Življenje in tehnika, 10-2006 – Joc Triglav: 150 let od določitve imena Mount Everest - 2
Sploščenost Zemlje
- prestižno znanstveno vprašanje
V svetu je ob koncu 18. stoletja med znanstveniki tekla obsežna razprava o tem, kakšne so v resnici natančne dimenzije Zemlje in kakšna je sploščenost Zemlje na polih. Znanstveniki so takrat sicer že vedeli, da je naš planet na ekvatorju bolj ukrivljen in na polih bolj sploščen, še vedno pa niso vedeli, kolikšna natančno je ta sploščenost.
Znameniti angleški fizik Isaac Newton je ob koncu 17. stoletja v svoji knjigi Matematični principi filozofije narave izračunal, da je Zemlja na polih zaradi centrifugalne sile kroženja rahlo sploščena in da je ta sploščenost enaka 1/230. Že leta 1730 so Francozi z nalogo izmere ukrivljenosti oz. sploščenosti Zemlje poslali na delo dve odpravi, prvo na ekvator (na območje današnje države Ekvador) in drugo nad arktični krog (na Laponsko). Naloga obeh je bila izmera loka dolžine 1° geografske širine po meridianu, torej v smeri sever--jug, z metodo trigonometričnih meritev iz natančno določene bazne linije. Meridianski lok je za 1° dolg povprečno približno 111 km, rezultati obeh odprav pa so pokazali, da je lok 1° na ekvatorju za približno kilometer krajši kot lok 1° na Laponskem. Sploščenost Zemlje je bila potrjena, a znanstveniki so jo želeli določiti z večjo natančnostjo. S tem vprašanjem so se z intenzivnim izvajanjem eksperimentalnih geodetskih meritev ukvarjali predvsem francoski in angleški geodeti iz druge polovice 18. stoletja, dobljene vrednosti sploščenosti pa so se gibale od 1/280 do 1/310, s povprečjem 1/300, kar je zelo blizu današnji vrednosti približno 1/298.
 Na prelomu v 19. stoletje pa je vprašanje sploščenosti Zemlje še vedno ostajalo prestižno znanstveno vprašanje. Odgovor nanj je izjemno zanimal tudi Williama Lambtona, ki je bil inženir, matematik in astronom, njegova velika strast pa je bila prav geodezija, veda o merjenju velikosti in oblike Zemlje. Lambton se je zavedal temeljnosti pomena sploščenosti Zemlje za razvoj številnih drugih znanstvenih in gospodarskih področij. Bil pa je dovolj izkušen, da je svojo vizijo o potrebi izmere velikega meridianskega loka predstavljal bolj kot pomemben gospodarski projekt, nujen za utrditev britanske nadvlade na indijski podcelini. Prav ob koncu 18. stoletja je tako Lambtonu uspelo združiti svoje geodetske znanstvene ambicije z gospodarskimi in vojaškimi potrebami britanskega imperija v Indiji. Novembra 1799 je izdelal predlog za matematično in geografsko geodetsko izmero Indije, ki bi temeljila na izmeri trikotnikov (triangulaciji) v smeri od juga proti severu, z oglišči v trigonometričnih točkah, ki bi jim po znanstvenih matematičnih načelih določili natančne geografske koordinate. To osnovno trigonometrično mrežo trikotnikov bi lahko nato po potrebi poljubno širili v različne smeri po vsej Indiji in jo tudi zgostili za potrebe različnih lokalnih geodetskih meritev. Britanija je namreč za potrebe svojega rastočega imperija v Indiji potrebovala dobre topografske karte za potrebe vojaških operacij, izkoriščanja naravnih virov, izvajanja nadzora in za pridobitev podatkov za potrebe pobiranja davkov. Dejstva, da želi z izmero velikega meridianskega loka pridobiti najnatančnejše podatke za določitev ukrivljenosti in sploščenosti Zemlje, Lambton ni obešal na veliki zvon. Ob neki naključni priložnosti, ko je v družbi s svojim značilnim žarom pripovedoval o geodeziji, teodolitih in trigonometriji, je pritegnil zanimanje Arthurja Wellesleyja, bodočega vojvode Wellingtonskega, ki ga iz kasnejše zgodovine bolj poznamo kot zmagovalca bitke pri Waterlooju. Z njegovo podporo je lažje prepričal tudi kolonialne uradnike, da so leta 1800 podprli in odobrili njegov projekt temeljne geodetske izmere Indije.
|
Everest sam si po tej hudi preizkušnji nikoli ni povsem opomogel. Že naslednje leto se je sicer vrnil v džunglo, da bi nadaljeval meritve, a je moral zaradi nove hude mrzlice prepustiti vodenje meritev svojemu pomočniku in se umakniti na dolgotrajno okrevanje v Južno Afriko. V Indijo se je vrnil leta 1822, a so ga v letu dni nove mrzlice zdelale do stopnje začasne invalidnosti, zaradi česar se je moral leta 1825 odpraviti na zdravljenje v Anglijo. Po okrevanju se je šele leta 1830 vrnil v Indijo. Vendar pa je čas, ki ga je preživel v domovini, koristno uporabil pri britanskih oblasteh za neutrudno promoviranje ideje o »največjem znanstvenem podvigu te vrste, ki so ga kadar koli poskusili izvesti«. V mislih je imel seveda izmero velikega meridianskega loka v Indiji. Medtem ko je njegov predhodnik Lambton tri desetletja pred njim to idejo izmere velikega meridianskega loka politikom zavil v zapletene izraze in težke matematične formule ter se nato tiho veselil uspehov svojega znanstvenega dela, si je Everest velikopotezno zastavil cilj, ki mu je podredil vse svoje delo. Kot človek, ki je bil krščen v fari Greenwich, izhodišču meridianov, je bil prepričan o svojem poslanstvu, ki se mu je v naslednjih letih fanatično predal.
V dolgih letih meritev so se geodeti »na terenu« poleg vsakodnevnih znanstvenih in strokovnih vprašanj srečevali s kopico za današnje razumevanje nenavadnih problemov, zaradi česar dobi njihov dosežek še večjo težo. Dejstvo je bilo, da so se geodetske ekipe pri delu zaradi svojih »sumljivih« postopkov in nenavadnih dejavnosti nenehno srečevale z nerazumevanjem lokalnega prebivalstva, ki npr. nikakor ni odobravalo, da se geodetske meritve izvajajo z vrhov najbolj markantnih hribov, na katerih so geodeti prej odstranili drevje in drugo vegetacijo ter zakopali velike kamne, ki so pomenili geodetske točke. Neredko so zato v odsotnosti geodetov ljudje kamne preprosto izkopali in skrili, seveda na veliko jezo geodetov, ki so potem morali postopke meritev s tisto točko ponoviti. Ljudje so bili zelo sumničavi do geodetskih instrumentov, saj so ti ob pogledu skozi okular prikazovali obrnjeno sliko. Moškemu delu prebivalstva se je npr. zdelo še posebej nespodobno, da geodeti z instrumenti vidijo njihove ženske obrnjene na glavo. Prepričani so bili, da geodeti lahko vidijo tudi skozi stvari, še posebej zato, ker so geodeti cele dneve posedali za instrumenti, zamaknjeno opazovali okolico in si nekaj zapisovali. Geodeti in njihovi instrumenti so bili pogosto predmet množičnega vraževerja, ki so ga podpirali tudi lokalni verski voditelji. Ti so vzpodbujali lokalno prebivalstvo, da je imelo zelo odklonilen odnos do resnično čudne navade geodetov, da sekajo drevje na vrhovih bližnjih hribov in da v temi noči opazujejo prižgane ognje na vrhovih hribov, ki so bili pogosto posvečeni njihovim božanstvom. Ljudje so se bali, da to bogovom ne bo všeč in da jih bo zaradi tega doletela nesreča. Ob dejstvu, da so bile geodetske meritve in kartiranje poleg svoje znanstvene narave ključna podlaga za utrjevanje britanske kolonialne nadvlade na indijski podcelini v naslednjem poldrugem stoletju, so imeli po svoje glede nesreče kar prav.
ZAČETEK MERITEV
Na začetku leta 1800 je bil torej Lambtonov predlog trigonometrične izmere sprejet. Vendar pa je trajalo dve leti, preden so se meritve lahko dejansko začele. Potreboval je namreč primeren teodolit vrhunske kakovosti, ki so mu ga iz Britanije pripeljali šele aprila 1802. Na začetku 19. stoletja je bilo na svetu le nekaj teodolitov, ki so ustrezali zahtevam po natančnosti izmere meridianskega loka. Lambton je našel enega v Britaniji; izdelal ga je sloviti izdelovalec teodolitov William Cary, ki je podoben instrument izdelal tudi za geodetsko izmero Britanije, ki jo je v zadnjih desetletjih 18. stoletja izvedel vojaški geodet William Roy.
V St. Thomas Mountu pri Madrasu (danes Chennai) na jugu indijske podceline je Lambton 10. aprila leta 1802 začel s svojimi meritvami in najprej zelo natančno določil dolžino t. i. bazne linije, ki je pomenila začetek velike trigonometrične izmere Indije in bila osnova vseh nadaljnjih geodetskih meritev. Bazna linija je potekala vodoravno, v dolžini 12 km in približno na višini morske gladine od St. Thomas Mounta v smeri proti jugu. Za natančno dolžinsko izmero bazne linije je bila potrebna merska veriga velike natančnosti, ki jo je Lambton odkril in kupil v Kalkuti (Kolkata). Skupaj z velikim zenitnim sektorjem za astronomska opazovanja in drugimi instrumenti je bila merska veriga namenjena kitajskemu cesarju, a je bila pot te vrhunske geodetske opreme na Kitajsko iz političnih in drugih razlogov prekinjena, Lambton pa ni zamudil priložnosti za nakup. Mersko verigo je sestavljalo 40 palic iz jekla dolžine dveh čevljev in pol, ki so bile med seboj povezane z medeninanstimi zgibi. Skupna dolžina verige je bila 100 čevljev, v zloženem stanju pa so jo spravili v ohišje iz tikovine. Za izmero 12 km dolge bazne linije s 100-čeveljsko verigo je moral Lambton izvesti 400 posamičnih meritev. Pri vsaki meritvi je iztegnjena veriga ležala v petih lesenih ohišjih, od katerih je bilo vsako dolgo 20 čevljev. Ohišja so ležala na trinožnikih z naravnalnimi dvižnimi vijaki, s katerimi so jih horizontirali. V vsaki škatli je bil termometer, s katerim so beležili temperature v času merjenja, da so lahko kasneje upoštevali temperaturne popravke raztezanja verige. Izmera bazne linije je trajala 57 dni.
Septembra 1802 je nato Lambton začel z merjenjem triangulacije, tako da je s svojim velikim poltonskim teodolitom meril kote s krajišč svoje bazne linije do izbranih trigonometričnih točk. Izmero kratkega enostopinjskega meridianskega loka med krajema Madras in Cuddalore je končal v letu dni. Nato je oktobra 1804 usmeril svoja opazovanja proti Bangaloreju, v smeri proti zahodu, torej prečno na smer meridianskega loka. Ob tem je s presenečenjem ugotovil, da je dejanska razdalja med Madrasom in Bangalorejem le 360 milj, ne pa 400, kot so kazale dotedanje karte. V bližini Bangaloreja je kontrolno določil tudi novo bazno linijo, ki mu je služila kot izhodišče za merjenja vzdolž meridianskega loka. Najprej je nadaljeval približno 100 milj proti severu do neodvisnega ozemlja Nizam of Hyderabad in nato proti jugu do rta Cape Comorin (Kanyakumari) na sami južni konici Indije. Naslednjo bazno linijo je določil leta 1806 v kraju Coimbatore. Za boljšo predstavo o natančnosti Lambtonovih meritev povejmo, da je bila razlika med trigonometrično (iz kotnih opazovanj) določeno dolžino in dejansko izmerjeno dolžino baze Coimbatore le 19 cm pri dolžini bazne linije skoraj 10 km, kar je za tiste čase izjemen dosežek. Na poti po meridianu navzdol proti rtu Cape Comorin je izvedel še eno enako natančno kontrolno določitev bazne linije pri kraju Tirunelveli. Do rta Cape Comorin je s triangulacijo prispel leta 1809. Do leta 1815 je izmeril mrežo do južne strani reke Kistna (Krišna). S tem je že izmeril skoraj 10° meridianskega loka. Nato je v desetletjih zatem približno v smeri 78-stopinjskega poldnevnika proti severu zrasla skorajda nepredstavljivo velika geodetska trigonometrična mreža, ki je dobila ime Veliki meridianski lok Indije in poteka čez celotno indijsko podcelino. Lambton je sprva načrtoval izmero krajšega meridianskega loka, a z njegovim vizionarstvom in neizprosno vztrajnostjo njegovega naslednika Georgea Everesta je iz malega loka nastal kar veliki lok. Sam projekt njegove izmere je zato dobil temu primerno uradno ime Velika trigonometrična izmera GTS (ang. Great Trigonometrical Survey).
