Андрей Капица. Колумб XX века

Количество «белых пятен» ледового континента стремительно сокращалось, надо было спешить! Поэтому уже в 1958 году Андрей Капица защищает на географическом факультете МГУ кандидатскую диссертацию «Динамика краевой части ледникового покрова Восточной Антарктиды в районе работ Первой Комплексной Антарктической экспедиции Академии наук СССР в 1956–1957 гг.». Его научным руководителем выступил все тот же профессор Н. И. Маккавеев. Уже в своей кандидатской Андрей Капица выдвинул смелую идею, что подо льдом на самом деле находится вода. Потому что еще перед поездкой на покрытый льдом континент ознакомился с двумя полезными книгами. Первая — это монография «Исследования о ледниковом периоде» родоначальника науки гляциологии, князя и анархиста Петра Алексеевича Кропоткина. В своем обширном труде он уподобил ледник горной породе, подогреваемой снизу естественным теплом земли. Он писал: «Пройдя в… толщах слой около 10–15 м, в котором еще чувствуется влияние времен года, мы встретим уже лед, которого температура остается неизменною круглый год и равна средней годовой воздуха в данной местности… Затем… температура льда… оказывалась бы все выше, по мере дальнейшего углубления в ледник, вследствие общего возрастания температуры почв, по мере опускания вглубь земной коры, — явления, замеченного как в каменных горных породах, так и в вечно-мерзлых пропитанных льдом, рыхлых наносах. Полагая это возрастание в 1° с увеличением глубины на 15–35 м (50–115 футов), мы должны были бы следовательно заключить, что в ледяном покрове Гренландии нулевой слой встретится только на весьма значительной глубине»[191].

Второй источник — в начале 1955 года в № 3 журнала «Вестник Московского университета» инженер-контр-адмирал Николай Николаевич Зубов, основатель кафедры океанологии на Географическом факультете МГУ, опубликовал статью «Некоторые особенности природных льдов большой толщины». В ней он ввел понятие предельной толщины ледника: «Если толщина льда меньше предельной, то на нижней поверхности ледника, т[о] е[сть] на границе между льдом и грунтом, температура при установившемся процессе будет несколько ниже температуры замерзания. Изотерма последней температуры спустится на некоторую глубину вниз от поверхности раздела. Если же толщина льда больше предельной, то изотерма температуры замерзания теоретически должна оказаться уже где-то над поверхностью грунта. Во втором случае… между изотермой температуры замерзания и грунтом должен находиться слой льда, насквозь пропитанного водой, в котором должны наблюдаться сложные явления сосуществования воды и льда»[192].

Иначе говоря, Зубов посчитал, что существует толщина ледника, толще которой он просто не в состоянии стать, так как температура у его подошвы уже достигла нуля.

Специально перед МГГ в 1956 году издательство Московского университета переиздало эту статью Зубова отдельной брошюрой «О льдах Арктики и Антарктики» (Дополнения к книге «Льды Арктики»), где она для быстроты издания была размножена на пишущей машинке!

Получалось, что морену скорее можно было бы ожидать у края ледника, в то время как в центральных частях Зубовым предполагалось донное таяние. Это мнение было в те времена настолько революционным, что Николай Николаевич даже написал не о чистой талой воде под ледником, а о некоей смеси воды со льдом.

На это и опирался Андрей Капица в своей кандидатской диссертации. В ней он в первую очередь рассчитал повышенный тепловой поток, идущий из недр Антарктиды около Мирного даже по сравнению с соседней Южной Африкой: «Это может быть объяснено тем, что в краевых частях ледника благодаря большой скорости движения идет выделение тепла, образующегося при внутреннем трении в теле ледника». И сообщил свое открытие: «Критическая мощность почти во всех точках [профиля от Мирного до Пионерской] меньше действительной мощности ледника вдвое. Исходя из вышесказанного, мы должны предположить, что под мощным слоем льда у нас должен существовать почти такой же слой воды…

Если бы таковой слой существовал, то давление воды в центральных районах материка, где высоты и мощности льда превышают 3000 м, создали бы давление в этом слое 300 атм. Это давление передалось бы через слой воды в краевые части ледника, где давление воды и льда меньше [в] 1,5–2 раза. Передача давления вызвала бы поднятие краевых частей на такую же высоту, как и центральных. Но мы знаем, что превышение ст. Пионерской над 100-м км порядка 1300 м, значит под[о] льдом на этом участке подобной линзы не существует, исходя из чисто механических соображений. [Но] известно, что центральные районы материка имеют огромные площади совершенно ровных участков, так, например, высота ст. Комсомольской 3540 м над уровнем моря, а ст. Восток 3500 м, т. е. на расстоянии более 600 км разница высот очень невелика. Отсюда следует, что существование подобной линзы слоя воды вполне возможно в центральных частях ледника»[193].