоты, представляют то, что дает наиболее себя чувствовать человеку, который совокупность их обозначает словом: климат.
Что воздух содержит в себе воду, было, конечно, известно испокон века; но сведения древних о том, в каком виде она находится в атмосфере, были очень недостаточны. По общераспространенному мнению полагали, что вода находится в воздухе в растворенном состоянии. Этого мнения был вначале и Гумбольдт. Соединение воды с теплородом (который тогда считали материальным веществом), т. е. водяные пары, принимали за химическое соединение их с воздухом. Соссюр был первый ученый, отнесшийся с недоверием к этой теории, так как он нашел, что в данном объеме всегда находится одинаковое количество воды, с каким бы газом она ни находилась в соединении, лишь бы только температура оставалась неизменной. Это не могло бы иметь, конечно, места, если бы вода и теплород представляли химическое соединение. Мы видели также выше, что уже Дальтон высказал закон, по которому над Землей находится атмосфера водяных паров, которая повинуется собственным законам, совершенно независимо от тех, которым следуют частицы кислорода и азота, находящиеся в среде их. Частицы водяных паров распространяются в данном пространстве, как будто в нем не было вовсе воздуха, с той только особенностью, что это распространение совершается тем медленнее, чем плотнее воздух.
