5 апреля исполняется 570 лет со дня рождения выдающегося, всесторонне одарённого итальянского гения Леонардо да Винчи. Имя ярчайшего примера «универсального человека» известно мировой общественности, прежде всего, как непревзойденного мастера изобразительного искусства и архитектуры: его живописью и скульптурами восхищался и поныне восхищается весь мир. Архитектурные проекты соборов, церквей, базилик, мавзолеев и, вообще, градостроительства до сих пор оказывают огромное влияние на современную итальянскую архитектуру. Студенты, изучающие механику, воздухоплавание и гражданское строительство, сегодня охотно знакомятся с его многочисленными изобретениями и механическими устройствами, включая самолет, вертолет, парашют, гребной винт, токарный станок, сверлильный станок, сваебой и многое другое. Исследователи в области медицины и анатомии изучают его анатомические рисунки и заметки и отдают должное его большому вкладу в наши знания о человеческом теле.
Внеся огромный вклад в развитие мировой науки и культуры, обладая неординарным мышлением и объёмным пространственным воображением, Да Винчи не мог не охватить ещё и такие научные направления, как геодезия и геология. С этой точки зрения его можно охарактеризовать, как пионера-первопроходца.
Леонардо одним из первых стал рисовать карты местности так, как это делают сейчас: изображая низины зеленым цветом, возвышенности и горы – коричневым, меняя оттенок в зависимости от высоты. Отдельные карты были сделаны так точно, а изображения на них так достоверны, что у некоторых исследователей закралось подозрение – не создал ли мастер летательный аппарат, а после, поднявшись на нем в воздух, обозрев, и запомнив все окрестности с высоты птичьего полета - как это умел только Леонардо - приземлился и нарисовал подробные карты. Однако эта мысль фантастическая и не более. Вероятнее всего, Да Винчи обладал столь уникальным пространственным воображением, что, находясь у подножия холма, мог представить себе и долину, и горы вокруг, как если бы смотрел на них сверху подобно птице.
В архивах Королевской библиотеки Виндзорского замка хранится карта, сделанная Леонардо для района между Пизой и Флоренцией. На ней отображена часть начальных работ постройки канала, её детальные рисунки также уцелели. При строительстве канала для ускорения земляных работ Да Винчи придумал механизм подобный экскаватору. Описание этой машина также хранится в архивах.
Рисунок. План города Имолы. (Перо, чернила, акварель. Королевская библиотека Виндзорского замка)
Не секрет, что один из первичных материалов, с которым начинает работать геолог – это топографическая карта (топооснова). И связь картографии (геодезическая наука) с геологией для Леонардо в этом случае оказалась причинно следственной.
В течение своей активной карьеры да Винчи много писал рукописных научных заметок и писем. Однако его грандиозный вклад в науку из-за неразборчивого почерка оставался долгое время скрытым и после его смерти, в то время как слава художника и скульптора Да Винчи распространялась по миру в течение его жизни и после ухода.
Но благодаря кропотливой работе ученых, расшифровавших так называемое «зеркальное письмо» рукописей Мастера (писал задом наперед из-за секретности), богатство научных открытий да Винчи, его изобретательский гений и почти сверхъестественное понимание функций природного мира стали доступны для всех. Окаменелости, процессы осадконакопления, водная эрозия, а также внутренние силы Земли, особенно принцип изостазии (статическое равновесие земной коры и её мантии) – это всего лишь небольшой список геологических аспектов, исследованных учёным.
С наступлением эпохи Ренессанса (1450-1600) возродились и стали развиваться фундаментальные науки - астрономия, физика, медицина, а также прикладные - архитектура, изобразительное искусство и др. На этом фоне геология выглядела безмолвно. И развивать науку о Земле начал великий Да Винчи.
Он очень заинтересовался гидрологией, стратиграфией (осадконакоплением) и палеонтологией, когда начал служить у герцога Миланского (1480 г.) в качестве придворного художника, архитектора, военного советника и даже инженера по проектированию каналов.
Подготавливая материалы для строительства каналов Леонардо необходимо было понимать закономерности накопления осадков и тогда он предложил принцип распознавания времени образования земных слоев и сохранения в них окаменелостей: «Когда природа собирается создавать камни, она производит своего рода липкую массу, которая, высыхая, твердеет вместе с тем, что в ней находится, но не превращает в камень, а сохраняет в себе в том виде, в котором они туда попали. Вот почему ископаемые листья находят целыми в горных породах, образующихся у подножия гор, точно такими же, как они были оставлены там разливами рек осеннего сезона; и там их покрывает грязь, и затем эта грязь сливается в одно целое вместе с упомянутой массой и превращается в последовательные слои камня, которые соответствуют слоям грязи».
Многочисленные проекты Да Винчи, связанные с обороной города Милана, каналами, арыками и мостами, подвели его к тщательному изучению долин водотоков и наносов, которые они выносили в море. Большую часть этого исследования он включил в свой трактат о воде.
Великий флорентиец, одержимый водой, считал, что именно эта стихия разрушила могучие древние скалы и нанесла осадочные породы. Текущие воды изменили землю, придав ей "живучесть", словно кровь в организме человека. Леонардо полагал, что, стекая с гор, вода устремляется к морю, затем подземными венами возвращается в горы. Подобным образом циркулирует и сердечнососудистая система.
Он выявил также законы скорости течения (они приняты и сейчас), взаимосвязь между наклоном и скоростью, причину извилистости ручьев, а даже циклы их эрозии.
Да Винчи сделал удивительные выводы по закономерностям, которые управляют переносом и размещением отложений. Практически все из них были заново открыты позже и приняты всеми стратиграфами (исследователями осадконакопления). Леонардо исследовал также природу гравия и гальки и причину их округлости, как результат транспортировки по дну ручья. А вот как он констатировал законы пропускной способности потоков различной скорости, переносящих частицы различной размерности: «То, что легче, будет унесено реками дальше от места, откуда воды унесли его, и поэтому более тяжелое будет удалено на меньшее расстояние от места, где оно было отделено. Там, где поток разделится, осядет песок и ил, а дно поднимется в виде перевернутой половины корабля».
О слоистых породах учёный рассуждал так: «Образуются они в обширных глубинах морей, когда ил, отрываемый штормами от морских берегов, уносится волнами в глубины моря, оседая после этих бурь на дне морском; а так как никакая буря не может проникнуть в море из-за большой глубины, на которой находится ил, то он лежит там неподвижно и окаменевает; а иногда остается в виде белой глины, из которой делают горшки».
Леонардо и другие мастера живописи того времени изучали неживую природу и ландшафт не только для точной передачи увиденного на картинах, но пытались понять устройство Земли и ее недр. Что касается Да Винчи, то красота, более, чем что-либо иное, стимулировала его любознательность, но весьма особо относился он к красоте пропорций человеческого тела.
Британский историк Мартин Кемп в своей книге, посвященной Да Винчи, написал: «Леонардо нанес на карту человеческое тело. Всегда, когда мы смотрим на его рисунки реальных мест, мы ощущаем его интерес к Земле, как к функционирующей системе».
К блестящим выводам о мощнейших внутренних силах Земли, вызывающих подъем гор, опускание морей и поднятие их дна, Леонардо пришел, наблюдая над ископаемыми раковинами: «Раковины устриц и подобных им существ, рожденных в пучине моря, свидетельствуют об изменениях земли. Доказывается это так: могучие реки текут мутно оттого, что рыхлые осадки в них взбудоражены трением о дно и против берегов; этот процесс размыва обнажает вершины гор, образованных слоями илов с погруженными в них раковинами - участками дна, где они родились. Толщи этих илов, формировались из грязи, сносимой речными паводками к морю, они замуровывали раковины, которые погибали под этой толщей на дне. Затем дно поднялось на такую высоту, что оказалось вздыбленным в воздухе. И теперь это дно стало холмами и горными высотами, а реки, которые точат склоны этих гор, обнажают эти пласты с раковинами. Таким образом наиболее лёгкая поверхность Земли постоянно поднимается, а низины опускаются к центру Земли».
Так Да Винчи один из первых сформулировал фундаментальный принцип изостатического согласования между континентами и океанскими бассейнами: континенты поднимаются по мере того, как эрозия сбрасывает их массы и переносит этот огромный вес отложений на бассейны океанов, тем самым опуская их и заставляя континенты подниматься еще выше. Именно этот важный принцип вновь сформулировал и назвал изостазией американский геолог Кларес Даттон (1872 г.).
Из всего выше сказанного очевидно, что помимо обширного творческого наследия великий учёный Леонардо Да Винчи оставил потомкам большой интерес для изучения его рукописных дневников, которые представляют собой значимый вклад гения в науку о Земле. Из них лишь немногие излагают геологические взгляды вдохновителя эпохи Возрождения, но этого может быть достаточно, чтобы оправдать утверждение о том, что Леонардо да Винчи достоин звания геолога-первопроходца.
Авторы – Елена Кореневская, Ольга Якунина. Музей геологии Центральной Сибири.
В тексте использованы материалы оригинального перевода Елены Кореневской статьи «Da Vinchi – geolog», Daniel J.Jones (американский автор Даниель Джонс).
