Бэра закон

Всякий, кому приходилось обращать внимание на реки меридионального или близкого к нему направления, без сомнения, заметил характерную особенность строения долин этих рек. Всегда, за немногими местными исключениями, находящими себе легко объяснение, правый берег таких рек является крутым и более или менее высоким, между тем как левый представляет более или менее обширную низменную луговую долину, достигающую подчас 20 и более верст в поперечнике. Наблюдения на месте, исторические факты и рассказы местных жителей, подтверждаемые особенностями геологического строения, свидетельствуют в пользу постоянной упорной деятельности реки, направленной к тому, чтобы подмыть крутой правый берег и хотя медленно, но постоянно отступать от левого берега, оставляя за собой низменную луговую террасу. Реки меридионального направления в северном полушарии всегда подмывают правый крутой берег, вызывая часто его обвал и заставляя иногда прибрежные селения переноситься в сторону от берега, чтобы избегнуть уничтожения. С другой стороны, низменный левый берег и по своему строению, и по историческим данным красноречиво свидетельствует об отступлении реки от левого берега в сторону правого. Очень резкий и рельефный пример рек меридионального направления со всеми их особенностями представляет Волга, по левому берегу которой тянется широкая низменная долина, а по правому крутой и постоянно подмываемый обрыв террасы высотой в 50—70 саженей. К югу от Нижнего Новгорода на самом берегу Волги находится монастырь, перенесенный на новое место, так как правый берег, на котором первоначально стоял монастырь, был подмыт и постройки обрушились в воду. Город Черный Яр в 1625 г. был перенесен дальше от берега в более безопасное место, но со времени постройки обрушилась часть вала и целый ряд домов; в настоящее время город находится на самом берегу реки и некоторые дома уже обрушились в воду. Лебяжинская станица и многие другие селения также немало потерпели от постоянного размывания правого берега и многие постройки или переносились дальше от берега, или обваливались.

Не менее красноречивые факты известны и относительно отступания Волги от ее левого берега. Так, Казань отстоит на три версты от современной Волги, между тем как в самом городе наблюдается старый берег, бывший прежде настоящим берегом реки. Древние Болгары, отстоящие на восемь верст от реки, еще в Х столетии находились на самом берегу реки. В некоторых местах в XVI и XVII столетиях судоходными являлись более восточные рукава, между тем как теперь это значение перешло к более западным, например от Болды и Иванчуга к Бахтемиру. В Сибири очень характерный пример такого рода представляет Якутск, находившийся прежде на левом берегу Лены, а ныне отстоящий на несколько верст от него. Точно так же многие здания Тобольска на правом берегу Иртыша находятся в опасности быть подмытыми. Сказанное о Волге в большей или меньшей степени применимо к Дону, Днепру, Днестру, Северной Двине, Онеге, Уралу, Печоре, Оби, Енисею, Лене, Нилу, Инду, Рейну, Ориноко, Миссисипи, Гангу, Евфрату, вообще ко всем меридиональным рекам северного полушария: правый берег у них крутой, нагорный, а левый низменный, луговой, и реки эти постоянно отступают от левого берега, подмывая правый, независимо от того, текут ли на север или на юг. В южном полушарии наблюдается как раз обратное: река отступает от правого берега, подмывая крутой левой берег, как, например, Ла-Плата. Впервые серьезно на это явление обратил внимание Паллас, наблюдая Волгу и большие сибирские реки; еще раньше оно было подмечено известным Гильденштедтом. Но только знаменитому русскому академику Бэру удалось найти для этого явления объяснение, которое и теперь принимается еще большинством ученых; объясненный им закон отклонения меридиональных рек северного полушария в сторону правого берега (следовательно, для рек текущих на север — к востоку, а для рек текущих на юг — к западу), а рек южного полушария в сторону левого берега получил название закона Бэра. Подмывание правого берега меридионально текущими реками северного полушария и левого — реками южного полушария Бэр объясняет совокупной деятельностью вращения Земли и движения воды в реке (течения). Скорость вращения различных точек земной поверхности не одинакова, а изменяется от максимальной у экватора (5400 географических миль в сутки), постепенно уменьшаясь по мере приближения к полюсам, где оно равно нулю. Если мы остановимся пока на реках северного полушария, текущих на юг, то мы заметим, что каждая частица воды, переходящая из широт с меньшей скоростью в широты с большей скоростью и удерживая некоторое время по инерции свою прежнюю скорость, будет отставать от движения соответственных точек поверхности Земли в данной широте. Результатом совокупной деятельности этого отставания и меридионального движения вследствие падения реки явится, по закону параллелограмма сил, диагональная равнодействующая, подмывающая правый (западный) берег. Рассуждая таким же образом для рек текущих на север, мы замечаем, что здесь каждая частица воды, переходя из широт с большей скоростью в широты с меньшей скоростью, будет опережать движение соответственной точки земной поверхности, результатом чего явится равнодействующая, подмывающая опять-таки правый (в данном случае восточный) берег.

Закон Бэра применим не только к рекам, но также к морским проливам и течениям. Так Гольфштрем (главная ветвь), направляющийся после выхода из Мексиканского залива на север, согласно закону Бэра отклоняется вправо и таким образом омывает западные берега Европы. В Татарском проливе, где течение идет с севера на юг, правый берег (материк) горист, а левый (Сахалин) пологий. В проливах между Средиземным, Мраморным и Черным морями, также правый (Европейский) берег крут, а левый (Азиатский) отлог. Даже на железнодорожных рельсах замечено (в северном полушарии) более быстрое стирание, большая порча правых рельс и частый сход поезда с рельс в правую сторону — что также находит себе объяснение в законе Бэра.

Бабинэ разобрал поставленный законом Бэра вопрос с математической стороны и дал даже формулы для определения величины линейного и углового уклонения какого-нибудь тела в силу вращения Земли вокруг оси, если только это тело некоторое время удерживает свою первоначальную скорость. Эти формулы: ab∙sinw — для линейного и a∙sinw — для углового отклонения, причем a означает скорость вращения Земли, b — скорость сообщенного телу движения, w — географическую широту местности.

Закон Бэра принимается большинством ученых; существуют, однако же, и другие попытки объяснения указанного отклонения рек и различия в характере их берегов. Так Клокман (Klockmann), на основании своих наблюдений на Одере, Висле и Эльбе, приходит к заключению, что распределение крутых берегов находится в зависимости от направления потока и простирания прорываемых им высот. Так, где оба направления параллельны или перпендикулярны, оба берега размываются одинаково; там же, где они встречаются под косым углом, Клокман констатировал следующее правило: более крутой берег находится всегда на той стороне потока, на которой направление потока составляете с направлением простирания размываемых им высот косой угол. Стефанович (Stefanovič), разбирая причины, от которых зависит распределение высоких берегов многих австрийских рек, уделяет значительную роль ветру. Относительно южнорусских рек профессор Леваковский признает, как это было сделано Мурчисоном для Волги, "что замечаемое ныне различие в форме склонов речных долин произведено условиями, существовавшими при самом начале их образования". Эти условия, без сомнения, состояли в том, говорит он, что части склонов долин, оказывающиеся ныне крутыми, представляли собой более поднятые площади, сравнительно с противолежащими, которые ныне представляют отлогие склоны, поэтому первые начали раньше осушаться при общем поднятии страны и должны были испытывать на себе размывающее действие огромной массы воды, постепенно спускавшейся с противолежащего склона, который составлял еще защищенное от размыва дно водяного бассейна, отступавшего постепенно по отлогой наклонной плоскости". В этой же работе Леваковского (см. ниже литературу) читатель найдет вкратце указания на работы Мурчисона, Рулье, Бледе, Лепле, Ляйэлля, Борисяка и др. на разбираемый здесь вопрос.

Допуская правильность этих наблюдений и участие указанных Клокманом и Стефановичем факторов в закономерном распределении высокого крутого берега многих рек, нельзя не признать капитального значения для меридиональных рек все-таки в законе Бэра. Влияние вращения Земли на отклонение речных потоков, морских и воздушных течений все более и более подтверждается. Так, Жильбер (Gilbert) в последнее время разбирает влияние вращения Земли на изгиб рек и размывание, и дает математические вычисления; Бэн (Baines) проследил влияние вращения Земли на глубокие части потоков, на накопление осадков у левого берега и размывание правого; Фонтэ (Fontés) работал в том же направлении. Все это подтверждает универсальное значение закона Бэра.

Литература: К. Бэр, "Почему у наших рек, текущих на север или юг, правый берег высок, а левый низмен" ("Морской Сборник", 1857 г., т. XXVII) и дополнение к этой статье ("Морской Сборник", 1858 г., т. XXXV); его же, "Ueber ein allgemeines Gesetz in der Gestaltung der Flussbetten" ("Kaspische Studien" VIII. Bull. d. l'Acad. Imp. d. Sciences de St. Pétersbourg, 1860); Стефанович, "Ueber das seitliche Rücken der Flüsse" ("Mittheil. d.K. geograph. Gesellsch.", Вена, 1881); Ф. Клокман, "Ueber die gesetzmässige Lage des Steilufers einiger Flüsse im norddeutschen Flachland" ("Jahrbuch d. K. preuss. geolog. Laudesanstalt", 1882); Бабинет, "Comptes Rendus d. Séances de l'Acad. d. Sciences de Paris", 1859, т. 49); И. Леваковский, "О причинах различия в форме склонов речных долин" ("Труды Харьковского общества испытателей природы", т. III, 1870); Жильбер, "Bull. Philos. Soc. of Washington" (VII, 1884); Бэн, "Americ. Journ. of Science and Arts" (XXVIII, 1683); Фонтэ, "Comptes Rendus hebdomad. des Séances de l'Academie des Sciences" (Париж, vol. 101, 1885). См. также Долины речные.

Ф. Левинсон-Лессинг.