(A cikk Carmen Giunta tudománytörténeti gyûjteményébôl származik, és az eredeti közlemény rövidített változata. Az angol szerkesztô megjegyzéseit monogramjával, kihagyásait három ponttal jelöltük. Szerk.)

I. Bevezetés: Langley megfigyelései a légkör abszorpciójáról

A légkör abszorpciójának éghajlatra gyakorolt hatásáról már sok írás jelent meg. A kérdés rendkívüli jelentõségét különösen Tyndall [2] hangsúlyozta. Õt fõleg a hõmérséklet napi és évi ingadozása érdekelte, amit az említett jelenség csillapitott. A kérdés másik fele, amely régóta vonzotta a fizikusok figyelmét, a következõ: befolyásolják-e valamilyen módon a földfelszín átlagos hõmérsékletét a légkörben jelenlévõ, hõt abszorbeáló gázok? Fourier [3] azt állította, hogy a légkör úgy mûködik, mint egy melegház üvegteteje, mivel a Nap látható sugarait átengedi, de a földfelszínból származó sötét sugarakat visszatartja. Ezzel a gondolattal késôbb Pouillet [4] foglalkozott; és Langley jutott bizonyos eredményei révén arra a nézetre, hogy "ha a légkörnek nem lenne szelektív abszorpciója, a napsütötte Föld hõmérséklete valószínûleg -200 ^oC-ig csökkenne még akkor is, ha a légkör olyan lenne, mint ma" [5]. Ezt a nézetet, amelynek alapja a Newton-féle lehûlési törvény túl tág alkalmazása, fel kellett adni. Maga Langley mutatott rá egy késõbbi közleményében, hogy a Holdnak, amelynek nincsen semmiféle hõabszorbeáló légköre, 45 ^oC-os az "átlagos effektív hõmérséklete" [6].

A levegõ a (világos vagy sötét) hõt két különbözõ módon tartja vissza. A hõ egyrészt szelektív diffúziót szenved a levegõn való áthaladáskor, másrészt néhány légköri gáz tekintélyes mennyiségû hõt abszorbeál. Ez a két hatás igen különbözõ. ...

A légkör szelektív abszorpciója Tyndall, Lecher és Pertner, Röntgen, Heine, Langley, Angström, Paschen és mások [7] kutatásai szerint teljesen más természetû. Nem a levegõ fõ tömege, hanem lényegében a levegõben kis mennyiségben jelenlevõ vízgõz és szénsav [szén-dioxid] abszorbeál. Az abszorpció emellett nem is folyamatos a teljes spektrumban, csaknem észrevehetetlen a világos részben, a hosszú hullámú részre korlátozódik, ahol viszont nagyon jól definiált abszorpciós sávokban jelentkezik, amelyek meredeken ereszkednek le mindkét oldalon [8]. Ez az abszorpció a Napból származó hõt aránylag kismértékben érinti, míg nagyon jelentõsnek kell lennie a Földbõl kiinduló sugarak áteresztése szempontjából. Tyndall véleménye szerint legnagyobb hatása a vízgõznek van, míg más szerzõk, pl. Lecher és Pernter hajlanak arra, hogy a legfontosabb szerepet a szénsavnak tulajdonítsák. Paschen kutatásai megmutatták, hogy mindkét gáz egyaránt hatásos, és valószínû, hogy hol az egyik, hol a másik játszik nagyobb szerepet, az adott körülményektõl függõen.

...

II. Változó összetételû atmoszférák teljes abszorpciója

Mivel az abszorpciós koefficiensek értékeit, a fent leírt módon, az összes sugárzásra nem határoztuk meg, Langley adatai [9] segítenek majd abban, hogy kiszámíthassuk egy 15 ^oC-os test (a földfelszín) hõjének azt a hányadát, amelyet adott mennyiségû szénsavat és vízgõzt tartalmazó légkör abszorbeál. ...

III. Termikus egyensúly a Föld felületén és a légkörben

Elegendõ ismeretünk lévén immár a légkör hõabszorpciójáról, marad annak vizsgálata, hogyan függ a földfelszín hõmérséklete a levegõ abszorptív erejétõl. Ilyen vizsgálatokat már Pouillet is végzett [10], de ezeket meg kell ismételni, mivel Pouillet olyan hipotéziseket használt, amelyek nem egyeztethetõk össze jelenlegi tudásunkkal. Levezetéseink során fel fogjuk tételezni, hogy a hõ, amely a Föld belsejébõl vezetéssel jut a felszínre, teljesen elhanyagolható. Ha a Föld felszínén megváltozik a hõmérséklet, akkor a földkéreg felsõ rétegeinek hômérséklete is természetesen módosul, ez a folyamat azonban igen gyors azzal az idõvel összevetve, amely a földfelszín hõmérsékletének változásához kell. Következésképpen az a (télen pozitív, nyáron negatív) hõ, amely a Föld belsejébõl a felületre kerül, nem függhet a felületi hõmérséklet kismérvû, évszázados ingadozásaitól, és egy évet tekintve nagyjából zérus értékûnek kell lennie.

Hasonló módon fel fogjuk tételezni, hogy az a hõ, amelyik légköri vagy tengeri áramlások eredményeképpen horizontálisan vagy vertikálisan, a földfelszín egyik pontjáról a másikra, vagy a légkörbe vezetõdik, a figyelembe vett idõszakban állandó, és fel fogjuk tételezni azt is, hogy az ég felhõvel borított hányada változatlan. Egyedül azt fogjuk vizsgálni, hogyan változik a hõmérséklet a levegõ átlátszóságával.

Minden szerzõ megegyezik abban, hogy a Föld és a légkör termikus egyensúlyban van. Ezért a légkörnek annyi hõt kell kisugároznia, mint amennyit felvesz, részben a napsugarak abszorpciója útján, részben a földfelszín melegebb részeinek sugárzásából és a földfelszínnel érintkezõ levegõ felszálló áramlataiból. Másrészrõl a Föld gyakorlatilag annyi hõt veszít az ûrbe és a légkörbe jutó sugárzás útján, mint amennyit a Nap sugaraiból felvesz. Ha a földfelszín vagy a légkör egy adott helyét vizsgáljuk, figyelembe kell vennünk azt a hõmennyiséget, amelyet a tengeri vagy a légköri áramlatok szállítottak erre a helyre. A sugárzásról fel fogjuk tételezni, hogy a ma már általánosan elfogadott Stefan-féle törvény érvényes rá, vagy más szavakkal az a (W) hõmennyiség, amelyiket egy (1-n) albedójú és T abszolút hõmérsékletû test egy másik, b abszorpciós koefficiensû és q abszolút hõmérsékletû testre sugároz:

ahol g az ún. sugárzási állandó (1,21.10^-12/s · cm²). A légüres tér abszolút hõmérséklete 0-nak tekinthetõ [11].

...

IV. A levegõ változó szénsavtartalmából következõ hõmérséklet-változás számítása

...

Ezen értékek felhasználásával kiszámítottam a hõmérséklet átlagos változását, amely akkor következne be, ha a szénsav mennyisége jelenlegi átlagértékérõl (K = 1) egy másik K-ra változna, nevezetesen K = 0,67, 1,5, 2, 2,5, illetve 3 értékre. A számítást minden tizedik szélességi körre és külön-külön a négy évszakra is elvégeztem. A eredményül kapott változásokat a VII. táblázat tartalmazza.

[Az angol szerkesztõ, Carmen J. Giunta (CJG) megjegyzése: Arrhenius VII. táblázata tulajdonképpen öt, különbözõ "szénsav"-tartalomhoz tartozó táblázatból áll. A jobb áttekinthetõség kedvéért ezeket a táblázatokat szétválasztottam. Explicit módon adtam meg továbbá a földrajzi szélesség határait, míg a szerzõ az adatokat adott szélesség-értékek közé helyezte].

A táblázatokra pillantva azonnal látszik, hogy a helyzet az egész Földre vonatkozóan csaknem azonos. A hatásnak minimuma van az Egyenlítõnél, és innen egy lapos maximumig növekszik, amely annál messzebb van az Egyenlítõtõl, minél nagyobb a levegõ szénsavtartalma. K=0,67 esetében a maximális hatás a 40. szélességi körnél, K=1,5-nél az 50., K=2-nél a 60., nagyobb K-értékeknél a 70. szélességi körnél lép fel. A hatás általában télen nagyobb, mint nyáron, kivéve azokat a részeket, amelyek a maximum és a sark között fekszenek. A hatás annál is nagyobb, minél nagyobb n értéke, azaz általában nagyobb a szárazföldön, mint az tenger felett. A déli félteke felhõsebb, ezért a hatás itt kisebb lesz, mint az északi féltekén. A szénsav mennyiségének emelkedése természetesen csökkenteni fogja a nappal és az éjszaka közötti hõmérséklet-különbséget. A hatás igen jelentõs másodlagos erôsödésére számíthatunk ott, ahol változik az albedo a hótakaró kiterjedésével, vagy összehúzódásával (l. 257. oldal [ebbôl a részletbôl kihagyva -- CJG]). Valószínû, hogy ez a másodlagos járulék a hatásmaximumot az alacsonyabb szélességekrõl a sarkok szomszédságába fogja tolni [12].

...

Most megvizsgáljuk, mekkorát kell a légkör szénsavtartalmának ingadoznia ahhoz, hogy a hõmérséklet adott változása bekövetkezzék. A választ a VII. táblázatból interpolációval tudhatjuk meg. Ennek megkönnyítésére vegyük észre, hogy ha a szénsav mennyisége 1-rõl 0,67-re csökken, a hõmérséklet süllyedése közel ugyanakkora, mint a hõmérséklet emelkedése akkor, amikor ez a mennyiség 1,5-szeresére nõ. Egy ilyen nagyságrendû (3,4-szeres) újabb változás eléréséhez az szükséges, hogy a szénsav mennyisége egészen addig emelkedjék, amíg el nem ér egy 2 és 2,5 közötti, közelítõen középen fekvõ értéket. Így, ha a szénsav mennyisége mértani haladvány szerint nõ, a hõmérséklet közelítõleg számtani haladvány szerint emelkedik. Ez a szabály -- amely természetesen csak a vizsgált tartományban érvényes -- hasznos lesz késõbbi összefoglaló becsléseinknél.

5. Geológiai következmények

Bizonyára nem végeztem volna el ezeket a fárasztó számításokat, ha nem kapcsolódtak volna egy különleges érdekességhez. A Stockholmi Fizikai Társaságban alkalmanként igen élénk viták folytak a jégkorszak lehetséges okairól, és ezek a viták, nézetem szerint, oda vezettek, hogy belássuk, máig nem létezik olyan kielégítõ elmélet, amely megmagyarázná, hogyan alakulhattak ki olyan rövid idõ alatt egy jégkorszak klimatikus feltételei, mint amennyi a glaciális idõszak óta eltelt. Ezideig az az általánosan elfogadott nézet, hogy az idõk során a Föld hûl. Ha nem tudnánk, hogy nem errõl van szó, feltételezhetnénk, hogy a hûlésnek folyamatosan folytatódnia kell. Barátommal és kollegámmal, Högbom professzorral folytatott beszélgetéseim, továbbá a fent említett viták arra indítottak, hogy elõzetes becsléseket végezzek a légköri szénsavtartalom változásának várható hatásairól, arra gondolva, hogy ily módon valószínûleg meg lehet magyarázni a hõmérséklet 5-10 ^oC-os ingadozásait. A számításokat részletesen elvégeztem, és azokat most a nyilvánosság és a kritika elé tárom.

A geológiai kutatások alapján jól ismert tény, hogy a harmadkorban a mérsékelt és sarki égövben a mainál sokkal magasabb hõmérséklethez alkalmazkodott a vegetáció és az állati élet [13]. Úgy tûnik, hogy a sarki övezetekben a hõmérséklet 8-9 fokkal haladta meg a jelenlegit. Erre az enyhe idõre következett a jégkorszak, amelyet egyszer vagy többször interglaciális idõszakok szakítottak meg a maihoz hasonló, vagy annál talán enyhébb klímával. Amikor a jégtakaró a legmesszebbre terjedt, azokat az országokat, amelyek ma magas fokú civilizációnak örvendenek, jég borította. Így volt ez Írországban, Angliában (kivéve annak egy kicsiny déli részét), Hollandiában, Dániában, Svédországban és Norvégiában, Oroszországban (le Kijevig, Orelig és Nyizsnyij-Novgorodig), Németországban és Ausztriában (a Harzig, az Érchegységig, Drezdáig és Krakkóig). Ugyanebben az idõben az Alpok jégsapkája borította Svájcot, Franciaország egy részét, Bajorországot a Dunától délre, Tirolt, Stájerországot és más osztrák országokat, és lenyúlt egészen Olaszország északi részéig. Ugyancsak jég fedte Észak-Amerikát is, a nyugati parton a 47. szélességi körig, a keleti parton a 40.-ig és a középsõ részen a 37.-ig (a Mississippi és az Ohio folyók összefolyásáig). A világnak legkülönbözõbb részein is megtalálhatók a nagy jégkor nyomai, a Kaukázusban, Kis-Ázsiában, Szíriában, a Himalájában, Indiában, a Tien San-, az Altáj- és az Atlasz-hegységben, a Kenyai csúcson és a Kilimandzsárón (mingkettõ közel az Egyenlítõhöz), Dél-Afrikában, Ausztráliában, Új-Zélandon, a Kerguelen- és a Falkland-szigeteken, Patagóniában és Dél-Amerika más részein. A geológusok általában hajlanak arra a vélekedésre, hogy ezek a jegesedések egy idõben játszódtak le az egész Földön [14]. Ezt az igen kézenfekvõ nézetet valószínûleg általánosan elfogadnák, ha nem befolyásolná a képet Croll elmélete, amely szerint az északi jégkorszak alatt enyhe idõszaknak kell lennie a déli földtekén, és fordítva. A hóhatár vándorlásának mérése révén arra a -- különbözõ helyeken igen meggyõzõen érvényes -- eredményre jutunk, hogy a hõmérséklet ebben az idõben 4-5 ^oC-kal alacsonyabb volt a mainál. Az utolsó eljegesedésnek -- geológiai mércével mérve -- szinte napjainkban kellett bekövetkeznie, olyan idõszakban, amikor az emberi faj már bizonyosan megjelent. Némely amerikai geológus véleménye szerint az utolsó jégkorszak óta csak 7-10 ezer év telt el, de ez valószínûleg igen alábecsült adat.

Feltehetõ most a kérdés, hogy számainkból kiindulva mekkorát kellett változnia a szénsavtartalomnak ahhoz, hogy a hõmérséklet olyan legyen, amilyen a harmadkorban, illetve a jégkorszakban volt. Egy egyszerû számítás azt adja, hogy a sarki területeken a hõmérséklet 8-9 ^oC-kal emelkedne, ha a szénsavtartalom a jelenlegi értékének 2,5-3-szorosára nõne. A 40. és 50. szélességi kör között uralkodó jégkori hõmérséklet eléréséhez a levegõ szénsavtartalmának a jelenlegi érték 0.62-0.55-öd részére kell süllyednie (4-5 ^oC-os hõmérséklet-csökkenés). A geológusoknak az az elvárása, hogy a klíma enyhe idõszakainak egyenletesebbeknek kell lenniük, mint manapság, elméletünk szerint igen jól teljesül. A hõmérséklet évi és naponkénti földrajzi ingadozásai majdnem eltûnnének, ha a szénsavtartalom növekedne. Ennek fordítottja következne be (legalábbis az 50. szélességi foktól az Egyenlítõig), ha a szénsav mennyisége csökkenne. Mindkét esetben hajlok afelé, hogy a legfontosabb szerepet itt a hótakaró kiterjedésének és visszahúzódásának másodlagos hatása játssza. (l. 257. oldal [ebbôl a részletbôl kihagyva -- CJG]) . Az elmélet szerint ezenkívül a hõmérsékletnek nagyjából az egész Földön hasonlóan kellett változnia, azaz az enyhe és a jeges korszakoknak egy idõben kellett bekövetkezniük az egész Földön. Mivel a déli félteke felhõsebb, a változásnak itt valamivel (mintegy 15%-kal) kisebbnek kellett lennie, mint az északi féltekén. A tengeri áramlások is, csakúgy, mint napjainkban, a különbözõ szélességi fokokon itt nagyobb mértékben tompították a hõmérséklet-különbségeket, mint az északi féltekén. Ugyanilyen hatás származik abból is, hogy a sarki övezetek felhôsebbek az Egyenlítõ környezeténél.

Felvetõdik most egy fontos megválaszolandó kérdés, nevezetesen az, valószínû-e, hogy a szénsavtartalom olyan nagymérvû változása, amelyet elméletünk megkövetel, ilyen viszonylag rövid geológiai idõ alatt lejátszódjék? A kérdésre Högbom professzor adott választ. Mivel a kérdésrõl írt tanulmánya ezen sorok olvasóinak aligha hozzáférhetõ, lefordítva összefoglalom tárgyunk szempontjából fontos mondanivalóját [15]:

"Bár nem vagyunk képesek arra, hogy kvantitatíve irjuk le azokat a reakciókat, amelyek során a szénsav a természetben keletkezik vagy fogy, van néhány olyan tényezõ, amelyek alapján közelítõleg helyes becslések adhatók és amelyekbõl levonhatók a felvetett kérdésre fényt derítõ konklúziók. Legelõbb az látszik fontosnak, hogy a levegõ jelenlegi szénsavtartalmát összehasonlítsuk a idõközben megváltozott mennyiségekkel. Ha az elõzõ jelentéktelen az utóbbihoz képest, akkor a változás valószínûsége teljesen más, mint az ellenkezõ esetben."

"Ha feltesszük, hogy a levegõ átlagos szénsavtartalma eléri a 0,03 térfogatszázalékot, akkor ez a szám 0,045 súlyszázaléknak vagy 0,342 mm parciális nyomásnak vagy 0,446 gramm szénsav/cm² földfelület értéknek felel meg. A világ élõ szervezetei által megkötött szénsavmennyiséget bizonyosan nem lehet hasonló pontossággal becsülni, de nyilvánvaló, hogy a számoknak, amelyek ezt a mennyiséget megadják, ugyanolyan nagyságrendûeknek kell lenniük, így a levegõ széntartalma se túl nagynak, se túl kicsinek nem tekinthetõ a szervezetekben elõforduló szén mennyiségéhez képest. Tekintettel a szerves természetben lejátszódó átalakulások nagy sebességére, a rendelkezésre álló szénsavmennyiség nincs akkora feleslegben, hogy az átalakulások sebességében és értékében a klimatikus vagy más okokból bekövetkezõ változások ne lennének képesek az egyensúly eltolására."

"A következõ számítás is igen tanulságos ahhoz, hogy megítélhessük a levegõ szénsavtartalmának és a megváltozott mennyiségeknek a viszonyát. A világ jelenlegi széntermelése eléri az évi kerek 500 millió tonnát, azaz az 1 tonna/km² földfelület értéket. Szénsavvá átalakulva ez a mennyiség a légkör szénsavtartalmának ezredrészét képezné. Az egész földgolyóra számítva ezt a mennyiséget egy 0,003 mm vastag mészkõréteg vagy 1,5 km³ -nyi térfogat képviselné. Úgy tekinthetjük, hogy ez a szénsavmennyiség, amelyet fõként a modern ipar bocsát ki a légkörbe, teljesen kompenzálja azt a szénsavmennyiséget, amelyet a szilikátok mállása és elbomlása miatt bekövetkezõ mészkõ- (vagy más ásványi karbonát-) képzõdés fogyaszt. A különbözõ országok és klimatikus övezetek folyóiban feloldott anyagok (fôleg karbonátok) ismeretében, valamint ezen folyók vízhozamának és vízgyûjtõ területeik szárazföldhöz viszonyított arányának alapján megbecsülhetõ az az oldott karbonátmennyiség, amely egy év folyamán a tengerekbe kerül: ez 3 km³ térfogatúra tehetõ. Az is bebizonyosodott, hogy azok a folyók, amelyeknek vízgyûjtõ területe szilikátos, jelentéktelen mennyiségû karbonátot szállítanak azokhoz képest, amelyek mészköves területeken folynak, így, mint azt más körülmények is alátámasztják, levonható az a következtetés, hogy ennek a 3 km³-nyi karbonátnak jelentéktelen része keletkezik szilikátok bomlásából. Más szavakkal, ennek az éves kalcium-karbonát mennyiségnek csak elhanyagolható része tulajdonítható mállási folyamat eredményének. Még akkor is, ha a fenti számok, a pontatlan vagy bizonytalan feltételezések miatt, 50 vagy annál is több százaléknyira hibásak lennének, a bemutatott összehasonlítás nagyon érdekes marad, hiszen bizonyítja, hogy a légkör szénsavtartalmát mindenkor csökkentõ folyamatok legfontosabbja, nevezetesen a szilikátásványok kémiai mállása ugyanolyan nagyságrendû, mint az az ellenkezõ hatású folyamat, amelyet napjaink ipari fejlõdése okoz és amelyet idõleges természetûnek kell tartanunk."

"Ahhoz a szénsavmennyiséghez képest, amely a mészkõben és más karbonátokban van megkötve, a levegõ szénsavtartalma elhanyagolható. Figyelembe véve az üledékes képzõdmények vastagságát és azt, hogy ezek nagy részét a mészkõ és más karbonátok adják, nem tûnik képtelennek, hogy a karbonátok teljes tömege néhány száz méter vastagságban beborítaná a Földet. Ha száz métert tételezünk fel, ami nagymértékben pontatlan, de valószínûleg alábecsült érték, azt találjuk, hogy az üledékes képzõdményekben 25 ezerszer több szénsav van mészben megkötve, mint amennyi a levegõben létezik. Minden egyes mészkõben lévõ szénsavmolekula azonban valamikor a légkörben létezett és vándorolt az idõk során. Bár elhanyagoltunk minden más tényezõt, amely a levegõ szénsavtartalmát befolyásolhatja, ez a szám mégis igen valószínûtlenné teszi azt a hipotézist, hogy ez a mennyiség a korábbi geológiai idõszakokban olyan határok között ingadozott, amelyek nem nagyon térnek el a jelenlegitõl. Miután a mállási folyamat sok ezerszer nagyobb szénsavmennyiséget fogyasztott, mint amennyi ma a levegõben rendelkezésre áll, és mivel ez a folyamat, különbözõ földrajzi, klimatikus vagy más okokból, minden valószínûség szerint a különbözõ korokban nagyon eltérõ intenzitással játszódott le, igen nagy a valószínûsége annak, hogy a szénsavmennyiség lényegesen változott, még akkor is , ha figyelembe veszünk olyan kompenzáló folyamatokat, amelyek -- mint azt késõbb látni fogjuk -- azonnal lejátszódnak, mihelyt ilyen vagy amolyan okból a szénsav termelõdése vagy fogyása számottevô mértékben elmozdítja az egyensúlyt. Gyakran hallani azt a véleményt, hogy a levegõ szénsavtartalmának régebben sokkal nagyobbnak kellett lennie, mint ma, és a csökkenés annak következménye, hogy a szénsav kikerült a levegõbõl, és a földkéregben szén és karbonátok alakjában kötõdött meg. Ezt a feltételezett csökkenést sokszor kizárólag a szénképzõdésnek tulajdonítják, miközben a sokkal fontosabb karbonátképzõdést teljesen figyelmen kívül hagyják. Bár az idõk során óriási mennyiségû szénsav kötõdött meg karbonátok alakjában, a levegõ szénsavtartalmának folyamatos csökkenésérõl szóló egész gondolatmenet valójában talaját veszti, ha közelebbrõl szemügyre vesszük azokat a folyamatokat, amelyek a szénsavat a légkörbe juttatták. Ezekbõl ugyanis arra következtethetünk, hogy nagymérvû változások történtek, de arra nem, hogy ez a változás mindig egyirányú volt."

"A szénsavat a következõ folyamatok juttatják a légkörbe: (1) a vulkanikus kigõzölgések és az ezekhez kapcsolódó geológiai jelenségek, (2) a széntartalmú meteoritok elégése a légkör felsõ rétegeiben, (3) a szerves testek elégése és elbomlása, (4) a karbonátok bomlása, (5) a kõzetekbe mechanikusan bezárt szénsav felszabadulása törés vagy bomlás után. A levegõ szénsavtartalmát fõként a következõ folyamatok csökkentik: (6) a karbonátok képzõdése szilikátok mállása következtében és (7) a vegetatív folyamatok szénsavfogyasztása. A tenger is -- vízének abszorpciós képessége révén -- jelentõs szerepet tölt be a levegõ szénsavtartalmának szabályozásában, mivel szénsavat ad le, amikor hõmérséklete nõ, és szénsavat nyel el, amikor hûl. A (4) és (5) pontban felsorolt folyamatok csekély jelentõségûek, így elhanyagolhatók. Ugyanez áll a (3) és (7) folyamatokra, mivel az anyag körforgása a szerves világban olyan gyors, hogy ezeknek a változásoknak nem lehet észlelhetõ hatásuk. Kivételnek kell tekinteni azokat az idõszakokat, amelyekben sok élõ szervezet halmozódott fel üledékes képzõdményekben és így kikerült a körforgalomból, vagy azokat, amelyekben a felhalmozódott termékek, mint ma, újra bekerülnek a körfolyamatba. A (2) pontban megadott szénsavforrás teljesen kiszámíthatatlan."

"Így az (1), (2), és (6) folyamatok egymást többé-kevésbé kiegyenlítik. Mivel a földkéreg mészkõrétegeiben jelenleg megkötött, hatalmas mennyiségû (több atmoszféra nyomást képviselõ) szénsav -- eltekintve egy, a szerves élet földi megjelenése utáni idõbõl származó jelentéktelen hányadtól -- nem tekinthetõ olyannak, mint ami valaha a levegõben volt, a mállás és a karbonátképzõdés okozta fogyasztást kompenzáló fõ tényezõnek a vulkáni kigõzölgéseket kell tekintenünk."

"Ez a forrás azonban nem volt rendszeres és egyenletes. Úgy látszik, hogy az egyes vulkánokhoz hasonlóan, amelyeknél a viszonylagos nyugalom és erõs az aktivitás periódusai váltakoznak egymással, az egész földgolyó is bizonyos geológiai korszakokban erõsebb és általános vulkanikus aktivitást mutatott, miközben más korokat a vulkanikus erõk viszonylagos nyugalma jellemzett. Valószínûnek tûnik tehát, hogy a szénsav mennyisége a levegõben ezzel közelítôleg egy idôben változott, vagy legalábbis az említett tényezô jelentõsen befolyásolta a változását."

"Ha szemügyre vesszük a szénsav fogyásának és termelõdésének fent említett folyamatait, láthatjuk, hogy ezek nem olyan arányúak, vagy nem függenek úgy egymástól, hogy a légkör szénsav-egyensúlya fennmaradhasson. A geológiai idõk során folytatódó -- esetleg nem is jelentõs -- növekedéseknek vagy csökkenéseknek figyelemre méltó légköri szénsavtartalom-változásokhoz kellett vezetnie, és semmi sem szól az ellen az elképzelelés ellen, hogy bizonyos periódusokban ez utóbbi sokszorta nagyobb, máskor jelentõsen kisebb volt, mint ma."

Miután Högbom professzor a légköri szénsavtartalom kvantitatív változásának valószínûségét ilyen egyértelmûen tisztázta, egyetlen kérdés marad csak, amelyre néhány szóban szeretném a figyelmet felhívni, nevezetesen arra: vajon senki nem javasolt kielégítõ magyarázatot az enyhe és jeges periódusok felléptére? Szerencsére az elõzõ számítások végzésének ideje alatt L. De Marchi, a kitûnõ olasz meteorológus közzétett egy közleményt, amely felment az utóbbi kérdés megválaszolása alól [16]. De Marchi részletesen tanulmányozta az eddig felvetõdött különbözõ csillagászati, fizikai vagy földrajzi elméleteket, amelyekrõl itt röviden beszámolok. Ezek az elméletek felteszik, hogy az enyhe és jeges korszakok fellépte a következõ körülmények egyikének vagy másikának változásától függ:

1. A Föld világûrbeli helyének hõmérséklete.

2. A Nap sugárzása a Földre (szoláris állandó).

3. A földtengely dõlése az ekliptikához képest.

4. A sarkok helyzete a Föld felszínén.

5. A földpálya alakja, különösen annak excentricitása (Croll).

6. A kontinensek és a tengerek alakja és kiterjedése.

7. A Föld felületének borítottsága (vegetáció).

8. A tenger- és a légáramlatok iránya.

9. A napéjegyenlõségek helyzete.

Mivel úgy tûnik, az angol geológusok között vannak, akik rokonszenvesnek találják Croll hipotézisét, nem érdektelen, ha idézzük De Marchi megállapítását errõl az elméletrõl. De Marchi, fontosságának megfelelõen, a hipotézist a többinél részletesebben vizsgálta. Azt mondja, és ezzel teljesen egyetértek: "Nos, úgy vélem, levonhatom azt a következtetést, hogy a meteorológia és a klimatológia szempontjából, a tudomány mai állása mellett, Croll hipotézise, mind elveit, mind következményeit illetõen, teljességgel tarthatatlan" [17].

Úgy tûnik, az a nagy elõny, amelyet Croll hipotézise a geológusoknak ígért, nevezetesen a természetes kronológia lehetõsége, kedvezett elfogadásának. Az a körülmény azonban, amely elõször kedvezõnek tûnt, a késõbbi vizsgálatok fényében inkább az elmélet ellen szól, mivel egyre nehezebb a Croll-elmélet által megkövetelt kronológiát a megfigyelt tényekkel összeegyeztetni.

Bízom abban, hogy jelen oldalak hasznosaknak bizonyulnak a geológiai klimatológia néhány, eddig nehezen értelmezhetõ kérdésének megválaszolásában.

[Megjegyzések -- CJG]

[1] Részletek a Svéd Királyi Tudományos Akadémián 1895. december 15-én tartott elôadásból

[2] 'Heat a Mode of Motion', 2nd ed. p. 405 (Lond., 1865).

[3] Mm. de l'Ac. R. d. Sci. de l'Inst. de France, t. vii. 1827.

[4] Comptes rendus, t. vii. p. 41 (1838).

[5] Langley, 'Professional Papers of the Signal Service,' No. 15. "Researches on Solar Heat," p. 123 (Washington, 1884).

[6] Langley, "The Temperature of the Moon," Mem. of the National Academy of Sciences, vol. iv, 9th mem. p. 193 (1890).

[7] Vide Winkelmann, Handbuch der Physik.

[8] Cf., e.g., Trabert, Meteorologische Zeitschrift, Bd. ii. p. 238 (1894).

[9] 'Temperature of the Moon,' plate 5.

[10] Pouillet, Comptes rendus, t. vii. p. 41 (1838).

[11] Langley, 'Prof. Papers,' No. 15, p. 122. "The Temperature of the Moon," p. 206.

[12] Lásd Addendum, p. 275.

[13] Vö. Neumayr, Erdgeschichte, Bd. 2, Leipzig, 1887; és Geikie, "The Great Ice-Age,' 3rd ed. London, 1894; Nathorst, Jirdens historia, p. 989, Stockholm, 1894.

[14] Neumayr, Erdgeschichte, p. 648; Nathorst, l. c. p. 992.

[15] Högbom, Svensk kemisk Tidskrift, Bd. vi. p. 169 (1894).

[16] Luigi De Marchi: Le cause dell'era glaciale, premiato dal R. Istituto Lombardo, Pavia, 1895.

[17] De Marchi, l. c. p. 166.