Исследования химического состава воздуха, которые Гумбольдт начал еще во время службы обер-бергмейстером и продолжил впоследствии вместе с Гей-Люссаком, привели к следующим результатам: 1) состав атмосферы вообще остается постоянным; 2) количество кислорода в воздухе равняется 21 проценту; 3) воздух не содержит заметной примеси водорода. Это было первое точное исследование атмосферы, и позднейшие работы Реньо, Буссенго и других подтвердили в существенных чертах, данные Гумбольдта и Гей-Люссака.
Температуре воздуха посвящен целый ряд исследований Гумбольдта.[4]
Распределение тепла на земной поверхности, представляет крайне запутанное явление. Различное удаление земли от солнца в разные времена года, вращение земли, наклонение ее оси к эклиптике, воздушные течения, испарение воды и прочее, и прочее – все эти условия влияют на температуру местности и, переплетаясь и сталкиваясь различным образом, производят такой хаос в распределении тепла, что разобраться в нем с первого взгляда кажется просто невозможным.
Во всяком случае, прежде чем открывать причины различия температуры, нужно знать самые факты, то есть иметь картину распределения тепла на земном шаре и метод для дальнейшей разработки этой картины. Эту двойную задачу исполнил Гумбольдт, установив так называемые изотермы – линии, связывающие, места с одинаковой средней температурой в течение известного периода времени; например, с одинаковой годовой, летней (изотеры), зимней (изохимены) и прочей температурой.
Работа об изотермах послужила основанием сравнительной климатологии, и Гумбольдт может считаться творцом этой сложнейшей и труднейшей отрасли естествознания.
Ученый мир встретил работу Гумбольдта с величайшим сочувствием; всюду принялись собирать данные для пополнения и исправления изотерм. В первой его монографии об этом предмете (1818 год) мы находим только 57 мест с определенной средней температурой (годовой, по временам года, по самым жарким и самым холодным месяцам); в «Центральной Азии» (1841 год) число их достигает уже 311; в «Мелких сочинениях» (1853 год) – 506. Эти числа могут служить до известной степени меркой успехов климатологии, устремившейся по проложенному Гумбольдтом пути.
Кроме работы об изотермах, Гумбольдту принадлежит ряд капитальных исследований о климате южного полушария, о понижении температуры в верхних слоях воздуха и причинах этого понижения, о влиянии моря на температуру нижних слоев воздуха, о границах вечного снега в различных странах и другие, излагать содержание которых мы не будем. Все они важны не столько детальной разработкой предмета – что было невозможно при недостатке данных, – сколько мыслью, общими взглядами, лежащими в основе его исследований и послужившими руководящей нитью для дальнейшей разработки затронутых им вопросов.
О взглядах его на причины различия климатов мы упомянем позднее в связи с его последующими работами об этом предмете.
Влажность и давление воздуха также много занимали Гумбольдта.[5] Он показал, что в тропических странах воздух в ясные дни содержит почти двое больше воды, чем в Европе, определил верхнюю и нижнюю границу пояса облаков под тропиками, дал точные сведения о суточном колебании барометра в тех же странах, описал смену сухого и дождливого времени в тропическом поясе и выяснил ее причины, и прочее.
К области метеорологии относятся и работы Гумбольдта над температурой почвы, преломлением света в атмосфере и другие более частные и мелкие исследования, которых мы не будем перечислять.
Распределение растений на земном шаре находится в такой строгой зависимости от распределения тепла и других климатических условий, что, только имея картину климатов, можно подумать об установлении растительных областей. До Гумбольдта ботанической географии как науки не существовало. Было только имя ее и отрывочные указания в сочинениях Линка, Штромейера и других. Работы Гумбольдта[6] создали эту науку, дали содержание, существовавшему уже термину.
В основу ботанической географии Гумбольдт положил климатический принцип; указал аналогию между постепенным изменением растительности от экватора к полюсу и от подошвы гор к вершине; охарактеризовал растительные пояса, чередующиеся по мере подъема на вершину горы или при переходе от экватора в северные широты; дал первую попытку разделения земного шара на ботанические области; указал относительные изменения в составе флоры, в преобладании тех или других растений параллельно климатическим условиям.
