Эффект Новой Земли — так называется редкое оптическое явление

Наука и жизньНаука

Эффект Новой Земли, или История одного миража

Денис Хотимский, Ph.D.

Герард Меркатор, 1569 год. Карта-вставка Северных регионов в полярной эквидистантной проекции на меркаторской карте мира. Меркатору пришлось использовать эту проекцию, поскольку на его знаменитой равноугольной проекции по приближении к полюсам искажения увеличиваются. В соответствии с легендарными представлениями, изображён полярный материк, состоящий из четырёх островов, приполярное море и высокая чёрная скала на самом Северном полюсе. Новая Земля (под третьим часом, если рассматривать изображение как циферблат часов) представляет собой мыс одного из островов. 

Эффект Новой Земли — так называется редкое оптическое явление, связанное с аномальной рефракцией, иными словами, с необычно сильным преломлением света в атмосфере. Чтобы наблюдать его, нужны особые условия: исключительно протяжённые и неподвижные слои воздуха, сравнительно тёплые на большой высоте и выстуженные у земной поверхности. Такие условия могут возникать, например, в Арктике — над замёрзшей поверхностью океана. Наиболее известное — хотя далеко не единственное — проявление эффекта Новой Земли заключается в том, что кажущийся восход Солнца происходит до его астрономического восхода. Впервые наблюдать и, что самое главное, описать этот мираж, возвращавшийся в течение нескольких суток, довелось нидерландским морякам, участникам третьего арктического плавания Виллема Баренца, вынужденным зазимовать на Новой Земле в 1596—1597 годах. В честь этих событий эффект впоследствии и получил своё название. Но что самое удивительное — чтобы получить исчерпывающее объяснение наблюдениям Баренца и членов его команды, математикам и специалистам в естественных науках потребовалось более 400 лет! Ещё столетие назад, в начале XX века, когда выражение «эффект Новой Земли» впервые вошло в научный лексикон, оно означало вовсе не атмосферное оптическое явление. Под ним скорее понимали... галлюцинации и патологическое стремление ко лжи, возникающие у человека, пережившего высокоширотную зимовку.

В конце XVI века в торговых кругах Нидерландов возник значительный интерес к установлению северо-восточного морского торгового пути в Ост-Индию и Китай — не вокруг Африки и через Индийский океан, а вдоль северного побережья Евразии. Для этой цели были снаряжены и отправлены три арктические экспедиции (см. «Наука и жизнь» № 9, 2019 г.). Первые две из них, в 1594 году на четырёх кораблях и в 1595 году на семи, закончились неудачей — непреодолимым барьером на пути мореходов встала Новая Земля. К югу от неё лежал остров Вайгач с двумя проливами, за которыми открывалось запертое льдами море. На севере же ждала неизвестность.

Нужно отметить, что в те годы географические представления о северных регионах основывались большей частью на легендах и преданиях. Так, картографы полагали, что вокруг Северного полюса лежит материк, состоящий из четырёх островов, которые разделены могучими реками, питающими приполярное море. На самом же полюсе поднимается в небо огромная скала, имеющая 33 мили в окружности, а вокруг неё бурлящая вода, будто в гигантскую воронку, устремляется вниз, к центру Земли. Именно таким, например, изображал и описывал Северный полюс великий Герард Меркатор. Новая Земля, во второй половине XVI века появившаяся на картах всех мореходных наций под русским именем, данным ей поморами, поначалу считалась мысом одного из островов полярного материка. Полагаясь на такие легенды, нечего было и думать о том, чтобы обойти Новую Землю с севера.

Герард Меркатор, 1595 год. Фрагмент карты Северных регионов, на которой легендарные представления подверглись частичному пересмотру. Под влиянием взглядов Петера Планциуса, Новая Земля изображена в виде двух отделённых от полярного материка островов с проливом между ними. Впоследствии гравюрная доска этой карты подвергнется дальнейшим изменениям, отражающим открытия Баренца. Публикуется с любезного разрешения Барри Рудермана.

Лишь последнее десятилетие XVI века принесло новые, тогда ещё чисто умозрительные идеи. У их истоков стоял богослов Петер Планциус — проповедник и кальвинистский пастор в Амстердаме и в то же самое время признанный специалист в математике, навигации и картографии. На карте мира, изданной им в 1590 году, Новая Земля показана ещё вполне традиционно, в виде мыса. На настенной карте 1592 года он впервые изобразил узкий пролив между южным островом Новой Земли и полярным материком (единственный сохранившийся экземпляр этой карты хранится в Коллегии Тела Христова в Валенсии). А ещё спустя два года он уже решительно отделил Новую Землю от полярного материка широким морем, представив её в виде двух островов, разделённых проливом.

Обладая недюжинным красноречием и силой убеждения, Планциус смог привлечь на свою сторону немало сторонников, в числе которых был и Баренц. Да и сам Меркатор на одной из последних своих карт, которая изображала северные регионы в новой полярной эквидистантной проекции (то есть, как если бы смотреть на глобус сверху), отразил идеи Планциуса.

Именно с такими представлениями и картами отправился Баренц в своё третье полярное плавание. Генеральные штаты (парламент Объединённых провинций) в государственном финансировании отказали, и организаторами выступили муниципалитет и торговые люди Амстердама. Снаряжены на этот раз были всего два корабля. Корабль, на котором штурманом был Баренц, а шкипером (капитаном) — Якоб ван Хеймскерк, будущий адмирал, вышел из Амстердама 10 мая 1596 года. Вместе с ними команда состояла из 17 человек. Достигнув в начале августа северной оконечности Новой Земли и обогнув её, мореплаватели решили дождаться благоприятной ледовой обстановки, чтобы продолжить плавание на восток. Однако 26 августа корабль был зажат льдами, и освободить его они уже не смогли.

Надвигалась осень, а вместе с нею — арктический холод и полярная ночь. Помощи ждать было неоткуда. Из леса-плавника и частей своего корабля они построили на берегу зимовье, перенесли в него все припасы и с 12 октября поселились в нём постоянно. Не готовясь к зимовке заранее, не имея опыта выживания на Севере и не зная, удастся ли им спастись, команда Баренца провела на Новой Земле восемь долгих месяцев. На пятом месяце зимовки на исходе полярной ночи им довелось наблюдать явления, названные впоследствии эффектом Новой Земли.

С наступлением лета зимовщики отремонтировали два открытых шлюпа и 13 июня 1597 года, когда море освободилось от сплошного льда, покинули свою стоянку. Под парусами и на вёслах, они прошли вдоль западного берега Новой Земли, достигнув материка, а потом вдоль побережья и через горло Белого моря до Колы, где были подобраны нидерландским кораблём. За время обратного плавания они несколько раз встречались с русскими поморами и принимали от них необходимую помощь. Похоронив за время экспедиции пятерых товарищей, среди них Баренца, который умер 20 июня, двенадцать зимовщиков 1 ноября 1597 года вернулись в Амстердам.

 ВЫСОТА СОЛНЦА НАД ГОРИЗОНТОМ. Приближённая схема суточного движения Солнца по небосклону на широте зимовки Баренца (76оN) и его годичные изменения: a — близ летнего солнцестояния; b — в начале или в конце полярного дня; c — близ равноденствия; d — в начале или в конце полярной ночи; e — близ зимнего солнцестояния.

Их крохотное по размерам зимовье займёт выдающееся место в истории географических открытий. В течение последующих столетий картографы всего мира, отставив в сторону принципы картографической генерализации, будут изображать и подписывать его практически на всех своих картах, независимо от масштаба — «Het Behouden Huys», или Благохранимый дом — пожалуй, единственное в истории сооружение, удостоенное такой чести. (Это название, которое — к возможному разочарованию энтузиастов русской словесности — читается «хэт бехáудэн хáус», было дано зимовью уже после возвращения экспедиции — впервые оно появляется на картах, опубликованных в 1598 году. Пока зимовщики его строили или жили в нём, дать своему убежищу такое название они не могли, поскольку их дальнейшая судьба оставалась им неизвестной.)

В Нидерландах имя Виллема Баренца знает каждый школьник. «Nova Zembla» — символ его героической эпопеи и смыслообразующее событие национальной истории. Однако научные достижения экспедиции, включая астрономические наблюдения, лишь с трудом пробивают себе путь в массовую аудиторию.

В России, где слова «Новая Земля» имеют в первую очередь географическое значение, тем не менее из года в год растёт число людей, не только знакомых с историей экспедиции, но и слышавших об эффекте Новой Земли. Страница в Википедии, целый ряд авторских блогов и даже стихотворение на портале Stihi.ru — вот часть того, что без труда можно найти в Сети. К сожалению, абсолютное большинство таких публикаций остаются весьма поверхностными. Да что там сетевые публикации!

Несколько лет назад нидерландский режиссёр Рейну Урлеманс снял фильм «Новая Земля» (Reinout Oerlemans, Nova Zembla, 2011). Фильм этот — романтизированная история, в центре которой — Геррит де Вейр, автор знаменитой книги о трёх арктических экспедициях Виллема Баренца. В фильме де Вейр представлен этаким начитанным юношей, литератором и что называется сухопутным «салагой» (нид. spiering), которого Петер Планциус, будущий тесть, спроваживает с Баренцем, дабы тот «сделал из него мужчину или скормил белым медведям». На самом деле ни литератором, ни зятем Планциуса, ни тем более «салагой» де Вейр не был. Он был грамотным и опытным моряком, участником предыдущей экспедиции Баренца (1595 год) и выполнял на борту обязанности первого помощника капитана.

Но если произвольную трактовку исторических фактов ещё можно отнести на счёт свободы художественного самовыражения, то вольное обращение с законами природы — результат пренебрежительного отношения к рекомендациям научных консультантов. Рассказывая об эпопее Новой Земли, режиссёр не преминул показать знаменитый оптический эффект, о котором у нас идёт речь. Выбравшись из своего зимовья, моряки видят, как темноту полярной ночи разрывает встающее над горизонтом солнце. Они спешат назад и докладывают разбитому смертельной болезнью Баренцу о «возвращении света», но опытный штурман не верит: «Слишком рано». Эта сцена — кульминация фильма. Она основана на реальных исторических событиях, имевших место 24 января 1597 года. Вот только на экране эти события происходят… 12 мая, когда от полярной ночи оставались лишь воспоминания, а солнце уже три месяца как должно было согревать зимовщиков своим видом и теплом.

Иллюстрация: Universiteitsbibliotheek Gent/PD 

Вероятно, авторы перепутали «возвращение света» — то есть первое появление солнца после полярной ночи, — с началом полярного дня, когда солнце остаётся над горизонтом даже в полночь. За полярным кругом эти два события разнесены по времени на величину, зависящую от широты места, и совпадают лишь на самóм полюсе, — этот момент приходится на весеннее равноденствие.

Что же на самом деле произошло на Новой Земле в 1597 году на исходе полярной ночи?

Широту своей стоянки моряки знали твёрдо — 76оN; она была подтверждена несколькими измерениями и сомнений у зимовщиков не вызывала. Полярная ночь на этой широте, по расчётам Баренца, должна была продолжаться до 7 февраля. Однако уже 24 января, в полдень, зимовщики — среди них были Геррит де Вейр и шкипер Якоб ван Хеймскерк — смогли на короткое время увидеть над горизонтом край солнечного диска. И Баренц — он тогда ещё находился в добром здравии — действительно наотрез отказался поверить им на слово.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Вирусы против людей: хроника вечной войны Вирусы против людей: хроника вечной войны

Афинская чума, черная смерть, испанка, СПИД и другие эпидемии человечества

Дилетант
Конец любви: как меняется наш основной инстинкт Конец любви: как меняется наш основной инстинкт

Любовь, влечение и секс будут у человечества всегда? Как бы не так!

Psychologies
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Выбрать собаку и жить с ней в ладу: советы зоопсихолога Выбрать собаку и жить с ней в ладу: советы зоопсихолога

По каким параметрам подбирать себе собаку и как сосуществовать с ней в ладу

Psychologies
Достучаться до небес Достучаться до небес

Заключенный концлагеря угоняет с их секретной военной базы бомбардировщик

Вокруг света
Никотин помог раку легких дать метастазы в головной мозг Никотин помог раку легких дать метастазы в головной мозг

Никотин смертельно опасен для пациентов с раком легких

N+1
Цивилизация Цивилизация

Они одними из первых освоили инженерию, завели армию, монархию и дипломатию

Вокруг света
«Умная» сортировка и никаких «лишних» писем за $99 в год: Basecamp представила бета-версию почтового сервиса Hey «Умная» сортировка и никаких «лишних» писем за $99 в год: Basecamp представила бета-версию почтового сервиса Hey

Какой должна быть электронная почта

VC.RU
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Екатерина Дабижа: «У меня есть захватывающая история, которую я просто не могу не рассказать» Екатерина Дабижа: «У меня есть захватывающая история, которую я просто не могу не рассказать»

Все люди разные, поэтому важно подать им не просто сахар на тарелке

Bones
Василий Ян Василий Ян

Василий Ян глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Так ты точно будешь выглядеть безупречно. 14 советов для удачных снимков Так ты точно будешь выглядеть безупречно. 14 советов для удачных снимков

Мы докажем, что нет понятия «нефотогеничность»

Cosmopolitan
А без воды… А без воды…

Автор статьи говорит о воде, как о предмете первой необходимости

Наука и жизнь
Не выпечка мечты: 13 самых грубых ошибок при приготовлении тортов или кексов Не выпечка мечты: 13 самых грубых ошибок при приготовлении тортов или кексов

Не такие как на картинке? Несколько секретов, которые исправят ситуацию!

Cosmopolitan
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Кино под открытым небом: как организовать кинотеатр у себя на даче Кино под открытым небом: как организовать кинотеатр у себя на даче

Смотрим кино на природе!

Популярная механика
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
Как сломать себе мозг на пяти разных языках Как сломать себе мозг на пяти разных языках

Наша ода лингвистам!

Maxim
Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить Непобедимая коррупция: во сколько она обходится обществу и как ее лечить

Коррупция — это серьезная проблема для многих стран мира

Forbes
10 главных растительных источников белка: протеина в них не меньше, чем в мясе 10 главных растительных источников белка: протеина в них не меньше, чем в мясе

Берем на заметку богатые протеином продукты растительного происхождения!

Playboy
Восставший из мертвых: как свинью превратили в Франкенштейна Восставший из мертвых: как свинью превратили в Франкенштейна

Ученые провели радикальный эксперимент по оживлению мозга

Популярная механика
10 звезд, которые создали семью не с коллегами, а с обычными людьми 10 звезд, которые создали семью не с коллегами, а с обычными людьми

Кем работают вторые половинки популярных актеров и музыкантов

Cosmopolitan
Наши шесть соток Наши шесть соток

Герои «Татлера» оценили спасительную сень родных яблонь, вишен и калин

Tatler
Алиса Лобанова Алиса Лобанова

Алиса Лобанова владеет крупнейшей сетью магазинов детских игрушек в России

Собака.ru
Ёлка: «В шоу-бизнесе в одиночку не выжить» Ёлка: «В шоу-бизнесе в одиночку не выжить»

Ёлка предпочитает уделять свое время созданию качественной музыки

Cosmopolitan
Лениться, как Лев Толстой Лениться, как Лев Толстой

Как лев Толстой боролся с прокрастинацией и двигался к своей цели

Культура.РФ
8 самых провальных ремейков французских комедий, сделанных в Голливуде 8 самых провальных ремейков французских комедий, сделанных в Голливуде

Кажется, будто в Америке не так часто копируют французские фильмы

Maxim
«Общество забирает наше личное пространство». Правнучки Зигмунда Фрейда — о плюсах одиночества «Общество забирает наше личное пространство». Правнучки Зигмунда Фрейда — о плюсах одиночества

Отрывок из книги психотерапевта Мишель Фрейд

Forbes
Программа антицеллюлит Программа антицеллюлит

Действенные советы, которые помогут избавиться от «апельсиновой корки»

Здоровье
Иностранные ремейки советских фильмов Иностранные ремейки советских фильмов

На основе этих советских фильмов свои картины снимали зарубежные режиссеры

Культура.РФ
Открыть в приложении