HERMANN HELMHOLTZ
JÉG ÉS JÉGÁR
Előadatott
1865-ik év február havában,
majnai Frankfurtban és Heidelbergben.
Tisztelt gyülekezet!
A jég és örökös hó világa, a mint az a szomszéd alpokon elterül, ridegsége, elhagyottsága s veszélyessége daczára mindenkit elbűvöl sajátszerű varázsával. Nemcsak a természettudós figyelmét köti le, ki benne földünk jelen és mult történetének nem egy pontját bámulatosan megvilágítva találja; hanem nyaranta azon utasok ezreit is körébe csalja, kik legkülönbözőbb foglalkozásaik által kimentve, ott testi és szellemi üdülést keresnek. Mig sokan megelégesznek azzal, ha távolról csodálhatják a csillogó
pompát, melyet a havas csúcsok tiszta fénye, a kék ég és zöld rétek közé ékelve, a tájnak kölcsönöz: addig egyesek nem rettegve a veszélyek s fáradalmak nagyságától, ez idegenszerű világban merészen előre törnek, s jutalmazást magasztosságának szemléletében keresnek.
Próbálni sem akarom azt, mit már annyian s annyiszor hiába próbáltak, hogy szavakkal fessem a természet ama szépségét és nagyszerűségét, melynek látása az alpok vándorát elragadja. Feltehetem, hogy önök azt saját szemeikkel látták, vagy legalább reménylem, hogy látni fogják. Úgy gondolom, hogy az öröm és érdek, melyet önökben e magasztos jelenetek keltettek, egyszersmind hajlandóbbá fogja tenni azon nevezetes eredmények meghallgatására is, melyekhez az újabb természettudományi kutatások a jégvilág főbb jeleneteire vonatkozólag vezettek. A jégnek kicsinyes sajátszerűségei, melyek más helyen emlitve, bizonyára a tudományos szőrszálhasogatás vádja alá esnének, itt a jégárban véghez menő folyamatok legfontosabbjainak magyarázatát adják. Formátlan kőtömbök a figyelmes észlelőnek történeteiket mondják el, oly történeteket, melyek gyakran az emberi nem multján túl egész az őskor homályába nyúlnak. Hol az első pillantásra csak vigasztalan magányban messze elterülő pusztaságot vagy a romboló erők küzdteréül szolgáló zűrzavart látunk, ott később irtóztató erőknek nyugodt törvényszerű és áldásthozó működése tárul fel szemeink előtt.
Ez alapon merem igérni, hogy e jelenetek összefüggésének tanulmányozása, bár azzal e helyen csak rövid vázlatban foglalkozhatom, nemcsak prózai oktatást fog önöknek nyujtani, hanem egyszersmind a magas hegység nagyszerű
(*)Hazánkban jégárak (Gletscher, Ferner, Kees, Glacier) nem lévén, nyelvünkben hiányzik a szó jelzésökre. Mennyiben helyes a jégáram röviditéséből származtatott jégár kifejezés, az magából ez előadásból fog legvilágosabban kitűnni.(A forditó.)
jelenetei felett érzett örömüket is élénkiteni, érdekeltségöket gazdagitani, s bámulatukat növelni fogja.
Legyen szabad mindenekelőtt a magas hegységek hómezőinek s jégárainak külső jelenségeit fővonásaiban vázolnom, illetőleg e jelenségek emlékét felfrissitenem, hozzácsatolvan azt, mivel pontos mérések a közvetlen észleletek eredményeit kiegészitették. Az egyes jelenetek okszerű összefüggésének nyomozására csak azután fogok áttérni.
Mennél magasabbra emelkedünk valamely hegy oldalán, annál nagyobb hideget érzünk. Légkörünk a föld felületén melegitő takaró gyanánt terül el, mely a napnak világító hősugaraira nézve nagy mértékben átlátszó, s így azokat csaknem zavartalanul bocsátja át. A sötét hősugarak ellenben, milyeneket a felhevitett földi tárgyak a világür felé visszasugároznak, e takarón nem birnak oly könnyen áthatolni. A föld légköre, különösen nedves állapotban, elnyeli azokat s az így felhevült légtömeg hevét csak lassan adja át a környező világürnek. A hő kiadása késleltetik ily módon a hő bevételének irányában, s ez által bizonyos hőmennyiség a földfelületen visszatartatik. Magas hegyek fölött a légkör által képezett takaró sokkal vékonyabb, onnét a földszin sugárzó heve sokkal gyorsabban tér a világürbe vissza, s így ott a felhalmozott hőkészlet és a hőmérséklet is jóval csekélyebb mint alant.
Ehhez még a légnek egy más, ugyanazon irányban ható sajátsága is járul. A lég kiterjedése közben ugyanis hőkészletéuek egy részét elveszti, s így hidegebbé válik, hacsak veszteségét környezetéből felvett hő által nem pótolhatja. Viszont a légnek összenyomatása által, ugyanazon hőmennyiség keletkezik, mely a kiterjedés közben eltünt. Így például, midőn a déli szelek a középtenger meleg levegőjét észak felé kergetik s az alpok magas hegysánczain felemelkedni kényszeritik, úgy ott a lég a légsúlymérő által jelzett csekélyebb nyomásnak megfelelőleg, térfogatának mintegy felével fog kiterjedni, s kell hogy
a mellett jelentékeny lehűtést szenvedjen. A hegység középmagassagát 11000 lábnyinak feltételezvén, e lehülés a lég nedvességi állapota szerint 16 egész 21 Réaumur-féle hőfoknyi lesz. A lég e jelentékeny lehűlése közben nedvességének nagy részét eső vagy hó alakjában lerakja. Ha később ugyanazon légtömeg a hegység északi oldalán mint "Föhn" (*) újra a völgyekbe s síkokra száll alá, úgy újból megsürődik s egyszersmind újból felmelegszik. Így látjuk, hogy ugyanazon légáram, melyet a hegység innenső vagy túlsó oldalán tűrhetlen melegnek találunk, a magaslaton csipős hideg lehet, s ott havat rakhat le.
A hőmérséklet csökkenése a magasban, mely e két ok következméuyeképea előáll, már a szomszédos alacsony hegylánczolatokon is könnyen észrevehető. Középeurópában a hőmérséklet nyáron át 600, télen pedig 900 lábnyi emelkedésre egy Réaumur-féle fokkal száll alá. Az alpokon, nagyobb magasságuknak megfelelőleg, e hőmérsékleti különbségek is jelentékenyebbek, úgy, hogy a télen esett hó a csúcsok és lejtők magasabb részeiről a nyár egész tartama alatt sem képes leolvadni. Azon határvonalat, mely felett a föld szinét egész éven át hó takarja, az örököshó határának nevezzük; e határvonal az alpok északi oldalán mintegy 8000, déli oldalán pedig mintegy 8800 lábnyi magasságban fekszik. Derült napokon az örökös hó határán felül is jó meleg lehet; sőt a napnak gyengitetlen sugárzása, a hóról visszavert fény által erősítve, gyakran annyira tűrhetetlenné válik, hogy a városi utas, ki szemeit e vakitó hatás befolyása elől mindenesetre csak sötét szemüveg vagy fátyol segélyével óvhatja meg, arczán többnyire erősen lesülve tér haza, minek folytán a bőr lobosan felduzzad, s felületén nagy hólyagok keletkeznek. A napsugarak hevének bizonyára kedvesebb hirdetői
(*) A délnyugoti u.n. megforditott pászszátszelek az alpokban – Ford.
ama kis alpvirágok, melyek telt színezetükkel s erős illatukkal, hómezők közepette, védett sziklahasadékokban virágoznak. Daczára a nap heves sugárzásának, a lég a hómezők felett rendesen csak 5º, legfeljebb 8º R. hőmérséket ér el; a mi különben elégséges a felületen fekvő hórétegek jelentékeny részének megolvasztására. A meleg napok és órák mégis rövidek arra, hogy azon hatalmas hótömegeket eltávolitsák, melyek a hidegebb időszakban estek. Az örökös hó határának magassága ennélfogva nem egyedül a hegyoldalok hőmérsékétől, hanem az évenkint eső hómennyiségtől is függ. Így magyarázhatjuk azon különös tényt, hogy e határvonal a Himalaya déli, nedves és meleg lejtőjén mélyebben fekszik, mint ugyanazon hegység északi, sokkal hidegebb, de egyszersmind sokkal szárazabb oldalán. A havazás az alpokon, nyugoti Európa nedves időjárásának megfelelőleg, nagyon jelentékeny, s ezért ott a jégárak száma és kiterjedése aránylag nagyobb mint másutt, úgy, hogy e tekintetben földünknek csak kevés hegylánczolata mérközhetik velök. A jég világát hasonló kifejlődésben, a mennyire ma ismeretes, másutt nem is találjuk, mint legfeljebb a Himalayán, a hatalmas magasság, Grönland s északi Norvégiában a hidegebb időjárás, Island és Újseelandban pedig e vidékek nagyobb nedvessége következtében.
Az örökös hó határán felül fekvő helyek e szerint az által vannak jellemezve, hogy az egész év folyamában felületükre eső hó nyáron át nem bir teljesen elolvadni, hanem részben fekve marad. A hó, mely egy nyarat kiállott, a nap melegének behatásától továbbra védve lesz az által, hogy a következő ősz, tél és tavasz fris hótömegeket borit reá. A jövő nyár e fris hótömegek egy részét is megkiméli; s igy egyik év a másik után rakja egymásra a hórétegeket. A hol az ilyen hótömb meredek szakadással végződik, ott az évi rétegek szabályos egymásra rakódását könnyen felismerhetjük.
Világos azonban, hogy a hórétegek ilyetén felhalmozódása nem tarthat örökké így, mert akkor a havas csúcsok magassága évről évre szünet nélkül növekednék. Mennél inkább tornyosodik azonban a hó: lejtői annál meredekebbé válnak, s annál nagyobb lesz a teher, mely az alsó, régiebb rétegekre nehezedik, s azokat kiszoritani törekszik. Végre okvetlenül bekövetkezik azon állapot, midőn a hólejtők meredekebhé váltak, semhogy rajtuk fris hó feküdhetnék meg, s midőn a teher, mely az alsó rétegeket lefelé nyomja, oly nagy, hogy ezek a hegy meredek lejtőin helyzetöket tovább megtartani nem képesek. Így kényszerittetik az eredetileg a hegység magas, az örökös hó határán felül fekvő pontjain egybegyült hótömegnek egy része első fekhelyének elhagyására s új helyzet keresésére, melyet most csak az örökös hó határán alól, a hegylejtők mélyebb részein s különösen a völgyekben fog találhatni. Itt a melegebb levegő behatásának kitéve, megolvad s végre viz alakjában tova folyik. A hótömegek ezen lefelé történő mozgása néha rögtönösen a lavina-görgetegekben, rendesen azonban csak lassanként a jégárakban megy véghez.
Két alkotó részt kell tehát a jégmezőkön megkülönböztetnünk. Az egyik a Svájczban firn-nek nevezett, eredeti esésének helyén fekvő hótömeg, az oromhó, mely a csúcsok lejtőit az örökös hó határán felül mindenütt fedi, hol azokhoz tapadni képes, s mely a völgyek felső katlanszerű végeit messze elterülő hómezőkkel, úgynevezett firn-tengerekkel tölti be. A másik a Svájczban "Gletscher," Tyrolban "Ferner" nevet viselő jégár, mely a firn-tenger hosszabbodásaként gyakran 4000, sőt 5000 lábbal az örökös hó határa alá ér le, s melyben az oromhó laza tömegeit tiszta, szilárd jéggé alakulva találjuk. Innét leli magyarázatát a "Gletscher" elnevezés, mely a latin glacies (franczia nyelven glace, glacier) szóból származott.
A jégárak külső kinézését legtalálóbban jellemezhetjük, ha azt, mint már Goethe tette, jégből alkotott folyókkal hasonlitjuk össze. A firn-tengerekből rendesen az onnét alászálló völgyek mélyében vonulnak el e folyamok, azokat egész szélességükben s gyakran jelentékeny magasságban betöltvén. Utjokban a völgy minden görbületét, tekervényeit, szűküléseit s tágulásait követik. Gyakran két jégár jön össze ott, hol völgyeik egyesülnek. Ilyenkor a két jégár is egy közös árammá egyesül, mely a közös völgyet tölti be. E jégfolyamok helyenkint meglehetősen sima s összefüggő felületet mutatnak, rendesen azonban hasadékok által vannak átmetszve. A felületen úgy, mint a hasadékokon át kisebb-nagyobb vizerecskék csergedeznek, melyek a jég olvadása által keletkezett vizet hordják tova. Ez erecskék patakká egyesülnek, mely a nagyobb jégárak alsó végén levő, pompás kék jégkapu magas boltozata alól szokott előtörni.
A jég felületén rendesen nagy mennyiségű kőporladék és kőtömbök hevernek, s ezek különösen a jégár oldalain s alsó végén hatalmas sánczokká tornyosulnak, melyeket a jégár oldal- és végmorénáinak nevezünk. A jégár hosszának mentében ezenkivül még más kősánczokat is találunk, a középmorénákat vagyis guffervonalakat, melyek a felületen mint szabályos sötét vonalak húzódnak végig. E vonalak miadig ott kezdődnek, hol két jégfolyam összeömlik és egyesül. A középmorénák ily helyeken a két jégár egyesült oldalmorénáinak folytatásaként tűnnek elő.
A középmorénák keletkezési módját az Unteraargletscher ide csatolt rajza (13. ábra) szembetünően megvilágítja. Rajzunk hátterében a két jégárt, különböző völgyeken át, jobbról a Schreckhorn, balról a Finsteraarhorn lejtőiről látjuk alászállani. Egyesülésök helyétől fogva a kép közepét elfoglaló kősáncz mint középmoréna húzódik
tova. Balról jégoszlopokon nyugvó szikladarabokat látunk; ezek az úgynevezett jégári asztalok.
13-ik ábra.
További példát e viszonyok felvilágositására a 14-ik ábra nyujt, mely a Chamouni mellett fekvő "Mer de glace" térképét mutatja, Forbes rajza után.
A Mer de glace, mint tudjuk, tömegére nézve Svájcz minden jégárai között leghatalmasabb, habár hossza nem oly nagy is, mint az Aletschgletscheré. Tömegét a Montblanctól közvetlenül északra fekvő csúcsok hómezőiről gyüjti. E csúcsok közül többen, mint például a Grande Jorasse, az Aiguille Verte (a, 14. és 15. ábra) az Aiguille du Géant (b), az Aiguille du Midi (c) és az Aiguille du Dru (d) csak két vagy háromezer lábbal alacsonyabbak áz európai hegyek fejedelménél. E csúcsok lejtőin és az általuk bezárt katlanokban hómezők terülnek el, melyek
tömegüket három főáramba ömlesztik. Így jő létre a Glacier du Géant, a Glacier de Léchaud és a Glacier du Talèfre, melyek aztán alant egyesülnek, s mint ábránk is mutatja, a Mer de Glace-t alkotják. Hatalmas, 2600-3000 láb széles jégfolyam alakjában száll ez Chamouni völgyébe alá, hol alsó végén k-nál egy erőteljes patak, a később az Arve-ba ömlő Arveyron tör elő. A Mer de Glace legvégső szakadása, mely Chamouni völgyéböl is látható, hatalmas jégzuha-
14-ik ábra.
tagot képez s közönségesen Glacier des Boisnak neveztetik, az alatta fekvő falucska neve után.
Chamouni látogatói közül legtöbben megelégesznek azzal, ha a Mer de Glace alsó részére léptek. Rendesen a montanverti kocsmánál (m) lépnek reá, s a szédelgéstől mentek a jégárt keresztben átszelik, hogy a (Chapeau (n) szembenfekvő házikójához jussanak. Bár ez úton, mint ábránk is mutatja, a jégárnak aránylag csak nagyon kicsiny része tárul fel szemeink előtt: mégis kielégitő képét adja az mind ama nagyszerű jeleneteknek, mind ama fáradalmak és nehézségeknek, melyek a jégárak között a vándorra várnak. Merészebb utasok a jégáron egész a csekély növényzettel bontott Jardin (e) nevű kőszirtig hatolnak, mely a Glacier du Talèfre jégáramát kétfelé bontja. Mások még bátrabban Col du Géant-ig (11000 láb a tenger szine felett) emelkednek, s onnét az olasz oldalra, Aosta völgyébe mennek.
A Mer de Glace felületén négy, középmoréna néven nevezett kősánczot látnak. Az első, a jégár keleti oldalához legközelebb, a Jardin alsó végén jő létre, ott hol a Glacier du Talèfre két ága egyesül; a második e jégár és a Glacier de Léchaud egyesülésénél, a harmadik ez utóbbinak és a Glaeier du Géant-nak összefolyásánál, végre a negyedik azon szirt csúcsánál keletkezik, mely az Aiguille du Géant magaslatáról a Glacier du Géant zuhataga, g felé nyúlik.
A jégár hajlását és esését a 15-ik ábra tünteti elő, mely annak hosszmetszetét Forbes méréseinek alapján mutatja. Ábránkon a jégár jobboldali partjának látképe terül el. A betük ugyanazon pontokat jelelik, mint a 14-ik ábrában; p az Aiguille de Léchaud, q az Aiguille Noire, r a Mont Tacul, f a Col du Géant helyzetére vonatkozik. Az utoljára nevezett Col du Géant a legmélyebb pont azon sziklafalak gyürűjében, melyek a Mer de Glace-t tápláló hómezőket körülveszik.
Rajzunk alapjának hossza 2 német (vagyis geografiai) mérföldnek felel meg; jobb oldalán a tenger szine feletti magasságok angol lábakban vannak kijelölve. Világosan látjuk itt, mily csekély rendesen a jégár esése. Mélységét mindeddig nem ismerjük pontosan, s így annak előállitásánál megközelitő becslésekre kellett szoritkoznunk. Hogy e jégár nagyon mély, azt egyes, véletlen észleletek biztosan mutatják.
15-ik ábra.
A Tacul egy merőleges sziklafalának végén a Glacier du Géant 140 lábnyi magas függőleges jégfallal nyomúl elő. Ez által a jégár egyik felső ágának mélysége legalább annak szélén elő tűnik. A középen és a három jégár egyesülése után e mélységnek természetesen sokkal nagyobbnak kell lenni. Tyndall és Hirst, kevéssel az egyesülés helye alatt, 160 lábnyi mélységet találtak. Méréseikre egy Moulin (malom), azaz egy olyan akna nyujtott alkalmat, melyen át a jégár felületén csergedező viz annak mélyébe zuhan. Vezetőik azt állitották, hogy egy ilyen aknában más alkalommal 350 lábnyi mély-
séget találtak. A jégár fenekét azonban egyik esetben sem érték el. Már a sziklafalak által képezett völgyek öblös vagy hasadékszerű alakjánál fogva sem valószinű, hogy 3000 lábnyi szélesség mellett a mélység középértéke csak 350 lábnyi legyen. Más oldalról a jég mozgásának módja azt bizonyitja, hogy a felső, hasadozott rétegek alatt még hatalmas, összefüggő réteg fekszik.
Hogy e méretek arányairól képzetet alkothassunk, hasonlitsuk azokat ismert tárgyakéhoz; képzeljük magunknak Heidelberg völgyét a Molkenkurig, sőt azon felül jéggel betöltve, úgy, hogy a vár és a város tornyaival benne eltemetve legyen; képzeljük továbbá, hogy e jégtömeg a völgy nyilásától kezdve, folyton magasbodva, Neckárgemündig terjeszkedik s szemeink előtt fognak állani a Mer de Glace alsó egyesült jégfolyamának méretei.
Vagy gondoljuk el, hogy Bingennél a Rajna és a Nahe helyett két jégfolyam egyesül, s hogy az egygyé vált folyam, a Rajna völgyét egészen betöltve, Asmannshausen és Burg Rheinstein romjáig terjed: úgy ezen folyam nagysága körülbelül a Mer de Glace méreteinek felelne meg.
A Gornergletscher, Zermatt mellett, szintén érdekes példában mntatja, mennyire hatalmas a nagyobb jégárak tömege. A 16-ik ábra a jégárnak alsó végét állitja elő.
A jégár felülete többnyire mocskos; tiszta jegét apró kövecsek s kőporladék fedik, melyek mindinkább összetolúlnak, a mint a jég alattok és körülöttök inkább és inkább olvad. A jég a felületen, az olvadás következtében, roncsolt és darabos kinézést nyer. A hasadékok mélyében azonban a jég oly tisztán s átlátszón tündöklik, hogy azt a sík vidéken található jéggel párhuzamba sem helyezhetjük. Tisztasága következtében gyönyörű kék színben pompázik, s színe az ég kékjénél csak kevéssé zöldesebb. E hasadékok, melyekben a jégár belsejének tiszta jege láthatóvá válik, különböző nagyságúak; eleinte csak mint keskeny szakadások jőnek létre, s ilyenkor alig dughatjuk beléjök
tollkésünk hegyét; de aztán lassanként tátongó mélységekké nőnek, melyek nem ritkán több száz sőt ezer lábnyi hosszúk, húsz, ötven vagy száz lábnyi szélesek és sok esetben beláthatatlan mélyek. A merőleges, tiszta kék jégfal,
16-ik ábra.
a mint azt a lecsepegő viz csillogóvá teszi, a természet legpompásabb látványainak egyikét mntatja, ámbár azt mindig a veszély izgató érdeke kiséri, s csak olyanok előtt tárul fel, kik a szédelgés minden kisértéseitől mentek. Kell, hogy erősen szegezett czipő és hegyes alpesi-bot segítségével a sikamlós jégen szilárdan meg tudjunk állni, még akkor is, ha lábunk előtt meredek szakadás tátong, melynek feneke ismeretlen mélység sötét homályában vész e. E hasadékokat alig kerülhetjük ki, midőn valamely jégáron átmegyünk; így a Mer de Glace alsó végén, ott, hol az utasok rendesen átszelik, többször kell vékony s mere-
dek jégpadokon végigmenni, melyek gyakran csak négy vagy hat láb szélesek, s két oldalnkon kékellő mélységek nyiladoznak; nem egy vándor, ki sziklaszakadások felett félelem nélkül lépdelt tova, érezte szívét ily helyeken szorulni, s szemét a tátongó mélységtől még el sem fordithatta, mert lépésről lépésre kellett lábainak elhelyezéséről gondoskodnia. Pedig ezen kék színben tátongó nyilások, ott hol előttünk nyiltan tárulnak fel, távolról sem tartoznak a jégár leggonoszabb veszélyei közé. Mi emberek, az igaz, úgy vagynnk alkotva, hogy a veszély, melyet látunk s épen azért biztosan kikerülhetünk, inkább rémit el, mint az, melynek jelenlétét tudjuk ngyan, de melyet szemeink elől vékony fátyol fed el. Így teszünk legalább a jégár hasadékaival szemben. E hasadékok a jégár alsó végén halállal s végromlással fenyegetnek, s az utast arra kényszerítik, hogy félénken visszahúzódva, minden okosságát kikerülésökre forditsa; pedig a balesetek épen ily helyeken legritkábbak. Másként van ez a jégár felső részeiben, ott felületét hó boritja, mely néha kellő vastagságú rétegeket képezvén, négy sőt nyolcz láb széles hasadékokat is áthidal, s azokat teljesen befödő boltozatokat képez, úgy, hogy a vándor szemei előtt egyenletes sima hómező látszik elterülni. Ha ezen hóboltozatok kellő vastagságúak, úgy az ember terhét elbirják; de ha nem, akkor egyaránt veszélyesek nemcsak az emberre, de még a zergékre nézve is.
E veszélyt, mint ismeretes, legkönnyebben úgy kerülhetjük ki, ha ketten vagy hárman erős kötéllel kötözködünk össze, és pedig oly módon, hogy az egyesek tiz vagy tizenkét lábnyi távolban követhessék egymást. Ha egyik vagy másik a hasadékba esnék, a többiek könnyen visszatarthatják és kihuzhatják.
Helyenként, és pedig különösen a jégár alsó végének közelében, a hasadékokba be is hatolhatnnk. Grindelwald s Rosenlaui jégárainál, vagy más gyakran látogatott jégáraknál a vándor útját jégbe vágott lépcsők s deszka-
padozatok által találja könnyebbitve. Kit a folytonosan lecsepegő viz vissza nem riaszt, az ily helyeken a hasadékokban messzire előnyomulhat, s elmerülhet ez üregek csodásan átlátszó, tiszta kristályfalainak bámulatában. A gyönyörű kék színezet, melyben pompáznak, nem egyéb, mint a tökéletesen tiszta viznek színe; mert a cseppfolyó viznek, úgy mint a jégnek, egyaránt kék színezete van, de e színezet annyira gyenge, hogy csak tiz lábnyi vagy még vastagabb rétegeknél tűnik elő. A genfi tó és a Garda tavának vize ugyanazon pompás kék színt mutatja, mint a jég.
17-ik ábra.
A jégár nem mindenütt szakadozott; ott, hol a jég ellenálló sziklákhoz szorul, vagy a nagyobb, egyenletesen elhúzódó jégárak közepén, teljesen összefüggő felületre találunk. A Mer de Glace simább részeiről fogalmat nyerhetünk, ha a 17-ik ábrára tekintünk, mely a háttérben látható montanverti házikó alatt elterülő részlet képét adja. A Griesgletscheren, ott hol a Rhone-völgye és a Tosa-völgye közötti hágó magaslatát eléri, még lovak is átjárhatnak.
18-ik ábra.
A jégár felületének szakadozottsága ellenben ott a legnagyobb, hol ágyának valamely kevéssé lejtős helyéről lejtősebb helyére megy át. Itt aztán a jég, minden irányban repedezve, nagyszámú jégtuskókra szakad, melyek olvadásuk folytán többnyire meglepő alakú csúcsos szirtekké és gúlákká változnak s időről-időre hatalmas robajjal hullnak a köztük fekvő hasadékok mélységeibe. Messziről az ilyen helyeket megfagyott szilaj vizeséseknek tartanók, s innét ered "Cascade" elnevezésük. Ily esést a Glacier du Talèfre l-nél (14. ábra), a Glacier du Géant g-nél képez. Ilyen végre a Mer de Glace alsó vége is. Ez utolsó, a már előbb nevezett Glacier du Bois, mely Chamouni völgyének mélyéből közvetlenül a Heidelberg melletti Königstuhl magasságára, tehát mintegy 1700 lábnyi magasságra emelkedik, Chamouni látogatói körében rendesen a bámulat fő tárgyát képezi. Vad, szétszaggatott szirteinek képét a 18-ik ábrában látjuk.
A jégárakat eddig csupán külső alakjuk és megjelenésük szempontjából hasonlitottuk össze a folyamokkal; pedig e hasonlat nem csupán külső, mert a jég a jégárban, lassabban ugyan, de hasonló módon mozog előre, mint azt a viz a folyamban teszi. Hogy ennek úgy kell lennie, az már azon okoskodáshól is következik, melylyel a jégár keletkezését iparkodtam magyarázni. A jégár alsó vége ugyanis olvadás következtében folytonosan fagyva, nemsokára egészen eltünnék, ha felülről újabb tömegek nem nyomulnának előre, melyek a firn-tengerekre eső hó által mindig újra pótoltatnak.
A jégár mozgásárél figyelmes észlelés mellett szemeinkkel is meggyőződhetünk. A jégárak körében fekvő völgyek lakói előtt, kik azokon gyakorta átjárnak, s útjuk megjelölésére a felületükön szerte szét heverő nagyobb köveket használják, e mozgás legelőször az által nyilvánult, hogy ez útmutatók minden év folyamában észrevehetőleg lefelé mozogtak. Ha meggondoljuk, hogy például a Mer de Glace
alsó fele évenként 400 sőt 600 lábbal tolódik el: úgy érteni fogjuk, miszerint ez eltolódásoknak minden lassuságnk daczára, még a jégárak hasadékainak s kőtorlaszainak tömkelegében is, előbb-utóbb fel kellett ismertetniök. A kövek mellett egyéb véletlenül a jégárra jutott tárgyak is tova hordatnak. Az 1788-ik év folyamában Saussure, a híres genfi természetbuvár, fiával és egy vezetők és hordárokból összeállitott karavánnal a Col du Géant magaslatán tizenhat napot töltött. Lejövetük alkalmával a Glacier du Géant
19-ik ábra.
esése (g, 19-ik ábra) melletti sziklákon egy falétra maradt vissza. Az Aiguille Noire tövénél, tehát ott történt ez, hol a Mer de Glace negyedik közép morénája kezdődik. Ezen moréna egyszersmind az irányt is kijeleli, melyet a jég mozgása követ. Forbes s vele más utasok e létra töredékeit 1832-ben, tehát 44 évvel később, a Mer de Glace három jégárának egyesülési pontja alatt s közelében (19-ik ábra) találták. A jégár eme részei tehát évenként mintegy 375 lábbal mozogtak lefelé.
1827-ben Hugi az Unteraargletscher közép morénáján egy kunyhót épitett, melyben észleléseit eszközölte; e kunyhó helyzete általa s később Agassiz által ismételve meghatároztatott, s e mérések folytán kitünt, hogy a kunyhó évenként mélyebbre tolódott; 1841-ig, tehát 14 év alatt, 4884 lábbal haladt előre, s így évenként átlagosan 349 párisi lábnyi útat futott he. Agassiz saját kunyhója, mely ugyanazon jégáron épült, valamivel csekélyebb sebességgel mozgott. Az eddig emlitett észleletek hosszú időközöket igényeltek. Pontos mérő-eszközök, például theodolitok használata mellett azonban szükségtelen évekig várnunk, s már egyetlen nap elegendő a jég mozgásának kimutatására.
Ily módon újabb időben több észlelő, különösen Forbes és Tyndall eszközöltek méréseket. Ezek szerint a Mer de Glace közepe naponként 20 hüvelyknyi sebességgel mozog, sőt e sebesség az alsó végesés felé naponként 35 hüvelyknyivé fokozódik. Télen e sebesség mintegy felényi. E mozgás az oldalszélek közelében és a mélyebb rétegekben a vizfolyamok módjára lassúdik.
A Mer de Glace felső mellékáramai ugyancsak csekélyebb mozgást végeznek; a Glacier du Géant naponként 13 hüvelykkel, a Glacier du Léchaud pedig csak 9 ½ hüvelykkel nyomul elő. Különböző jégárakban a sebesség egyátalában különböző; terjedelmük s hajlásuk, a hóesés mennyisége, s egyéb tényezők folynak be a mozgás nagyságára.
A jégár iszonyú jégtömege ekként ugyan lassan s csendesen, a futólagos észlelő előtt észrevétlenül, óráról-órára alig egy hüvelykkel (a Col du Géant jege a Mer de Glace alsó végét csak 120 év alatt érheti el), de a mellett feltarthatlan hatalommal nyomúl előre; az akadályokat, melyeket emberi kéz rakhatna útjába, szalmaszálak gyanánt eltiporva, s még a völgy gránit szikla falain is szembetünő nyomokat hagyva hátra. Mikor nedves évek sorozata után, valamely jégár alsó vége a fent busásan esett hó nyomása következtében előre tolódik, olyankor nemcsak esetleg útjában álló emberi lakokat s erős fatörzseket tör össze, hanem saját morénájának roppant kőtömbökből felhalmozott domb-sorait is maga előtt tolja, a nélkül, hogy azok által bármi kevéssé akadályoztatni látszanék.
Nagyszerű látvány e mozgás, oly csendes és folytonos s a mellett mégis annyira hatalmas s ellenállhatatlan!
A jégtömegek mozgási módja, a mint azt itt leirtuk, a jégár hasadékainak helyzetével és irányával szorosan összefülgg, úgy, hogy lehetségessé válik abból ezekre következtetnünk. A jégár különböző rétegei ugyanis különböző sebességgel haladván, világos, hogy egyes pontjai a többiek irányában elmaradnak, mint például a szélek mentében elvonuló jégtömegek, a középen fekvőkhöz képest. A távolság egy a jégár közepén és egy a szélén fekvő pont között ily módon, az elsőnek nagyobb sebessége folytán, növekedni fog azon pillanattól kezdve, midőn azok egy magasságban feküsznek. Ilyenkor a két pontot összekötő jég nem birván távolságuk növekedésének megfelelőleg kiterjedni, megreped s hasadékokat képez, minőket például a Zermatt mellett elnyúló Gornergletscher rajzán (20. ábra) a jégár szélének mentében látunk. Nem akarok itt mélyebben bchatolni azon szabályos hasadék-rendszerek keletkezésének magyarázatába, melyek bizonyos helyeken minden jégáron feltalálhatók; elég az, ha megemlitem, hogy az eddig felsorolt okoskodá-
sainkból folyó következtetések a jégárakon eszközölt észleletekkel tökéletesen megegyeznek.
20-ik ábra.
El nem hallgathatom azonban azt, hogy már nagyon csekély eltolódások száz meg száz hasadékot képesek létre hozni. A Mer de Glace hosszmetszetében oly helyeket találunk, hol a felület hajlása 2-4 fokkal, tehát alig észrevehetőleg változik. S mégis már e csekély változás is elegendő arra, hogy a keresztben futó hasadékok egész rendszerét hozza létre. Tyndall pontos mérések és számitások alapján kiváló súlyt fektet arra, hogy a jégár jégtömege nyújtó erőknek legkevésbbé sem képes engedni, hogy tehát az ily befolyásoknak kitéve mindenkor megszakad.
A jégár tömegének mozgása még a felületén szétszórt kövek elrakodásának magyarázatára is szolgálhat. E kövek azon hegyek töredékei, melyek között a jégár elvonul. Részint a kőzet elmállása, részint a repedéseiben megfagyó viz által lepattantva, rendesen a jégár szélére hullanak. Ott vagy mindjárt a felületen fekve maradnak, vagy a hótömegekbe mélyen befuródnak s aztán a felső rétegek olvadása folytán később mégis a felszinre jutnak. A mint a jégár alsó végén a kőtöredékek közötti jég folytonosan olvad, úgy torlódnak azok mind jobban össze. A kőtömbök, melyek így lassanként a jégár alsó végeig hordatnak, részben óriási méretűek. Régi és új végmorénákban kétemeletes házak nagyságával versenyző sziklatömböket találunk.
A jégáron heverő kőtöredékek rendesen oly pályákon mozognak melyek a hossziránynyal s egymás között is párhuzamosak.
A kövek, melyek egyszer a jégár közepére jutottak, a közepén is maradnak, s melyek a szélére jutottak,
azok a szélén is mozognak tovább. Ez utóbbiak számosabbak s pedig azért, mert a kövek a jégár egész útjának mentében hullhatnak a szélére, de nem a közepére. Így keletkeznek a jégtömeg szélén az oldalmorénák, melyeknek kőtömbjei részben a jéggel tova mozognak, részben pedig lecsúsznak, s a jég mellett a szilárd sziklatalajon fekve maradnak. Mikor azonban két jégfolyam egyesül, akkor összeütköző oldalmorénáik az egyesült folyam közepén foglalnak helyet, s aztán mint középmorénák egymáshoz és a folyam partjaihoz párhuzamosan tolódnak előre, végig kijelelvén azon jégtömegek határát, melyek eredetileg a jégár egyik és másik mellékágához tartoztak. Az ilyen morénák felette érdekesek, mert kimutatják, hogy a jégfolyam egymás mellett fekvő egyes részei mennyire szabályos s párhuzamos szalagokban csúsznak lefelé. Egy pillantás a Mer de Glace térképére s az ott végig futó négy középmorénára, elég arra, hogy állitásunk helyességét bizonyitsa.
21-ik ábra.
A Glacier du Géant felső részén, valamint folytatásán, a Mer de Glace áramában, a felületen elszórt kövecsek váltakozva szűkebb s fehérebb gyürűkben csoportosnlnak s így a jégen azon évgyürűket alkotják, melyeket először Forbes vett észre. Az által, hogy a g melletti (21. ábra) cascadeban nyáron át több jég csúszik alá mint télen, a jégár felülete a cascade alatt lépcsőzetessé válik, s mivel e lépcsőzet meredek, észak felé forditott lapjai kisebb mértékben olvadnak, mint a felső sík lapjai, azért azok jege tisztább fog maradni mint ezeké. Tyndall véleménye szerint az emlitett szennyes szalagok valószinűleg ily módon keletkeznek. Eleinte csaknem egyenesen futnak a jégáron át; alantabb azonban, minthogy középső részeik gyorsabban mozogva végeik elé tolódnak, ívalakot öltenek, mint azt a 19-ik ábra mutatja. Az észlelő görbületükön közvetlenül leolvashatja a különbséget azon sebességekben, melyekkel a jég árama különböző részeiben előre nyomul.
Egészen más szerepet játszanak azon kövek, melyek a jégtömeg alsó lapjához tapadnak, s melyek részben a hasadékokon át hullottak oda, részben talán a völgy fenekéről törettek le. Ezek a kövek ugyanis a felettök fekvő jégtömeg óriási terhe által a jégár ágyának talapzatához szorittatnak s azon a jéggel együtt lassan odébb tolatnak. A jéghez tapadó kövek és a talapzat sziklái egyaránt kemények, mégis kölcsönös surlódásuk által porrá őröltetnek s pedig oly hatalommal, melyhez képest az ember minden erőkifejtése elenyészik. E surlódás rendkivül ünoni kőlisztet eredményez, mely a viz által elmosva, lent a jégár patakjában tűnik elő, a mint annak rendesen fehéres vagy sárgás iszapos kinézést kölcsönöz. A völgyfenék sziklái pedig, melyeken a jégár dörzsölő erejét évről-évre gyakorolja, mintegy óriási csiszoló gép által csiszoltatnak. Gömbölyded, simára csiszolt dudorodások alakjában maradnak hátra e sziklálk, itt-ott keményebb kövek által bevájt karczolatokkal. Ily alakban látjuk őket a jelenkori jégárak szélein, midőn ezeknek jégtömegei, meleg és száraz évek sorozata után, ágyukba jobban visszahuzódnak mint rendesen. Mint őskori óriás jégárak maradványait még sokkal nagyobb kiterjedésben találjuk e lecsiszolt sziklákat az alpok számos völgyeinek alsó részében. Így különösen jellemzők azon csiszolt sziklafalak, melyekkel az Aar völgy mentében egész Meyringenig találkozunk. Ott találjuk ama híres csiszolt kőlapokat is, melyeken az út átvezet s melyek annyira simák, hogy az emberek és a lovak csak az oda bevert vasabroncsok segélyével tudnak rajtok átmenni.
A jégárak egykori roppant kiterjedéséről a lecsiszolt sziklákon kivül még a régi moréna sánczok és a tovahordott kőtömbök is tanúskodnak. A jégárak által tovahordott kőtömbök, a viz által leguritott szikla-töredékektől, óriási méreteik, le nem tompitott ép szögleteik s végre különösen az által különböznek, hogy a jégár a különböző kőzetek töredékeit ugyanazon sorrendben rakja le, melyben azok a
hegygerinczet épitik fel, melyről a kőtömbök leszakadtak; mig a vizfolyamok a tova hengergetett köveket minden különbség nélkül össze-vissza keverik.
A geologok ez ismertető jelekre támaszkodva kimutatták, hogy a jégárak hajdanta Chamounitól, a Monte Rosától, a Gotthardtól s végre a berni Alpoktól kezdve az Arve, Rhone, Aare és a Rajna völgyein itt egész a Svájcz lapályosabb részeig s a Juráig terjedtek, hol kőtömbjeiket a Neufchateli tó mai szine felett több mint 1000 lábnyi magasságban rakták le. Őskori jégárak hasonló nyomaira az angol szigetek és Skandinavia félszigetén is találunk.
Az északi tengerek jéghegyei ugyancsak a jégárak szülöttei; Grönland jégárai tolják a tengerbe az iszonyú jégtömeget, melynek egyes elszakadt részei jéghegyekként úsznak tova. Kisebb arányokban Svájczban is láthatjuk a jéghegyek képződési módját a kis Märjelen tavon, melybe a nagy Aletschgletscher jégtömegének egy része tolódik. Sziklatöredékek jéghegyeken hosszú tengeri utakat futhatnak be. Valószinű, hogy ama nagyszámú gránittömbök, melyek északi Németország síkjain hevernek s melyeknek gránitja azonos azzal, mely Skandinavia hegységeit alkotja – jéghegyek által hordattak oda, ugyanazon korszakban, midőn Európa hegységeinek jégárai oly roppant kiterjedésűek voltak.
Szoritkozzunk ez alkalommal a jégárak őskori történetét illetőleg e néhány megjegyzésre s térjünk vissza a jelenkor folyamatainak vizsgálatához.
Az eddig felsorolt tények azt bizonyitják, hogy a jégár jege a nyúlósan folyó anyagok módjára mozog, tehát körülbelül úgy, mint a mézből, kátrányból vagy sűrű agyagpépből alkotott folyam. A jégtömeg ugyanis talapzatán nem sikamlik oly egyszerű módon előre, mint azt lejtős helyeken lecsuszamló, szilárd testek teszik, hanem bensejében meghajlik s összetolódik, s e közben a völgy
fenekével határos részei az erős surlódás folytán mozgásukban jelentékenyen akadályoztatnak; mig a jégár felületének közepe, mely a völgy talapzatától s oldalfalaitól legtávolabb fekszik, aránylag legsebesebben mozog. Rendu savoyai lelkész, és Forbes a híres skót természetbuvár voltak az elsők, kik a jégár hasonlatosságát a nyúlósan folyó anyagok folyamával kellőleg kiemelték.
Tisztelt hallgatóim talán meglepetve kérdezik: miként lehet az, hogy a jég, ezen minden ismert testek között a legmerevebb s legtörékenyebb anyag, a jégárban mégis nyúlós folyadék módjára mozogjon? hajlandók lesznek talán ez állitásomat a legtermészetellenesebb s legábrándosabb nézetek egyikének nevezni, melyeket a természettudósok mind ez ideig felállitottak. Be is kell vallanom, hogy maguk e természettudósok buvárlataik ezen eredményei által nem csekély zavarba hozattak. De a tények ellenében a tagadásnak nem volt helye. Mi módon történhetik azonban a jégnek ily sajátságos mozgása, az sokaig titokszerű maradt, s pedig annyival inkább, mivel a jég ismert törékenysége magukban a jégárakban is nyilvánúl a hasadékok nagy száma által. Ez utóbbi körülmény, mint azt Tyndall helyesen kiemeli, a lényeges különbséget képezi, mely egyrészt a jégfolyamok, másrészt a láva-, kátrány-, méz- vagy iszapfolyamok között fennáll. E különös rejtély megoldásához – mint az különben a természettudományok körében gyakran megesik – látszólag távoleső buvárlatok vezettek. Azon buvárlatokat értem, melyek a hő természetének kutatására voltak irányozva, s az újabb természettan egyik legnagyobb jelentőségű vivmónyához, a mechanikai hőelmélet megállapitásához vezettek. A legkülönbözőbb természeti erők kölcsönös viszonyainak felderitése közben, a mechanikai hőelmélet alapelvei azon összefüggés felismerését is előkészitették, mely a víz fagypontja és azon nyomás között áll fenn, mely a vizre és a jégre gyakoroltatik.
A hőmérő léptékének egyik állandó pontját az úgynevezett fagypontot vagy nulla-fokot akként szoktuk meghatároznt hogy a hőmérőt tiszta viz és jég keverékébe helyezzük. A viz jéggel érintkezvén, a fagypont hőfokán alúl le nem hülhet a nélkül, hogy maga is jéggé ne válnék; a jég pedig a fagypontnál magasabb hőfokot el nem érhet, ha csak meg nem olvad. Jég és viz keveréke ennélfogva csak az egyetlen nulla-fokú hőmérséklet mellett állhatnak fenn.
Ha az ilyen keveréket aláhelyezett láng által melegiteni iparkodunk, úgy a jég megolvad ugyan, de a keverék hőmérséklete mindaddig nem emelkedik nulla-fokon felül, mig csak valami kevés jég olvadatlanúl marad. Az oda-vezetett hő ennélfogva nulla-fokú jeget nulla-fokú vizzé alakít, a nélkül, hogy a hőmérő hőmérséklete észrevehető változást szenvedne. A természettudósok ilyenkor azt mondják, hogy az odavezetctt hő lappangóvá vált, hogy tehát a nulla-fokú viz bizonyos lappangó hőmennyiséggel többet tartalmaz az ugyanazon hőmérsékletű jégnél.
Ha megforditva a jég és viz keverékéből hőt vezetünk el, úgy a viz lassanként megfagy, de a hőmérsék azért állandóan nulla marad mindaddig, mig a meg nem fagyott viznek bármi csekély nyoma van jelen. A nulla-fokú viz e közben, lappangó hevén túladva, nulla-fokú jéggé vált.
A jégár jégtömegén át, minden irányban, vizerek csergedeznek, s így hőfoka belsejének minden pontjában a fagypont hőfokával egyenlő. Úgy látszik, hogy azon magasságban, melyet az alpok lánczolata elér, még a firntengerek mélyebb rétegeinek is mindenütt ugyanazon hőmérséke van. Mert habár e magaslatok frisen esett hava többnyire hidegebb nulla-foknál, de az első meleg napsugár felületét megolvasztván, vizet képez, mely az alantabb fekvő hidegebb rétegekbe szivárog s ott aztán ismét megfagy, s ez mindaddig ismétlődik, mig az illető réteg hőmérséklete egész kiterjedésében a fagypontot eléri. A hőmérséklet e
pillanattól kezdve változatlan marad. A meleg napsugarak ugyanis a jég felületét megolvasztani igen, de nulla-fokon felül melegiteni nem képesek; a tél hidege pedig a hőt roszúl vezető hó és jégtömegek mélyébe ép oly nehezen tud behatolni mint pinczéinkbe. Ezek szerint úgy a firntengereknek, valamint a jégárak belsejének hőmérséklete változatlanul a fagyponton áll.
A viz fagypontjának hőmérséklete azonban erős nyomás folytán megváltozik. James Thomson Belfastban s vele csaknem egyidejűleg Clausius Zürichben a mechanikai hőelméletből vonták e következtetést, sőt annak alapján az illető változás nagyságát is előre meg tudták mondani. Számitásaik szerint a fagypont hőmérséklete 1/144 Reaumurféle fokkal száll alá mindannyiszor, valahányszor a nyomás egy légköri nyomással nagyobbittatik. A fent nevezettnek öcscse, W. Thomson, a híres glasgow-i physikus, a jégnek és viznek keverékét arra alkalmas erős edényben nyomta össze, s az elmélet eredményét kisérletileg igazoltnak találta. A keverék csakugyan folyvást hidegebbé és hidegebbé vált, a mint a nyomás nagyobbodott, s pedig épen annyival, mint azt a mechanikai hőelmélet követelte.
Midőn a jég és viz keveréke nyomás befolyása alatt hidegebbé válik, a nélkül azonban, hogy tőle hő vonatnék el, akkor ez csakis annyiban történhetik, a mennyiben a szabad hő egy része lappangóvá válik, azaz a mennyiben a keverék jegének bizonyos része megolvadván, vizzé alakúl. Ebben kell keresnünk okát annak is, hogy a mechanikai nyomás a fagypontra befolyást gyakorol. Tudják önök, hogy a jég nagyobb tért foglal el, mint a viz, melyből képződik. Zárt edényben fagyó viz nemcsak üvegpalaczkokat, hanem vas bombákat is képes szétrepeszteni. Az által tehát hogy a jég és viz összenyomott keverékében a jégnek egy része megolvad és vizzé alakúl, az által az egész tömeg térfogata kisebbedik, s így könnyebben engedhet a reá nehezedő nyomásnak, mint azt a fagypont változása nélkül
tehetné. A mechanikai nyomás ez alkalommal – mint az egyébiránt a különböző természeti erők kölcsönös behatásánál többnyire történik – olvadást okozván, egy oly változás létrejöttét segíti elő, mely saját tevékenységének kifejtésére is kedvező.
W. Thomson említett kisérleténél a viz és a jég együtt erős edénybe voltak zárva, melyből mi sem folyhatott ki. Másként áll a dolog, ha, mint a jégáraknál, az összenyomott jég közé zárt víz hasadékokon kiszivároghat. Ilyenkor csupán a jég van alávetve a nyomásnak, a viz pedig nem, mert az kitérhet előle. Az összepréselt jég ilyenkor hidegebbé válik s pedig azért, mert fagypontja alább száll, a nélkül azonban, hogy a nyomástól ment viz fagypontja alább szállana. E viszonyok között tehát nulla-foktnál hidegebb jég nulla-fokú vízzel jő érintkezésbe. A következés bizonyára az lesz, hogy a viz a jégnek összeszoritott részei körül folytonosan fagy és új jeget képez, míg más oldalról az összeszoritott jégnek egy része leolvad.
Ez történik már akkor is, ha két jégdarabot egymáshoz préselünk; ilyenkor ugyanis az érintkezési felületükön megfagyó viz köztük szoros kapcsot képez s őket összefüggő jégdarabbá egyesíti. Ha nagy nyomásokat alkalmazunk, melyek megfeleiőleg a jeget is nagyon lehűtik, úgy e folyamat gyorsan fog véghez menni, de kisebb nyomásnál is észlelhető lesz az, ha csak a kellő időig várunk. Faraday, e tünemény felfedezője, azt a jég regelatiójának (összefagyódásának) nevezte; magyarázata sok vitára adott alkalmat ; én itt azon nézetet védtem, melyet legkielégítőbbnek tartok.
Két jégdarab ilyetén összefagyasztása tetszőleges alakú darabokkal sikerül, ha nulla-foknál nem hidegebbek, s különösen ha már olvadásnak indultak (*)
(*) Az előadásban később leirandó módon készült, kicsiny jéghengerek sik véglapjaikkal egymáshoz nyomattak, s ekként henger-alakú jégpálcza készittetett.
Néhány pillanatig kell csak e darabokat erőteljesen összepréselni, s azok egymáshoz fognak tapadni. Mennél simábbak az érintkező felületek, annál teljesebben forradnak egybe. Nagyon csekély nyomás is elégséges lesz, ha a jégdarabokat hosszú ideig hagyjuk érintkezni.
Az olvadó hó eme tulajdonságát a gyermekek is felhasználják, midőn hólapdákat s hóembereket készitenek.
Ismeretes, hogy ezek csak olyankor sikerülnek, mikor a hó vagy már magából olvadásnak indult vagy legalább a kéz melege által olvadásának hőfokáig hevithető. A nagyon hideg hó száraz, laza s össze nem tapadó port képez. A mit a gyermekek hólapdáik készitése közben kicsinyben tesznek, az a jégárakban a lehető legnagyobb méretekben megy véghez. Az eredetileg laza s porlékony oromhó alsó rétegei a felettök gyakran több száz lábnyira tornyosuló hótömegek által összenyomatván, folytonosan sürűbb és szilárdabb szerkezetet nyernek. A frissen esett hó eredetileg finom, szabad szemmel alig kivehető jégtűcskékből áll, melyek csinos, tollak módjára rojtozott, hat oldalú csillagokká vannak összerakva.
A hómezők felső rétegei azonban a nap hevének kitéve megolvadnak, s a mint az így keletkezett viz a hótömegek belsejébe szivárog és ott hidegebb hópelyhekre talál, újra megfagy, s így a havat egyszersmind szemcséssé teszi s a fagypont hőmérsékletére emeli. Az alsó rétegekre nehezedő hótömegek folytonosan növekedő súlya alatt a hó egyes szemcséi lassanként összetapadnak s egészen tömött kemény jégtömeggé egyesülnek.
22-ik ábra.
Kellő nyomás alkalmazása mellett a hónak jéggé alakitását mesterségesen is eszközölhetjük. Egy henger alakú öntött vas edény (AA) áll itt előttünk (22-ik ábra); fenéklapja (EB) három csavarral van leerősitve, úgy, hogy azt akkor leemelhetjuk, midőn az
(*) Lásd a függeléket ez előadás végén.
edényben képzett jéghengereket kiakarjuk szedni. Az edényt, miután az jeges vizben nulla fokig lehűttetett, hóval tömjük tele, s aztán belső üregébe vizsajtó segélyével a CC dugattyút toljuk, mely azt teljesen kitölti ugyan, de abban mégis könnyen ide-oda csúszhat. A vizsajtó alkalmazása lehetségessé teszi, hogy a hóra gyakorolt nyomás ötven légköri nyomással felérjen. A laza hó ily hatalmas nyomás alatt természetesen nagyon kis térfogatra szorúl. Ez első művelet után megszüntetjük a nyomást, kiemeljük a dugattyút s a henger üres részét újra hoval töltvén meg, újra összenyomjuk, s igy folytaljnk e műveletet mindaddig, mig az egész minta jéggel telt meg, mely a nyomásnak többé nem enged. Ha most az összepréselt havat kiveszem, úgy látni fogjuk, hogy az egy egészen kemény, éles szögletű s gyengén áttetsző jéghengerré vált. Mennyire kemény e tömeg, arról önök is meggyőződhetnek a roppanás által, melyet akkor hallanak, midőn azt a talapzatra hajitom.
A miként a firn-hó a jégárakban tömött jéggé préseltetik, ép úgy a másutt támadt szabálytalan alakú jégtöredékek tömött és átlátszó jégtömbbé egyesülnek.
Legszembetünőbben történik ez a jégár eséseinek tövénél. Vannak oly jégáresések, melyeknél a jégár felső része meredek sziklafalon végződik, úgy, hogy arról a jégtömbök e fal szélén, megannyi lavina gyanánt, esnek alá. A széttördelt jégtömbök halmaza, a mint az ily alkalommal lent összegyül,
a sziklafal tövénél újra összefüggő jégtömeggé egyesül, mely útját alant ismét jégár alakjában folytatja. Az ilyen eséseknél, melyekben a jégár folyama egyszerre megszakad, sokkal gyakrabban fordulnak elő az oly helyek, hol a völgy alja gyorsan lejtősebbé válik, mint ez a Mer de Glace alján azon helyeken történik, melyekről már előbb szólottunk. Ilyenek a Cascade du Glacier du Géant (14. ábra g) és a Glacier des Bois nagyszerű végesése. Itt a jég ezer meg ezer szirtre és oszlopra szakad, melyek az utóbb meredekebb lejtő végén újra egygyé forradnak. Vasmintánkban e folyamatot is utánozhatjuk. A hó helyett, melyet imént tömtem belé, most apró, szabálytalan alakú jégdarabokkal töltöm meg, s miután ezeket összenyomtam, az edény üres részébe újra jeget tömök, s azt újra összepréselem, így folytatván e müveletet mindaddig, mig a minta egészen megtelik. Ha most a benlevő tömeget kiemelem, úgy látjuk, hogy az egy összefüggő, szilárd és meglehetősen tiszta jéghengert képez, melynek szögletei élesen kinyomódtak, s mely a mintába tökéletesen bele illik.
E kisérlet, melyet először Tyndall vitt véghez, világosan mutatja, hogy még a kész jégtömböt is lehet viaszk módjára minden alakba préselni. Könnyen jöhetnénk a gondolatra, hogy az ilyen tömb a sajtó nyomása folytán előbb finom porrá zúzatik, s aztán a minta minden sarkát ily alakban tölti ki, s hogy e jégpor összefagyás által a hónak módjára forr ismét egygyé. Annyival inkább gondolhatnók ezt, mivel a préselés folyama alatt a minta belsejében folytonosan recsegést és ropogást hallunk. Azonban már a jégdarabokból préselt hengerek puszta megtekintése is világosan mutatja, hogy nem ily módon keletkeztek. E hengerek egészben véve átlátszóbbak, mint a hóból készült jég; belsejükben pedig még nmegkülönböztetjük, bár kissé megváltozott s összenyomott alakban, az egyes jégdarabokat, melyeket felhasználtunk. Legszebben tűnik ez elő, ha a mintába tiszta jégdarabokat rakunk s a köztük nyiló ürege-
ket hóval tömjük tele. Ilyenkor a henger váltakozva átlátszó s homályos rétegekből fog állni; az elsők a jégdarabokhól, az utóbbiak a hótömegből keletkeznek. A tiszta jégdarabok ez esetben lapos korongokká látszanak préselve.
Maguk e kisérletek már elég világosan mutatják, hogy a jég, mielőtt kényszeritett alakját felvenné, nem morzsoltatik szét, tehát hogy összefüggésének elvesztése nélkül is bir a nyomásnak engedni. Még sokkal feltűnőbb módon győződhetünk meg erről, s egyszersmind a jég engedékenységének okát is jobban felismerhetjük, ha a jeget nem a mintának szemeink elől elzárt üregében, hanem szabadon, két falemez között nyomjuk össze.
A préselő lapok közé legelőbb is egy durván faragott, hengeralakú, természetes jégdarabot fogok helyezni, mely a folyam felületéről metszetett ki, s két sík határlappal lett ellátva. Most a prést megszoritom; a jégoszlop a nyomás folytán széttörik; minden szakadás, mely keletkezik, az oszlop egész vastagságát átfutja, s az nagyobb töredékek halmazára bomlik, melyek még jobban széthullanak, ha a prést tovább szoritom. Ha megszüntetem a nyomást, úgy jóllehet a jégtöredékek összefagyás által ismét a szabálytalan lemeznek egy nemévé egyesültek, mégis félreismerhetetlen jeleit fedezzük fel annak, hogy az új alak nem anynyira a jégtömb engedékenysége, mint inkább széttöretése folytán jött létre, s hogy az egyes töredékek egymás iránti helyzetüket egészen megváltoztatták.
Másként áll a dolog, ha a préselő lapok közé a hó vagy jégből préselt hengerek egyikét helyezem. A mint a prést megszoritom, az ilyen henger is recsegni s ropogni fog, de azért nem törik szét, hanem alakját lassanként változtatja, folyvást alacsonyabb, s megfelelőleg vastagabbá válik, s csak midőn már meglehetősen lapos koronggá alakult kezd szélén repedezni, kis mértékben mintegy jégárhasadékokat képezvén. A 23-ik ábra egy ilyen henger
magasságát s átmérőjét a préseltetés előtt, a 24-ik ábra ugyanazt a préseltetés után mutatja.
|
23-ik ábra. |
24-ik ábra. |
A jég engedékenységének még döntőbb próbája az lesz, ha a mintában formált hengerek egyikét szűk nyiláson préseljük át. E czélból a már előbb leírt henger alakú mintára egy fenéklapot erősitek, melybe kúpmódjára szűkülő, s a hengeralakú üreg átmérőjének kétharmadával egyenlő nyilás fúratott. (A 25-ik ábra az egésznek átmetszetét mutatja.)
25-ik ábra.
Ha most a mintába az előbb abban összepréselt hengerek egyikét helyezem, s a dugattyút leszoritom, úgy a jég a fenék szűkebb nyilásán átfurakodni kényszerűl. Eleinte a nyilás átmérőjével egyenlő átmérőjű, tömött henger gyanánt látjuk azt kinyomúlni. Mivel azonban a jég a nyilás közepén gyorsabban tolul előre, mint a szélein, azért a henger szabad végfelülete csakhamar domborodni, végső része pedig vastagodni fog, annyira, hogy azt a nyiláson többé vissza nem húzhatjuk, utóvégre is meg fog az hasadni. A 26-ik ábrán – a, b, és c azon alakok sorozatát mutatják, melyek ily módon jönnek létre.
26-ik ábra.
A kifakadó jéghengerek hasadékai feltünően hasonlitanak a jégár azon hasadékaihoz, melyek annak hosszában oly helyeken futnak végig, hol a jégár szük szikla-kapun át tágabb mederbe nyomul.(*)
A most leirt esetekben a jég alakváltozását szemeink előtt látjuk véghez menni, s látjuk, hogy a jég a nélkül, hogy egyes darabokra széthullna, összefüggő szerkezetét egészben véve megtartja. Sőt a rideg jégtömb viaszk módjára látszik nyúlódni.
(*) E kisérlet kivitele közben az összepréselt jég alacsony hőmérséke gyakran annyira elterjed, hogy a fenéklap és a henger közötti hasadékban a viz vékony jéglappá fagy, bár a jégdarabok és a vasminta előzetesen jegesvizben feküdtek, tehát nulla foknál hidegebbek nem voltak.
A tiszta jégdarabokból összepréselt, átlátszó henger pontosabb vizsgálata a prés megszoritása közben arról is felvilágositást ad, a mi ilyenkor a jéghengernek belsejében történik. Ilyenkor rendkivül finom, szerte-szét ágazó repedéseket látunk mérhetetlen számban, borús felhő gyanánt szétlövelni. Igaz, hogy e finom repedések már a következő pillanatokban eltünnek, ha a prést nyugalomba helyezzük, de nyomuk még mindig megmarad. Az ilyen tömb közvetlenül a kisérlet kivitele után észrevehetőleg homályosabb, mint azelőtt volt, s nagyitó üvegek használata mellett meggyőződhetünk arról, hogy e homályosodást azon hajfinomságú fehéres vonalak okozzák, melyek a különben tiszta jégtömeg belsején vonulnak át. E vonalak fénytani kifejezései azon rendkivül finom hasadékoknak, melyek a jég tömegét átszelik.
Azt következtethetjük ezekből, hogy a számtalan finom repedésektől s hasadékoktól átszaggatott jégtömb engedékenységét annak köszöni, hogy részecskéi, majd a nagyobb nyomás elől kitérve, kissé eltolódnak, majd ismét összefagyás által a hasadékrendszerek eltünését okozzák, a hasadékok üregeinek nyomait csak ott hagyván hátra, hol az eltolódás folytán a jégrészecskék egybe nem vágó felületeket kaptak. A hasadékok ekként hátramaradó nyomai a behatoló fény visszaverődése folytán fehéres vonalak és felületek gyanánt tünnek elő.
(*)E hasadékok valószinűleg üresek s légmentesek ; mert ép így fejlődnek ki akkor is, ha tiszta, légmentes jégdarabokat a teljesen vizbe meritett vasmintában préselünk össze, midőn tehát lég semmiképen nem juthat a jéghez. Hogy hasonló légmentes hasadéküregek a jégárakban előfordulnak, azt már Tyndall kimutatta. Midőn később a préselt jég lassankint megolvad, e hasadékok tökéletesen megtelnek vizzel, a nélkül, hogy légbuborékokat hagynának hátra. Ilyenkor persze sokkal nehezebben lesznek felismerhetők, s az egész tömb átlátszóbbnak fog mutatkozni. Látszik ebből, hogy kezdetben vizzel teltek nem lehetnek.
E repedések s válaszfelületek a préselt jégben akkor is érdekes szerepet játszanak, mikor azt, közvetlenül a préselés után, mely alatt hőmérséke nulla foknál alább szállott, újra felmelegedni s olvadásnak indulni engedjük. Ilyenkor a hasadékok vizzel telnek meg, s az ilyen jég apró, gombostűfő vagy legfeljebb borsó nagyságű szemcsékből áll, melyek csipkéikkel s kiszögeléseikkel egymásba nyúlnak, s helyenkint még akkor is összetapadnak, mikor a hasadékok közöttük vizzel teltek meg. Az ilyen szemcsékből összerakott jégtömb erősen összetart, habár éleiről körmünkkel apró darabkákat tördelvén le, azokon e sokélű, szemcsés alakot könnyen felismerhetjük. Ehhez hasonló szerkezetet mutat a jégár olvadó jege, azon egy különbséggel, hogy a darabok, melyekből össze van téve, többnyire nagyobbak, mint a mesterségesen préselt jégnél, s néha galambtojásnyi nagyságot érnek el.
E szemcsés szerkezet az, mi a jégár jegét s a mesterségesen összepréselt jeget a csendes vizek felületén képződő, szabályosan kristályos jégtől megkülönbözteti. A jég e két neme között hasonló különbséget találunk, mint a mészpát és márvány között, melyek egyaránt szénsavas mészből állanak, csakhogy az első nagy és szabályos kristályokat képez, az utóbbi pedig szabálytalanul egybeszőtt kristályos szemcsékből van összerakva. A kés hegyével létrehozott repedések a mészpátban, úgy mint a kristályos jégben messze kiterjeszkednek, mig a szemcsés jég valamely szemcséjében keletkező hasadék csak ritkán lép át a szemcse határain.
A hóbul mesterségesen préselt jég, mely már eredeténél fogva rendkívül finom kristály-tűkből van összetéve, mintálásra különösen alkalmasnak mutatkozik. Az ilyen jég külső látszatára nézve nagyon különbözik a jégár jegétől, mert a hó pelyhes tömegébe zárt lég, az összepréselés után, apró buborékok alakjában marad hátra, s a jeget zavarossá teszi.
A zavaros közeget átlátszóbbá tehetjük, ha az ilyen jéghengert falapok közt újra összepréseljük; ilyenkor a légbuborékok a henger felületéről finom tajték módjára illannak el. Ha a képződő jégkorongot ismét eltörjük, s darabjait a vasmintába rakván, újra hengerré préseljük, úgy e művelet többszörös kivitele után a levegő a jégből mindinkább kiűzetik, s az folyvást tisztábbá és átlátszóbbá válik. Hasonló módon alakul át az oromhó fehéres tömege lassanként a jégár tiszta, átlátszó jegébe.
Ha végre hó és jégdarabok keverékéből préselt szalagos jéghengereket korongokká nyomunk össze, úgy azokban is finom szalagzatokat találunk, a mennyiben az átlátszó és a fehéres rétegek egyaránt szétnyulódnak.
Az ilyen szalagos jég, mely számtalan jégárban előfordúl, Tyndall értelmezése szerint, valószinűleg úgy jön létre, hogy a jégesések szétálló tömbjei közé hó esik, s hogy a hó és tiszta jég e keveréke a jégár későbbi menetében ismét összepréseltetik és lassankint kinyújtatik, ép úgy, mint ezt előbb mesterségesen eszközöltük.
Látják tisztelt hallgatóim, hogy a jégár, rendetlenül egymásfelé tornyosuló jégtömbjeivel, köves és piszkos jégfelületével, veszélyes hasadékaival együtt a természetbuvár szemében méltóságos folyammá válik, mely csendesebben s szabályosabban halad előre, mint bármely más folyam,s törvények szerint kiterjed vagy összeszorul, torlődik, vagy odaverődve s szétroppanva a mélységbe szakad. Kövessük a jégárt legalsó tövéig, úgy ott az olvadás által létre hozott vizet erős patak alakjában, a hatalmas jégkapun kitörni s tovafolyni látjuk. Igaz, hogy az ilyen patak a mint a jégár alján előbukkan, meglehetősen piszkos s iszapos külsővel bir, mert még mindazon kő porladékokat magával hordja, melyeket a jégár lecsiszolt. Ábrándjainkban csalattatva érezzük magunkat, midőn az oly szép és tiszta jeget annyira iszapos vizzé változtatva találjuk. Mind a mellett, valójában véve, maga a jégár-patakok vize ép oly
szép és tiszta, mint a jég, melyből keletkezik, csakhogy e szépsége eleinte rejtve marad. Keressük fel e patakokat, mintán egy tavon futottak át, s abban porladékaikat lerakták. A genfi, thuni, Vierwaldstätti tavak, a Bodensee, a Lago di Maggiore, a Lago di Como és Lago di Garda nagyrészt jégárak vizével táplálkoznak; s vizük tisztasága és csodálatosan szép, kék, vagy kékes-zöld színe minden utazót bámulatra ragad. De tekintsünk el a szépségtől s keressük a hasznost, s még sokkal több okunk lesz bámulásra. A dísztelen kőpor, melyet a jégárpatakok tova mosnak, ott hol lerakodik, a tenyésztésre nagyon előnyös talajt képez. E talajt jóvá teszi egyrészt rendkivül finom mechanikai szerkezete, másrészt azon körülmény, hogy teljesen szűzies állapotában a növények táplálkozására szükséges ásványrészeket nagy mértékben tartalmazza. A Rajna völgyén, finom. rétegekben egész Belgiumig húzódó agyag, az úgynevezett lösz, nem egyéb a jégárak lerakodott kőporánál.
Nagyon előnyös valamely vidék természetes megöntözésére nézve is, ha az a magas hegyek hómezői és jégárai által eszközöltetik.
Az ily vidék vizben aránylag gazdag szokott lenni, mert a nedves lég a hideg magaslatokra fúvatván, ott viztartalmának nagy részét hó alakjában adja le. Előnyére válik azonban azon körülmény is, hogy a hó leginkább nyáron olvad, s hogy így a hómezőkről lefutó források épen azon évszakban legdúsabbak; melyben a talajnak vizre legégetőbb szüksége van.
A mondottak után a vad, holt jégsivatagok egészen új fényben tűnnek szemeink elé, belőlök meritik az erecskék ezrei, a források s patakok azon termékenyitő nedvet, mely az alpok szorgalmas lakójának lehetővé teszi, hogy a vad hegyoldalakon buja zöldet s bőséges eledelt állítson elő. Ők hozzák létre az alpok aránylag kis felületén a hatalmas folyamokat, a Rajnát, Rhonet, Pót, az Etschet és Innt,
melyek Európát, száz meg száz mértföldnyi hosszaságban, gazdag és széles völgyekkel metszik át, kiterjedvén egészen az északi és középtengerig, a feketetengerig s az Ádriáig. Emlékezzünk vissza arra, mily nagyszerűen jellemezte Göthe Mahomet énekében a sziklaforrás futását, a felhők feletti eredetétől egészen az Oceánnal való egyesüléseig. Vakmerőség volna, ha e képet utána, nem saját szavaival festeném:
|
S diadalszekerén Feltarthatlan rohan – Czédrus palotákat Igy viszi testvérit, |
(*)Szász Károly fordítása.
FÜGGELÉK
A jég regelatiójának elmélete egy felől Faraday és Tyndall, más felől J. és W. Thomson között tudományos vitára szolgáltatott alkalmat. Előadásomban ez utóbbiak elméletét fogadtam el, s e választásomat e helyen igazolni szándékozom.
Faraday kisérletei azon eredményre vezettek, hogy nagyon csekély nyomás, sőt már maga a két jégdarab közt elterülő vizréteguek capillaris nyomása is elegendő arra, hogy e jégdarabok összefagyását eszközölje. Hogy azonban Faraday kisérleteinél a nyomás, mely a jégdarabokat összefüzte, nem csupán a capillaris nyomás volt, azt James Thomson már ezelőtt megemlitette. Magam kisérletek alapján győződtem meg arról, hogy e nyomás valóban nagyon csekély lehet. Csakhogy tekintettel kell lennünk arra, hogy mennél csekélyebb a nyomás, anni hosszabb az idő, mely alatt a jégdarabok összefagy-nak, s hogy ilyenkor összekötő kapcsaik nagyon keskenyek és törékenyek. Mindkét körülmény J. Thomson elméletében könnyű magyarázatra talál. Hiszen csekély nyomásnál a jég és viz hőmérséklete egymástól csak nagyon kevéssel különböznek, s így a jég préselt részeivel érintkező vízrétegek lappangó hőtartalmukat csak nagyon lassan adhatják át, tehát csak hosszú idő alatt fagyhatnak meg. Tekintettel kell lennünk arra is, hogy az egymást érintő jégfelületeket rendesen nem szabad egybevágóknak tartanunk; s így ezek gyenge nyomás alat, mely alakjukat kellőleg módositni nem birja, csak oly csekély felületi részecskében fognak érintkezni, melyet jogosan három pontnak mondhatnánk. Ily csekély felületre szoritva, még a csekély összes nyomás is hozhat létre helyenkint jelentékeny nyomásokat, melyeknek befolyása alatt valami kevés jég megolvad, s aztán a képződött viz újra megfagy. Igaz, hogy ilyenkor csak laza egyesülés jő létre.
Erősebb nyomásnál, mely a préselt jégdarabok alakját jobban képes módositani s egymáshoz alkalmazni, s mely az érintkező ki-
143
szögelések erélyesebb olvadásával jár együtt, egyszersmind nagyobb különbség áll elő a jég és viz hőmérséke között, úgy, hogy az összekötő kapcsok gyorsabban képződnek és vastagabbak lesznek. A csekély hőmérséki különbségek lassú hatásának kimntatására következő kisérletet vittem véghez: Egy kihúzott nyakú üveglombikot felényire vizzel töltöttem meg, s azt addig forraltam, mig a gőz a lombikból minden levegőt kiszoritott, végül aztán a forró lombik nyakát beforrasztottam. Kihűlése után a lombik légüressé válik, a benne foglalt viz pedig a légkör nyomása alól felszabadul. Mivel az így bezárt viz jóval nulla fok alá hűthető le, a nélkül, hogy az első jeget képezné, de nulla foknyi hőmérsék mellett is tovább fagy, mihelyt a jég képződése megkezdődött, azért a lombikot előbb hideg keverékbe helyeztem, mindaddig, mig annak vize jéggé alakult, s ezt utóbb +2º hőmérsékű térben lassankint felényire olvasztottam. Erre a lombik, melynek vizén még egy jégkorong úszott, egészen körülburkoltatott a jég és viz keverékével. Körülbelül egy óra lefolyása után a belső jégkorong a lombik falához volt fagyva. Rázás által újra szabaddá tettem a korongot, de az ismét odafagyott, midőn a lombikot a viz és jég keverékébe helyeztem, s ez történt valahányszor e műtét ismételtetett. A lombikot egy izben 8 napon át a jég és víz nulla fokú keverékében hagytam. Fenekén ekkor a vizben szabályos, élesen határolt jégkristályok keletkeztek, melyek nagyon lassan nőttek. Talán ez a legalkalmasabb mód, szépen kifejlődött jégkristályok előállitására. Mig tehát a külső, a légkör nyomásának alávetett jég lassan olvadozott, az alatt a belső viz, melynek fagypontja a légköri nyomás hiánya folytán 0,0075 fokkal a nulla felett fekszik, jégkristályokat képezett. A vizből elvezetett hő a lombik üvegfalának egész vastagságán kénytelen áthatolni, mi a hőmérséki különbség kicsinységével együtt a fagyás lassúságának magyarázatára szolgálhat. Ha most tekintetbe vesszük, miszerint a légkör nyomása folytán minden négyszög milliméterre mintegy 10 gramnyi nyomás esik, úgy azon eredményhez ,jutunk, hogy egy 10 gramm súlyú jégdarabka egy másikra nehezedvén s azt három csúcsban érintvén, melyeknek érintkezési felülete összevéve egy négyszög milliméterrel egyenlő, az érintkező csúcsoknál már egy légköri nyomással egyenlő nyomást hoz létre, s így a jégképződést a környező vizben még könnyebben eszközölheti, mint az a lombikban történt, hol a jég és viz közé az üvegfal tolódott. Kisebb súlyú jégdaraboknál is megtörténik ez körülbelől egy óra lefolyása alatt. A mint azonban az újonnan képződött jég az érintkezési helyeket szélesbiti, s ez által a felső jégdarabka nyomása nagyobb felületre oszolván gyengébbé válik, így gyenge nyomás mellett az
144
összekötő kapcsok már csak lassan és kevéssel fognak növekedhetni, s a darabok végre könnyen szét lesznek törhetők. Kétséget nem szenved különben, hogy Faraday kisérleteinél, midőn két átlyukgatott jégkorong egy vízszintes üvegrűdon a súly nyomásától menten helyeztetik egymásmellé, a capilláris vonzás maga elég arra, hogy néhány gramnyi nyomást hozzon létre. Előre bocsátott okoskodásaink pedig azt mutatják, hogy kellő időtartam alatt az ily nyomás is elégséges a korongok felületeinek összefagyasztására. Ha ellenben e jégkorongokat kezünkkel erősen összenyomjnk, úgy azok már néhány pillanat múlva oly bensőleg összetapadnak, hogy elválasztásnk nagy erőmegfeszitést igényel, s néha puszta kézzel nem is sikerül. Kisérleteim közben egyáltalában azt találtam, hogy a jégdarabok egybeforradásának bensősége és gyorsasága az alkalmazott nyomás erősségével oly szoros összeköttetésben áll, hogy annak alapján a nyomást minden habozás nélkül az egyesülés elégséges okának kell tekintenünk. Faraday magyarázatában, mely szerint a regelatió a jég és viz érintkezése folytán, s pedig mint szorosan vett érintkezésbeli hatás menne véghez, egy elméletileg homályos pontot látok. A viz megfagyása közben jelentékeny mennyiségű lappangó hőnek kell felszabadulnia, s Faraday nézetét követve be nem láthatjuk, hová rejtőzik ez. Feltéve végre, hogy az átmenet jégből vízbe valami sűrűn folyó középállapoton át történnék, úgy a jég és viz keverékét napokon át nulla fokú hőmérsékleten tartván, előbb-utóbb egész tömegének ez állapotot kellene felvenni, mihelyt t.i. e hőmérséklet az egész tömegben egyenletesen elterjedt; ilyesmi azonban soha sem történik. A jég formázhatóságát (plasticitását) illetőleg James Thomson oly magyarázatot adott, melynél a repedések keletkezése a jég belsejében semmi szerepet nem játszik. S valóban kétségtelen az, hogy midőn valamely jégtömeg, belsejének különböző részeiben, különböző nyomásoknak van kitéve, akkor az erősebben nyomott jég egy része leolvad, mit a kevésbé nyomott jég s a környező viz lappangó hevével elősegít. Így a préselt helyeken olvadás, a nem préselteken pedig fagyás állván be, csakugyan lehetséges volna, hogy ily módon a jég lassankint új alnkot öltsön. De másrészről világos az is, hogy a jégnek nagyon rosz hővezető képessége mellett az ily folyamat csak rendkivül lassan mehetne véghez akkor, midőn a préselt és hidegebb jégrétegek, mint a jégárakban, nagy közök által választatnak el a kevésbbé préseltektől és a viztől, melyből az olvadásra szükségelt hőt meritik.
145
Ez elmélet megvizsgálása czéljából, hengeralakú üvegedényben, két 3 hüvelyk átmérőjű jégkorong közé, egy kisebb mintegy 1 hüvelyk átmérőjű hengeralakú jégdarabot helyeztem, s azután a felső jégkorongra egy fakorongot, erre pedig 20 fontnyi súlyt raktam. Ily módon a keskenyebb darab keresztmetszete több mint egy légköri nyomásnak vettetett alá. Az edény ezntán mindenestül jégdarabok közé állitva, 5 napon át oly szobában őriztetett, melynek hőmérséklete kevéssel a fagypont fölött állott. Ily körülmények között az üvegedényben a súly nyomása alatt álló jégnek olvadnia kellett, s azt lehetett várni, hogy a keskeny henger, melyre a nyomás legerősebben hatott, leggyorsabban olvadjon. Valami kevés viz csakugyan keletkezett is, de leginkább a nagyobb jégdarabok rovására, melyek felül s alul feküdve az olvadásra szükséges hőmennyiséget a külső jég- és vizkeverékből az edény falain át legkönnyebben vehették fel. Ugyanakkor ott, hol a keskenyebb jégdarab az alsó, szélesebbre támaszkodott az érintkezési felület körül kicsiny sáncz képződött frissen keletkezett jégből, mely világosan bizonyitá, hogy a viz, mely a nyomás befolyása alatt jött létre, újra megfagyott azon helyeken, hol a nyomás hatása megszűnt. E körülmények daczára nem lehetett a középső, legerősebben préselt jégdarabon észrevehető alakváltozást kimutatni. E kisérletből kitűnik egyrészt, hogy a jégdarabok alakváltozásának hosszú idő alatt J. Thomson magyarázata értelmében, tehát azon egy körülmény folytán is véghez kell menni, miszerint az erősebben préselt részek folytonosan olvadnak és a jég a nyomástól ment helyeken újra keletkezik. Másrészt azonban ugyanezen kisérlet mutatja azt is, mily rendkívül lassan megy véghez ott az átalakulás, hol azon jégdarabok vastagsága, melyeken át az olvasztásra szükségelt hő vezettetik, csak némileg jelentékeny. Hiszen mindenütt 0º hőmérsékű környezetben, leolvadás folytán, jelentékeny alakváltozás nem jöhet létre a nélkül, hogy a hő kivülről vagy a nem préselt jég és vizből oda vezettetnék, e hővezetési folyamat pedig az itt szerepet játszó csekély hőmérséki különbségek és a jégnek rosz hővezető képessége mellett csak nagyon lassan mehet véghez. Hogy ellenben a repedések keletkezése s felületeiknek eltolódáaa az alakváltozást, különösen a szemcsés jégre nézve, lehetővé teszi, azt a fent leirt kisérletek világosan mutatják. S hogy a jégár jegében csakugyan mennek véghez ilynemű alakváltozások, arról a többi között nemcsak szalagos szerkezetük, hanem az olvadás alkalmával előtünő szemcsés összerakodásuk, s az a mód is tanuskodik, a mint a rétegek mozgásuk közben fekvésüket változtatják. Nem kételkedem tehát azon, hogy Tyndall a jégárak mozgásának lényeges és főokát jelelte ki, midőn e jelenséget repedések keletkezésére s a regelatióra vezette vissza.
146
Nem szabad felednünk azt sem, hogy a nagyobb jégárak mozgásánál, a surlódás folytán jelentékeny hőmennyiségnek kell keletkezni. Számitások mutatják, hogy mialatt valamely hótömeg a Col du Géant magaslatáról az Arveyron forrásáig száll alá, azalatt a mechanikai munka folytán oly hőmennyiség jő létre, mely a hótömeg tizennegyed részét birná megolvasztani. A mennyiben pedig a surlódás a jégtömegnek legerősebben préselt pontjain bizonyára a legnagyobb, annyiban világos, hogy a surlódási hő a jégnek épen azon darabjait fogja leolvasztani, melyek annak tovamozgását leginkább akadályozzák. Meg akarom végre emliteni, hogy a jégnek fent leirt szemcsés szerkezete polárizált fényben nagyon szépen tűnik elő. Ha a vasmintában egy kicsiny tiszta jégdarabot mintegy 5 millimeter vastagságú koronggá préselünk, az elég átlátszóvá válik arra, hogy vizsgálatnak vethessük alá. A polarizáló készülékkel vizsgálva, belsejében különböző színezetű gyürűk s mezők sokaságát látjuk, s a színek rendjéből az egyes jégszemcsék határait felismerhetjük, a mint minden irányban szertehányt fénytani tengelyeikkel a lemezt összerakják. A látvány, lényegében véve, ugyanaz kezdetben, midőn a lemezt a présből kivéve, abban a repedések még finom fehér vonalak által nyilvánulnak mint később, midőn már az olvadás kezdődik s a hasadékok vizzel telnek meg. Hogy a jégdarabok átalakulásuknak folyama alatt is összefüggők maradnak, azt ama körülmény magyarázza, miszerint a szemcsés jég repedései nem szokták annak tömegét egészen átmetszeni. Közvetleuül látjuk ezt a jég préselése alkalmával. Ilyenkor hasadékok keletkeznek, melyek különböző irányokban czikázva terjednek el, körülbelül úgy, mint a repedések, melyeket hevitett vasdróttal üvegcsövön hozunk létre. Valami csekély ruganyossága a jégnek is van, mint azt vékony és hajlékony jéglemezekben láthatjnk. Lehetségessé teszi ez, hogy az ilyen megrepesztett jégdarabban a hasadékot képző oldalfalak egymásfelé szorittassanak, még az esetben is, midőn azok a jégdarab meg nem hasadt részében folytonosan összefüggnek. Mihelyt aztán a hasadéknak előbb keletkező része regelatió folytán ismét bezáródott, akkor tovább repedhet a nélkül, hogy a jégdarab összefüggése csak egy pillanatig is megszakittatott volna. Kétesnek tartom azon nézetet is, mely szerint a látszólag sokszögű szemcsékből álló jég, a mint préselés által, vagy a jégárakból nyerjük, mielőtt azt elbontani törekednénk, már is teljesen külön vált szemcsékből lenne összerakva, s inkább hiszem, hogy a szemcsék törékeny jégkapcsokkal vannak egybefüzve, melyek azoknak halmazát aránylag szilárdan kötik össze. A jégnek itt leirt tulajdonságai a physika szempontjaból is érdekesek, mert nem tudok más példát, melyben valamely kristályalakú test átalakulása szemcsés szerkezetüvé, s ezen alakváltozással együtt
147
járó egyéb változások oly világosan tünnének elő, mint az itt a jégre nézve történt. A természetben előforduló testek legnagyobb részének nincs szabályosan jegeczes szerkezete; elméleti okoskodásaink pedig csaknem kizárólag csupán a jegeczes és tökéletesen ruganyos testekre alkalmazhatók. Épen ezért tartom az átmenetet a törékeny és ruganyos jegeczes jégből a formázható szemcsés jégbe különösen érdekesnek.
|
MŰSZÓK. Guffervonal, Gufferlinie |