EgyébA német és az osztrák-magyar expedíciók tudományos eredményei – A sarki jég fogságában

Idén lesz 150 éve, hogy 1869-ben az August Petermann vezette német expedíció megkezdte második északi-sarkköri kutatásait Grönland észak-keleti partvidékén. A kutatóút tagjai között ott volt Julius Payer is, az Osztrák-Magyar Monarchia tudós katonatisztje, aki további, az Arktiszra irányuló hajóutakon is jelen volt. 1872 és 1874 között Karl Weyprechttel együtt, immár az Osztrák-Magyar Monarchia lobogója alatt indult a sarkkör irányába. Az expedíció tagjai az Admiral Tegetthoff kutatóhajón, embert próbáló viszontagságokat túlélve fedezték fel Európa legészakibb szigetcsoportját,...

Idén lesz 150 éve, hogy 1869-ben az August Petermann vezette német expedíció megkezdte második északi-sarkköri kutatásait Grönland észak-keleti partvidékén. A kutatóút tagjai között ott volt Julius Payer is, az Osztrák-Magyar Monarchia tudós katonatisztje, aki további, az Arktiszra irányuló hajóutakon is jelen volt. 1872 és 1874 között Karl Weyprechttel együtt, immár az Osztrák-Magyar Monarchia lobogója alatt indult a sarkkör irányába. Az expedíció tagjai az Admiral Tegetthoff kutatóhajón, embert próbáló viszontagságokat túlélve fedezték fel Európa legészakibb szigetcsoportját, melyet Ferenc József-földnek neveztek el. Felfedezéseikről tudományos előadásokat tartottak, beszámolókat, illusztrációkat készítettek. Bár nem tartozott megfigyeléseik és kutatásuk fókuszába, de ezek között a leírások és metszetek között számos halójelenség ábrázolására is bukkanhatunk. E tünemények modern kori kutatása a XIX. század végi sarkvidéki expedíciók korabeli dokumentációjával lendült fel. A Payer és társai által megfigyelt halók között pedig olyan ritkán észlelt jelenséget is találhatunk, mely ezidáig egyáltalán nem kapott figyelmet, holott fontos állomása a légköroptikai kutatásoknak.

1. ábra. Julius Payer (Fritz Luckhard fotója)

Julius Payer Bécsújhelyen járt katonaakadémiára, majd Észak-Olaszországba vezényelték, ahol megismerkedett a hegymászással, és elkészítette első földrajzi leírásait. Az Alpok addig ismeretlen Adamello- és Presanella-csoportjainak térképezését végezte el [1]. Ezután a bécsi Katonai Földrajzi Intézet (Militärgeographisches Institut) alkalmazásába került, ahol térképészeti munkái felkeltették a második német északi-sarki expedíciót szervező neves térképész, Petermann figyelmét, és őt is elhívta a kutatóútra.

A második német északi-sarki expedíció

Ez a kutatás 1869. június 15-én indult: a Germania gőzsegédhajtású vitorlás kutatóhajón és a Hansa kísérőhajón összesen 28 fős sarkkutatókból és tengerészekből álló csapat hagyta el Bremenhaven kikötőjét. A korabeli képes hetilap, az Illustrirte Zeitung már az expedíció kezdetén beszámolt az eseményekről. A lehetőségekhez képest, viszonylagos rendszerességgel igyekezett olvasóit tájékoztatni Payerék utazásáról, és hazaérkezésük után képekkel illusztrált sorozatban mutatta be kalandjaikat, és számolt be tudományos eredményeikről. E beszámolósorozat lett annak az összefoglalónak az alapja, mely Payer később megjelent többszáz oldalas könyvének második részében olvasható [2]. Bő egy évvel azután, hogy a Germania visszatért Bremerhaven kikötőjébe, az Illustrirte Zeitung 1871. december végi számában, az említett sorozat 9. részében látványos metszet jelent meg [3]. A folyóiratban közölt ábrázolások általában a kötetben is helyet kaptak, ez a metszet azonban onnan hiányzik.

Az egész oldalas kép feliratából megtudhatjuk, hogy eredetijét maga Payer készítette, és „melléknapokat” ábrázol a Dove-öböl felett. Miután 1869 telét a Germania legénysége a Sabine-szigeten kényszerült tölteni, tavasszal kutyaszános felfedezőutakat tettek, így érték el áprilisban utazásuk legtávolabbi pontját, a mai Shannon-szigettől északkeletre található Dove-öblöt (é.sz. 75° 30’). Bár a leírás csupán melléknapokat említ, a metszeten havas hegycsúcsok felett egy összetett halójelenség látható (2. ábra). Ma feltűnést kelt, hogy a jelenség pontos elnevezésével bajban voltak még maguk a kutatók is. Könyvében Payer legtöbbször csak melléknapokként (Nebensonnen) említi a legösszetettebb formákat is, de fontos hangsúlyoznunk, hogy e látványosságok kutatása és a terminológia bevezetése csak ekkortájt, a sarkvidéki expedíciók idejével kapott lendületet. Az illusztráción a Napot 22°-os haló veszi körül, két oldalán egy-egy kifényesedéssel, melyek 22°-os melléknapoknak felelnek meg.

2. ábra. Halójelenség a Dove-öböl felett (Illustrirte Zeitung, 1871. december 30.)

A 22°-os halón kívül egy másik, jóval nagyobb kört is láthatunk, rajta szintén két melléknapnak tűnő világos folttal. Nagy valószínűséggel ez a felső és alsó oldalív lehet (más néven 46°-os oldalívek), a kifényesedések pedig e két halóforma metszéspontjai, melyek ugyan a valóságban nem ilyen feltűnők, de korai halóábrázolásokon gyakorta így jelenítették meg őket. A képen homorú ívek is láthatók: vélhetően a zenitkörüli és a felső érintőív. A metszethez tartozó cikk nem tér ki részletesen a légköroptikai jelenség ismertetésére, annyit azonban megemlít, hogy a melléknapokat a felsőbb légrétegekben lévő jégkristályokon megtörő napfény hozza létre, és néha dupla kör és színes ívek is megjelenhetnek az égen, sőt, akár egy Napból induló vízszintes vonal is (amit ma parhélikus kör néven ismerünk). Ezután az Illustrirte Zeitung már csak a jelenség színeiről számol be, ám a megfigyelés körülményeiről nem olvashatunk bővebben. Érdekes módon Payer könyvében ugyanez a leírás oldalakkal megelőzi a Dove-öbölbe való érkezésükről szóló elbeszélést, így a tünemény észlelése ott nem kapcsolódik közvetlenül össze ezzel a helyszínnel.

A Grönland keleti részén fekvő Ferenc József császár-fjord felfedezésén túl az 1869-ben indított hajóút jelentősebb eredménnyel nem járt, mindazonáltal Payer számára fontos vállalkozás volt, hiszen az itt szerzett tapasztalatait eredménnyel tudta kamatoztatni az általa és Weyprecht sorhajókapitány által irányított 1872-1874-es osztrák-magyar északi-sarkköri expedíció alkalmával. Weyprecht egyébiránt szintén természettudós és katona volt, – az Adria dalmát partvidékeinek feltérképezésében vállalt feladatokat – és haditengerészeti parancsnoka lett az expedíciónak, míg Payer szárazföldi parancsnokként teljesített szolgálatot [4].

Az 1871-es előkészítő út

Ezt az 1872-es utat alaposan megtervezték: egy évvel az indulás előtt egy előexpedícióban az Isbjørn fedélzetén behajózták a Novaja Zemlja vidékét, ahol megvizsgálták a Barents-tenger áramlatait. Weyprecht feltételezte, hogy nyáron és ősszel az Ob és a Jenyiszej beömlése átmelegíti annyira a Spitzbergák és a Novaja Zemlja közti tengert, hogy az hajóval járhatóvá válik. Támogatást kapott a már említett német tudós sarkkutatótól, Petermanntól, az Osztrák-Magyar Hadügyminisztérium Tengerészeti Osztálya fegyvereket, hajózási felszereléseket, a Bécsi Tudományos Akadémia pedig hőmérőket és egyéb mérőműszereket bocsátott az expedíció rendelkezésére. A hajózási tapasztalatok alapján megállapították, hogy a vizsgált tengeri szakasz a Spitzbergák és Novaja Zemlja között gyengén jeges, zajló jég között segédmeghajtással felszerelt hajóval hajózható az év bizonyos időszakában [5].

3. ábra. Claudia Hinz fotója a Payer által ábrázolthoz hasonló halóról

Az osztrák-magyar északi-sarki expedíció: 1872-1874

Ezek az eredmények, melyek felcsillantották ennek az északi hajózási útvonalnak a lehetőségét, felkeltették mind a tudományos világ, mind a hajózásban, bálnavadászatban és egyéb halászatban érdekelt vállalkozók érdeklődését. Österreichisches Nordpolverein néven egyletet alapítottak és pénzgyűjtésbe kezdtek. Habár a monarchia hadserege is támogatta a vállalkozást, az azt fedező kiadásokra javarészt közadakozásból gyűlt össze a pénz. Ennek jelentős részét, Johann Wilczek gróf, sarkkutató, tudományos mecénás vállalta magára. Továbbá vállalta, hogy egy hajóval kíséretként követi az expedíciót, és a Nassau-foknál élelmiszer- és kőszénlerakatot alakít. Az összegyűlt több mint 200 000 ezüst forintnyi alapból Bremenhavenben, Weyprecht személyes felügyelete mellett megépítették az Admiral Tegetthoff háromárbocos szkúnert, melyet kiegészítő gőzmeghajtással is elláttak. A csavargőzös csupán a gőzmeghajtásra támaszkodva 5-6 tengeri mérföldnyi utat tudott megtenni óránként.

Payer hivatkozott művében közli a teljes legénység névsorát. Innen tudhatjuk, hogy huszonnégyen indultak útnak. A legénység javarészt horvát matrózokból állt, de volt köztük tiroli származású is, aki a kutyákra felügyelt – hiszen vittek magukkal nyolc szánhúzó kutyát – és egy magyar is szerepel a listán, Kepes Gyula hajóorvos, akinek a növény- és állattani gyűjtés is a feladata volt [6]. A Tegetthoff a hosszas előkészület után 1872. június 13-án indult útnak Bremenhaven kikötőjéből, és július 3-án értek Tromsøbe, ahol kiegészítették kőszénkészletüket, megkapták utolsó leveleiket otthonról, és felvettek egy, a jeges vizeken való hajózásban jártas norvég hajóst, Carlsen kapitányt. Útközben találkoztak Wilczek gróffal, aki már visszatérőben volt a Nassau-foktól, ahol létrehozta a lerakatokat.

Augusztus közepén tószerű jégzárlatba került a Tegetthoff, és Wilczek hajója az Isbjørn, melyből még képesek voltak egy pár nap múltán kiszabadulni. Wilczek délfelé, a Bolvanszki-öböl felől a Pecsora és Isma folyókon hazatért, míg Payer és Weyprecht északnak indultak tovább, és közel két évre eltűntek [7]. A jég teljesen körbezárta őket, és többé a Tegetthoff nem került vízre, bárhogy próbálták kiszabadítani a hajót. Egy úszó jégtáblába ékelődve a legénységgel együtt Novaja Zemlja északi partjai felé sodródtak, és néhány madáron kívül nem láttak élőlényt.

4. ábra. A Tegetthoff hajó befagyva (Metszet Julius Payer könyvéből)

A jég fogságában

Egy évig sodródtak így. Payer leírja hogyan teltek napjaik: megünnepelték Ferenc József névnapját, fókára, jegesmedvére vadásztak, és folyamatos rettegésben éltek az alattuk hasadozó, olykor a befagyott hajótestet összeroppantással fenyegető „jégrengések” miatt. A hajó a tél folyamán teljesen befagyott és eldeformálódott a jég szorításában. A hosszú éjszakák és a mínusz 20-30 fokos hidegben Kepes Gyula hajóorvos segítsége nélkül nem maradhattak volna életben. Ebből az időszakból Payer gyakran beszámol halójelenségek észleléséről, és ezekről több kisebb-nagyobb metszet is készült. Bár e légköri látványosságok biztosan lenyűgözték őt és társait, továbbra sem álltak tudományos kutatásaik előterében. Megfigyelésük általában arra korlátozódott, hogy közelgő rossz idő előjelét lássák bennük. Mint 1872 októberében írja: „ahogy kiszolgáltatottan észak felé sodródtunk, Novaja Zemlja partjai lassan eltűntek szemünk elől. Ezidáig közel voltunk a szárazföldhöz, mely kerek hegyeivel és gleccserekkel telt völgyeivel olyan volt, mint egy miniatűr alpesi táj. Szinte naponta melléknapok óriási fényes ívei látszódtak felette: a viharos idő és nagy hóesések szokásos előjele” [8].

Ahogy teltek a hónapok, a halójelenségek, bármilyen szemet gyönyörködtetők is, a mindennapjaik részévé váltak. Mivel megjelenésükkor az időjárás rosszabbodására számítottak, a melléknapok, színes ívek és körök gyakran csak az elszigeteltség-érzésüket és magányukat fokozták. A hosszú sarkvidéki éjszakák jellegzetes képe lehet az a metszet, melyen az eget egy holdhaló uralja, távolban pedig a jégbe fagyott, irányíthatatlanná vált hajó vesztegel (5. ábra) [9]. „A Hold hatalmas halóval körülvéve állt, és megvilágította lakhelyünk szörnyű magányát, távol minden embertől” jegyezte fel Payer [10].

5. ábra. Holdhaló és a jégbefagyott Tegetthoff (Metszet Julius Payer könyvéből)

Talán ezt a rezignált állapotot az példázza legjobban, mikor a félév elteltével és a hosszabbodó nappali világosság ellenére is csak ennyit írt a feltehetően egyik legkülönlegesebb általuk észlelt jelenségről: „már nem elégített ki és szórakoztatott minket a melléknapok látványa, annak ellenére sem, hogy akárcsak április 1-én, a jelenség 8 Nappal is feltűnt. Belőlük kettő 95 foknyira volt a normál melléknapoktól, és ezenkívül az egyik gyűrűből elhúzódva és a valódi Napból elnyúlva volt még egy vízszintes fénycsík is” [11]. Minden bizonnyal a vízszintes fénycsík ebben az esetben is a fehér színű parhélikus kör lehetett, akárcsak az Illustrirte Zeitung 1871. december 30-án kelt cikkében. A leggyakrabban észlelt melléknapokon kívül pedig (melyek 22°-ra vannak a Naptól) úgynevezett 120°-os melléknapokat is megfigyelhettek, melyek a Naptól való távolságukról kapták nevüket. A Tegetthoff legénysége ekkor még nem sejthette, hogy a sarkvidéki nyár sem elég ahhoz, hogy hajójuk kiszabaduljon a jég fogságából. Még egy évet kellett tölteniük embertelen körülmények között a hideg északon, de végül ez az időszak tartogatta számukra a legnagyobb felfedezéseket, és hozta el a későbbi legnagyobb elismerést.

1873. augusztus 30-án szárazföldhöz ért a sodródó jégtábla. Payer vezetésével szánokon és kutyákkal elindultak az immár Ferenc József-földnek elkeresztelt terület – valójában szigetcsoport – felfedezésére, és jelentős részét bejárták Európa legészakibb szárazulatának. Az Illustrirte Zeitung 1875. május 1-i számában megjelent metszet (6. ábra) azt ábrázolja, mikor a csapat elérte kutatóútjuk legészakibb pontját, az osztrák-magyar trónörökösről elnevezett Rudolf-szigetet (é.sz. 80° 46’) [12]. A hatalmas sziklák hátterében különös égkép látszik: a felhők között két közvetlenül egymás felett elhelyezkedő nappal. A hetilap egy teljes hasábot szentel a Payer által készült vázlatok méltatásának, illetve a festményeknek, melyeket ezek alapján Adolf Obermüller alkotott, de a képen látható meglepő látvány alig kap hangsúlyt. Bár a jelenséget Payer ábrázolásra méltónak ítélte, a megfigyelésről nem írt sokat a könyvében, csupán annyit közölt, hogy az észlelésekor az eget vastag felhők borították, a második nap pedig némileg „fakóbb”-nak látszott az elsőnél [13].

6. ábra. Álnap. Kap Säulen (Oszlop-fok) (Illustrirte Zeitung, 1875. május 1.)

A leírás ugyan rövid, ám a hozzá tartozó metszettel együtt olyan megfigyeléssel gazdagította a tudományos világot, melynek jelentőségére eddig nem figyeltek fel. A jelenséget dupla nap, vagy álnap néven ismerjük, és bár ma is ritkán fotózott, és kevés figyelmet kap, érdekes módon egy viszonylag gyakori haló, a naposzlop (holdoszlop, fényoszlop) egy része. A naposzlop, egy olyan függőleges fénypászma, mely alacsony napálláskor, a Nap felett vagy alatt tűnhet fel az égen. Kiterjedése általában 5-10°, de kedvező körülmények között lehet ennél hosszabb is, sőt, akkor is észlelhetjük, ha a fényforrás a horizont alatt helyezkedik el. Létrejöttét a magas szintű felhőket – valamint olykor a talaj közelében kialakuló gyémántpor jelenséget – alkotó hexagonális lapkristályokon visszatükröződő fénynek köszönhetjük. Ha e kristályok nagyjából vízszintesen orientáltak, illetve kissé megdőlve sodródnak a levegőben, parányi tükrökként vetítik a Nap fényét az atmoszférára. Minél nagyobbak a kristályok, annál feltűnőbb a naposzlop. A Payer által ábrázolt, és a valódi Napra megtévesztésig hasonlító álnap akkor keletkezik, ha a kristályok Stratocumulus vagy Altocumulus felhők virgájából hullanak, és ha a Napot kitakarja a felhő széle (bár ez utóbbi nem fontos feltétel). Mivel épp úgy néz ki, mint az igazi Nap, könnyen becsaphatja az észlelőt, de az álnap az égitest felett vagy alatt jelenik meg a jeges virgán.

Elsőként Giovanni Cassini, itáliai származású matematikus, asztronómus és mérnök figyelte meg és dokumentálta e jelenséget 1693. január 18-án. Auguste Bravais, francia fizikus pedig – aki a kristályok rácselméletéről szóló tanulmányával nagymértékben hozzájárult a halójelenségek megértéséhez – Cassinin kívül még négy embert említett, aki dupla napot látott [14]. Az osztrák-magyar északi-sarki expedíción megfigyelt álnap jelentősége abban rejlik, hogy ez az egyik legkorábbi ábrázolása: tudomásunk szerint az Illustrirte Zeitung 1875-ben közölt metszete Cassini és Bravais rajzai után a harmadik ismert illusztráció.

7. ábra. Álnap (Mike Hollingshead fotója)

A hazaút

Az 1874-es tél beálltával Payer és társai elkezdték előkészíteni a hazautat. Lévén, hogy a Tegetthoffot kiszabadítani nem sikerült a jég fogságából, gyalogszerrel, szánkókon, csónakokat megpakolva és maguk után húzva indultak el délre 1874 májusában. Haladva a jégsivatagban, mely előttük állt, csak reménykedni tudtak, hogy valahol elérik a nyílt tengert, és csónakokba szállva találkoznak egy hajóval, mely hazaviszi őket. A továbbra is északra sodródó jégtáblán dél felé haladva augusztusban érték el a tengert, és szerencséjükre pár nappal később találkoztak egy orosz bálnavadászhajóval, a Nikolaj nevű szkúnerrel, melynek segítségével hazajutottak.

Hazatérve számos tudományos előadásban ismertették az expedíció eredményeit, és a szélesebb publikum számára is – újságokban, gazdagon illusztrált könyvekben – bemutatták a kutatóút sikereit, kimenetelét, kalandjait, és népszerűsítették a sarkkutatást. A másfél századdal ezelőtt indult expedíciók, a kutatók kitartásának köszönhetően komoly eredményeket hoztak, a Ferenc József-föld felfedezésével pedig befejeződött az európai kontinens teljes leírása. Bár hangsúlyt igazán soha nem kaptak, de a beszámolókban és képeken bemutatott halójelenségek szintén értékes megfigyelésekkel, és egy különösen ritka észleléssel gazdagította a tudományos világot. Payer és csapatának története bepillantást nyújt a sarkkutatás valódi hőskorszakába.

Ambrózy Gábor Kiricsi Ágnes

 

Irodalom

Nyitókép: Julius Payer: Nie zurück, olaj, vászon, Heeresgeschichtlichen Museum, Bécs
[1] Nagy Miklós Mihály: Világjáró osztrák-magyar haditengerészek, Honvédségi Szemle, 2003/2, 105.
[2] Julius Payer: Die österreichisch-ungarische Nordpol-Expedition in den Jahren 1872-1874, nebst einer Skizze der Zweiten Deutschen Nordpol-Expedition 1869-70 und der Polar-Expedition von 1871, Bécs, 1876.
[3] „Die zweite deutsche Nordpolexpedition.” IX. Illustrirte Zeitung, 1487, 1871. december 30, 503-504.
[4] Nagy: ibid. 106.
[5] Terner Adolf: Payer és Weyprecht előzetes expedíciója, Földrajzi Közlemények, 1873, 208-216.
[6] Julius Payer: ibid. 3.
[7] Terner Adolf: Az osztrák-magyar expedíció, Földrajzi Közlemények, 1873, 248-257. Terner mint kortárs eddig ismerteti cikkében az expedíció részleteit, ezután csak reményeit fejezi ki a szerencsés kimenetelt illetően.
[8] Julius Payer: ibid. 33-34.
[9] ibid. 45.
[10] ibid. 47.
[11] ibid. 112.
[12] „Die österreichische Nordpolarexpedition in Bildern.” Illustrirte Zeitung, 1661, 1875. május 1, 331-332.
[13] Julius Payer: ibid. 329.
[14] Marko Riikonen: „Fake Sun.” Submoon. 2011. február 13. https://submoon.wordpress.com/2011/02/13/fake-sun/

Természet Világa