Eurooppalaiset olivat tosin jo kuudennellatoista ja seitsemännellätoista vuosisadalla monipuolisesti tutustuneet Intiaan, mutta tämä tuntemus ei ulottunut aivan kauas sisämaahan, vaikka sisämaankin yleisistä maantieteellisistä piirteistä oltiin jotenkin selvillä. Vasta englantilaisten sotaretket maan sisäosiin avasivat eurooppalaisille koko tämän uhkuvan troopillisen maailman. Kuta enemmän he valtaansa syvensivät ja kuta pienempiä seikkoja myöten perehtyivät kansaan voidakseen sitä hallita, sitä enemmän he saivat huomata, kuinka rikas tutkimuksen ala tässä oli avautunut, omituinen ikivanha yhteiskunta kastilaitoksineen, uskontoineen, sivistyksineen, josta matkustaja näkee vain ulkokuoren.

Mutta siitä he jotenkin pian pääsivät selvyyteen, ettei Intia ollut, niin satumaisen rikas maa kuin sen maine. Eurooppalaiset luulivat pääsevänsä kahmalokaupalla jalokiviä ja kultaa ammentamaan päästessään sisämaan ruhtinaskuntia verottamaan, mutta ne summat, joita he saivat irti puserretuiksi, eivät kuitenkaan olleet ylenpalttisia senkään ajan arvoihin verraten. Tosin sieltä saatiin sotaveroja, jotka olivat verrattavat Pizarron Perusta saamaan saaliiseen, mutta kuitenkin Intia kalliitten metallien aarremaana jäi suunnattomasti jäljelle Uudesta maailmasta, vaikka se kaikenlaisilla elimellisen elämän tuotteilla sen monin verroin voitti. Itä-Intian komppania koetti kuitenkin virkamiehineen pusertaa tästä hedelmästä kaiken mehun, mitä siitä suinkin saatiin lähtemään, ja vaikka Clive olikin, saanut lahjouksen estetyksi, niin ei silti kiristys lakannut. Warren Hastingsinkin täytyi monta kertaa, vasten omaa vakaumustaan, käyttää hylättäviä keinoja voidakseen tyydyttää komppanian sammumatonta rahanhimoa. Vasta myöhempinä aikoina, Intian jouduttua Englannin kruunun välittömään valtaan, sen hallinto on joutunut maan omien etujen mukaiselle kannalle, vaikkapa niemimaa vieläkin saa maksaa vuosittain suuria summia siitä hyvästä, että se saa nauttia rauhaa ja vähitellen pääsee länsimaisen sivistyksen laitoksista osalliseksi.

Tibet.

Intiastakin käsin tehtiin kahdeksannentoista vuosisadan lopulla retkiä Aasian keskiosiin, vaikkapa ei niitäkään aivan uusiin seutuihin, sillä Lhasa ympäristöineen oli jo tullut jotenkin hyvin tunnetuksi lähetyssaarnaajien kautta. Ensimmäiset englantilaiset joutuivat Tibetin kanssa tekemisiin siihen aikaan, kun Warren Hastings pontevalla kädellään Intiaa hallitsi. Hänen toimestaan tehtiin 1772—1773 sotaretki Bhutania vastaan ja tibetiläinen tashilaama toimi rauhanteossa välittäjänä. Eräs englantilainen retkikunta matkusti Bhutanista. Sangpon eli Ylä-Bramaputran laaksoon, jonka pohjoispuolelta tashilaama tavattiin. Hänen kanssaan tehtiin sopimus, ja Intian ja Tibetin välit olivat siten pääsemässä mitä parhaalle pohjalle. Mutta Lhasassa oleva Kiinan edustaja pelkäsi englantilaisten vallanpyyteitä ja alkoi juonia heitä vastaan. Hän sai aikaan sen, ettei heitä päästetty tashilaaman pääpaikkaa Tashi Lhunpoa kauemmaksi. Saatiin tosin aikaan kauppayhteys Intiasta Etelä-Tibetiin, mutta kaikki brittiläisten kauppiaitten yritykset päästä sinne itsekin asioimaan olivat turhat. Intian brittiläiset viranomaiset kuitenkin jatkoivat ponnistuksiaan ja seuraavinakin vuosina lähetettiin retkikuntia Bhutaniin ja sieltä edelleen Tibetiin. Georg Bogle, näiden retkien johtaja, kokosi laajat muistiinpanot, jotka kuitenkin vasta meidän aikoinamme on täydelleen julkisuuteen saatettu. Warren Hastingsin erottua Intian kenraalikuvernöörin toimesta Tibet sai jäädä oman onnensa nojaan, ja satakunnan vuotta tämä Keski-Aasian korkea alppilinnoitus sitten pysyi suljettuna, kunnes sen rajan poikki tämän vuosisadan alussa jälleen kuljettiin ja asestettu brittiläis-intialainen joukko tunkeutui Lhasaan saakka.

POHJOISNAPAMAAT.

Napamatkustuksien ensimmäinen suuri aikakausi, josta olemme ennen kertoneet, alkoi jo 1550-luvun vaiheilla, jolloin ruvettiin etsimään pohjoista väylää Intiaan. Huippuvuorien löydön jälkeen valaanpyynti oli näitten matkain päävaikuttimena. Mutta seitsemännentoista vuosisadan alkupuoliskolla talttui napatutkimus ja oli sitten seisauksissa puolentoista vuosisataa. Nuo varhaisemmat matkat oli tehty pääasiallisesti käytännöllisiä päämääriä varten, ja kun oli päästy selvyyteen siitä, ettei laivoin kuljettavaa koillis- eikä luoteisväylää ollut, niin ei enää ollut aihetta näitä retkiä jatkaa. Pari kolme yritystä kuitenkin ansaitsee tulla tältä väliajaltakin mainituksi.

Willem de Vlamingh, rohkea hollantilainen mursunpyytäjä, purjehti v. 1664 niin kauas koilliseen, että hän kiersi Novaja Semljan pohjoisen niemen ja saapui lähelle sitä paikkaa, jossa Barentsin retkikunta oli ollut talvea. Hän purjehti vielä tämän paikan ohikin, mutta kun varustukset olivat pienet, niin hän palasi takaisin, vaikka avointa vettä olisi ollut edemmäksikin purjehtia. Hollannissa kerrottiin, että toiset olivat purjehtineet vielä kauemmaksikin pohjoiseen, jotkut pohjoisnavan poikki Japaniin saakka, mutta nämä puheet tietysti olivat paljaita merimiesjuttuja.

Englantilainen kapteeni John Wood oli Barentsin ja muitten varhaisten napamatkustajain matkakertomuksista, mainituista hollantilaisista huhuista, ja osaksi myös teoreettisten päätelmäin nojalla saanut päähänsä, että Huippuvuorien ja Novaja Semljan väliltä kuitenkin löytyisi väylä Japaniin ja Kiinaan, ja hän varusti retkikunnan sitä etsimään. Hän lähti matkaan v. 1676 kahdella laivalla, mutta retkeä vainosi kauttaaltaan huono onni. Laivat eivät päässeet 76:tta leveyspiiriä pohjoisemmaksi, kaikkialla oli vastassa kiinteät jääkentät. Toinen laivoista kärsi haaksirikon Novaja Semljan rannikolla myrskyssä ja sumussa, toisen oli pienuuttaan kiittäminen siitä, että se vältti saman kohtalon. Kapteeni Wood pääsi miestensä keralla maihin, mutta heidän asemansa olisi ollut toivoton, ellei onneksi toisen laivan miehistö olisi heitä löytänyt. Wood tuli tämän matkan kautta täydelleen siitä vakuutetuksi, että napameren kautta oli mahdoton purjehtia Itä-Aasiaan. Yritystään hän puolusteli sillä, että moniaitten vanhempien purjehtijain kertomukset olivat olleet tahallisesti väärennettyjä.

Kahdeksannentoista vuosisadan ensimmäisellä vuosikymmenellä, v. 1707, tunkeutui hollantilainen valaanpyytäjä Cornelis Gillis Huippuvuorilta pohjoista kohti, ja kun meri näyttää mainittuna vuonna olleen harvinaisen vapaata jäistä, niin hän pääsi aina 81:nnelle leveyspiirille saakka ja jatkoi sillä tasalla matkaa itää kohti pitkin sulaa merta. 80:nneltä leveyspiiriltä hän tapasi uutta maata, jota ei kukaan vielä ollut nähnyt ja joka sitten puolentoista vuosisataa pysyi kateissa. Se luultavasti oli nykyisten karttain Valkosaari, joka on Frans Josefin maan ja Huippuvuorien välillä, kauttaaltaan maajäätikön peittämä ja luoksepääsemätön. Paluumatkalla Gillis paransi Huippuvuorien karttaa.

Kahdeksannellatoista vuosisadalla tehdyistä napamatkoista olemme jo maininneet venäläisten rétket Siperian rannoille ja kapteeni Cookin matkan Beringin salmen kautta Jäämerelle. Samoin olemme Canadan tutkimuksen yhteydessä maininneet Hudson-lahdelle tehdyt retket.

Daines Barrington oli kokoomiensa tosiasiain ja havaintojen nojalla esittänyt Englannin tiedeseuralle, että pohjoisnavalle oli varsin mahdollista tunkeutua. Tämä oli ehkä ensi kerta, jolloin moista tutkimusretkeä puolustettiin ainoastaan sen itsensä tähden ilman minkäänlaisia käytännöllisiä päämääriä, ja senvuoksi se ansaitsee erikoista mainitsemista. Se oli tieteellisen maantutkimuksen ensimmäisiä oireita, eikä tarvinnut kauankaan odottaa, ennenkuin sama henki alkoi joka taholla päätään kohottaa. Vaikk'ei Barringtonin käytettävänä oleva aineisto ollutkaan luotettava, niin esitti tiedeseura kuitenkin hallitsijalle, että lähetettäisiin matkaan retkikunta, ja kapteeni Constantine Phippsille, josta sitten tuli Mulgraven lordi, varustettiin sitä varten kaksi laivaa. Molemmat laivat olivat harvinaisen lujasti rakennetut ja soveliaat Jäämeren matkaan. Varustukset olivat niin täydelliset kuin siihen aikaan saatettiin hankkia, uutuutena muun muassa meriveden tislauslaitteet siltä varalta, että suolaton vesi loppuisi. Retkellä oli mukana kadetti Horatio Nelson, josta sitten tuli kuuluin brittiläinen merisankari. Kesäkuussa 1773 molemmat laivat lähtivät matkaan. Kuukauden lopulla oltiin Huippuvuorien -etelärannikolla. Sää oli leutoa, mutta jo heinäkuun 5 p. tuli jäitä vastaan niin kosolti, että laivain oli mahdoton tunkeutua niitten läpi pohjoista kohti. Vähän 80:nnen leveysasteen pohjoispuolella keula senvuoksi käännettiin itää kohti, mutta siltä puolelta ei löydetty sen selvempää vettä. Lopulta retkikunta saapui Vaigatshin salmeen, johon jäät sen sulkivat, niin että kapteeni Phipps jo aikoi jättää laivansa, mutta sitten jäät taas hajautuivat ja hän pääsi palaamaan Englantiin. Matkan tulokset olivat siis kokonaan kielteiset.

Grönlanti.

Kahdeksannentoista vuosisadan alkupuolella alkoi protestanttinen lähetystoimi. Sen tienraivaaja oli herrnhutilaisuuden perustaja kreivi Zinzendorf. Hänen apunsa kautta tanskalainen Hans Egede saattoi aloittaa Grönlannin eskimoiden käännytyksen. Tanskalaiset olivat seitsemännentoista vuosisadan alussa uudelleen kiinnittäneet huomionsa Grönlantiin, etenkin kun sikäläinen valaanpyynti oli tuottavampi kuin Huippuvuorien. Pahoinpitely, jonka alaisiksi eskimot joutuivat kauppiasten puolelta, sai Hans Egeden v. 1721 perustamaan Godthaabiin lähetysaseman, joka oli Grönlannin ensimmäinen vakinainen tanskalainen siirtokunta. Godthaabiin saapui sitten herrnhutilaisia saarnaajia häntä auttamaan.

Kuningas Kristian VII antoi vuosisadan lopulla kannatustaan tanskalaiselle retkikunnalle, joka yritti tunkeutua Grönlannista käsin pohjoista kohti. Kapteeni Löwenörnin ja luutnantti Egeden piti sitäpaitsi etsiä Itä-Grönlannin unhotettuja vanhoja siirtokuntia, joissa arveltiin ehkä vielä säilyneen vanhaa islantilaista väestökantaa. Retkikunta lähti matkaan v. 1786, mutta tapasi Grönlannin rannoilla jäätä niin suunnattomasti, ettei se edes päässyt maihin, vaan palasi tyhjin toimin Islantiin. Sieltä Egede teki toisen yrityksen, mutta yhtä huonolla menestyksellä. Hän oli Islannissa talvea ja yritti seuraavana kesänä kolmannen kerran, mutta onnistumatta sen paremmin. Vasta yhdeksännellätoista vuosisadalla tuli Grönlannin itärantakin paremmin tunnetuksi. Luonnollista olikin, etteivät nämä yritykset onnistuneet, sillä Grönlannin itärannikko on ainiaan niin taajain ahtojäitten saartama, että pääsy sen luo laivalla on erinomaisen vaikeata ja vaarallista, jäät kun ovat etelää kohti kulkevan merivirran vaikutuksesta alituisesti kovassa liikkeessä.

Kahdeksannentoista vuosisadan loppupuoliskolla lähetettiin muuan englantilainen laiva jatkamaan Baffinin lahden tutkimista, mutta vaikka se teki kaksi yritystä, ei se kuitenkaan päässyt kauemmaksi kuin aikoinaan kuudennentoista vuosisadan purjehtijat.

MAANTIEDE XVII:LLÄ JA XVIII:LLÄ VUOSISADALLA.

Keskiajan katolinen papisto tarvitsi klassillisia kieliä, koska kristityn kirkon koko vanhempi hengellinen kirjallisuus oli näillä kielillä kirjoitettu ja latina oli Rooman kirkon valtakielenä. Kielitaidon viljelystä varten kirkko siis pelasti häviöstä klassillisen kirjallisuuden, mikäli se vielä oli pelastettavissa. Kielien taito johti tämän kirjallisuuden tutkimiseen ja kreikkalaisten ja roomalaisten tieteen tunteminen vihdoin herätti vireille itsenäisen tutkimishalun. Omistettuaan vanhain kaikki saavutukset renessanssi valmistautui kulkemaan heidän tietonsa rajapaalujen ohi. Niiden kahden vuosisadan kuluessa, joita tämä luku käsittelee, lausuttiin uudenaikaisen tieteen syntysanat. Niiden kuluessa laskettiin empiirinen tiede havaintojen ja kokeitten luotettavalle pohjalle. Galilei määritteli dynamiikan perustotuudet, Newton yleisen painolain ja selitti sen avulla maailmanjärjestyksen, jonka ulkonaisen rakennuksen Copernicus ja Kepler jo olivat ilmi saaneet. Dynamiikan ja havainnon perustuksella kehittyi ripeästi fysiikka, joka vihdoinkin tarjosi ne keinot elimettömän luonnon ilmiöiden selittämiseen, joita kreikkalaiset filosofit niin kaipasivat ja jonka avulla he olisivat opinrakennelmiaan kehittäneet arvaamattoman paljon kauemmaksi. Kemia erosi alkemian harhapoluilta ja umpimutkista ja varttui tieteeksi, josta vanhat eivät muuta tunteneet kuin sen janon. Siinä todella mahtava runko uuden ajan tieteelle!

Maantiede sai fysiikasta tärkeimmän kaikista aputieteistään. Vasta fysiikan edistykset tekivät mahdollisiksi tarkat geodeettiset mittaukset ja niiden avulla maan koon ja muodon määräämisen sekä luotettavain karttain laatimisen. Maata muotoilevat voimat kävivät käsitettäviksi, niiden teho ja vaikutukset määriteltäviksi. Veden ja ilmakehän ilmiöt joutuivat eksaktisen tieteen käsittelypiiriin. mittauksen ja selityksen alaisiksi. Kemia valaisi aivan uusiin suuntiin maapallomme rakennetta, oloja ja edellytyksiä. Sen avulla voitiin ratkaista kallioiden ja maanlaatujen kokoomus ja selittää luonnonilmiöitä, jotka siihen saakka olivat olleet läpitunkemattoman salaisuuden peitossa.

Maantiede koetti parhaan taitonsa mukaan käyttää hyväkseen näitä uusia mahdollisuuksia, jotka lupasivat sen asettaa kokonaan uudelle pohjalle; yhdeksästoista vuosisata sai vastaanottaa sen päähaaroihinsa jäsenneltynä ja monet osatieteet jo melko kauas kehitettyinä. Maantiede oli sen alkaessa uudenaikainen tiede nykyisessä merkityksessä, vaikkapa vielä enemmän näköaloja kuin todellista tietoa.

Kartta.

Astemittaukset.

Jo kuudennellatoista vuosisadalla huomattiin tarpeelliseksi korjata Ptolemaioksen arviolaskelmaa maan suuruudesta ja sitä varten entistä tarkemmin määrätä maapallon ympärysasteen pituus. Ranskalainen Orontius Finaeus tosin koetti pelastaa Ptolemaioksen kunnian mittaamalla summittaisella tavalla Toulousen ja Pariisin välisen astepituuden, mutta hänen, samoin kuin muittenkin hänen aikalaistensa, mittaukset olivat vielä suurien puutteittensa vuoksi arvottomia.

Ensimmäisen pätevän menetelmän maan ko'on mittaamiseksi keksi hollantilainen Willebrord Snellius. Hän mittasi maa astekaaren pituuden kolmiomittauksen avulla, valiten kolmiopisteiksi kirkontorneja ja muita sopivia kiinteitä esineitä. Snellius tosin käytti hyvin lyhyttä asemasivua, eikä hänen kulmanmittaus-koneessaan ollut kaukoputkea, mutta siitä huolimatta hänen mittaustensa tulokset olivat huomattavan tarkat. Hän julkaisi ne Leydenissä v. 1617 nimellä »Eratosthenes Batavus». Snellius sai astekaaren pituudeksi 55.100 toisea, s.o. 2000 toisea eli 2/52 liian vähän. Vielä monta vuosikymmentä myöhemmin (v. 1654) jesuiitat, mitatessaan Bolognan ja Modenan, Ferraran ja Ravennan välisten meridiaanikaarten pituudet, erehtyivät paljon enemmän, kokonaista 5000 toisea vastakkaiselle puolelle. Vuosisadan keskivaiheilla hollantilainen maantieteilijä Blaeu hyvin tarkkaan määräsi meridiaaniasteen pituuden Hollannissa, mutta hänen mittauksiaan ei milloinkaan julkaistu.

Ranskalainen Jean Picard suoritti vv. 1669—70 astemittauksen Ranskassa Malvoisinen ja Amiensin välillä Snelliuksen menetelmää käyttäen. Hänen kolmio-asemasivunsa oli kuitenkin koko joukon pitempi kuin Snelliuksen, ja tulosta tarkistaakseen hän mittasi vielä toisenkin kolmiosivun. Napakorkeutta määrätessään hän käytti kaukoputkellista kulmamittana. Seuraavien vuosikymmenien kuluessa Cassini ja Lahire jatkoivat kolmiomittausta pohjoista kohti aina Kanavaan, etelää kohti Välimeren rannalle saakka. Picardin saama tulos oli ihmeteltävän tarkka, mikä osaksi johtui siitä omituisesta sattumasta, että tähtitieteelliset erehdykset ja mittauksien epätarkkuudet laskuissa hävittivät toisensa.

Jean Richer oli v. 1672 Cayennessa Pariisin sekuntiheilurin hidastumisesta huomannut, että maapallo lienee päiväntasaajan kohdalta jonkun verran laajempi. Sekuntiheilurin hidastuminen ei itsessään sotinut pallonmuoto-oppia vastaan, sillä sen määrää ensi sijassa painovoimaa heikontavan keskipakoisvoiman kasvaminen päiväntasaajaa kohti, mutta hidastuminen näytti olevan suurempi, kuin pallonmuoto olisi edellyttänyt, ja siitä syystä päätettiin sen puolustavan maan ellipsoidimuotoa. Newton pian sen jälkeen lausui otaksuman, että maapallo navoiltaan on jonkun verran litistynyt, koska se on akselinsa ympäri pyörivä kappale ja osaksi veden peittämä. Puolipäiväpiirin siis täytyy olla päiväntasaajan puolessa kaarevampi kuin napain puolessa, ja meridiaaniasteen napoja kohti tasaisesti pidetä. Kuta käyrempi kaariviiva on, sitä pienemmän kuvion se ympäröi ja sitä lyhyempi siis on sen 360:s osa. Mutta sen ajan mittauskeinot eivät vielä olleet niin hienoja, että tätä kaariasteen pituuserotusta olisi voitu todeta. Päinvastoin oli oppineen Dom. Cassinin astemittaus (1683) johtanut siihen tulokseen, että meridiaaniaste Pariisista Välimerta kohti piteni ja pohjoisrajaa kohti lyheni, ja tästä päättäen maapallo päinvastoin olisi ollut napain suuntaan pitkulainen.

Tämän teorian ja mittauksen välisen ristiriidan ratkaisemiseksi lähti Ranskasta kaksi tieteellistä retkikuntaa, joitten työt ennen muita ovat tulleet kuuluisiksi. Toinen lähti Peruun (1735—1744), toinen 1736 Lappiin. Edellinen retkikunta sai meridiaaniasteen pituuden Quiton ylängöllä 56.750 toiseksi, Lappiin lähtenyt retkikunta 57.437 toiseksi, ja näitten arvojen väliin sopi Ranskassa mitattu astepituus, 57.060 toisea. Täten oli maan litistyminen napoja kohti todettu, mutta tulos oli sangen epätarkka, sillä Ranskan ja Perun molemmista mittauksista saatiin litistymisen arvoksi 1/303, Lapin astemittauksesta taas kokonaista 1/169. Nykyisten tietojemme mukaan litistyminen on 1/297.

Joku vuosikymmen myöhemmin mitattiin Itävallassa ensimmäinen kaariaste, toisia lyhyempiä mittauksia suoritettiin Amerikassa Pennsylvaniassa ja Italiassa. V. 1792 suoritettiin Ranskassa Méchainin, Aragon y.m. johdolla kolmas astemittaus, joka ulottui Dunquerquesta aina Balearien saarille saakka. Tämän mittauksen tarkoitus oli uuden metrimitan määrääminen (1/40.000.000 Pariisin kautta kulkevasta puolipäiväpiiristä), ja se koetettiin senvuoksi saada niin tarkaksi kuin suinkin. Mutta jo pari vuosikymmentä myöhemmin huomattiin mittauksessa niin paljon virheitä, että meridiaanipiiri tuntuvasti piteni ja se harhakäsitys, että muka metri olisi 1/10.000.000 meridiaanikvadrantista ja siis luonnonmitta, perinpohjin raukesi. Myöhemmät astemittaukset enimmäkseen ovat vielä jonkun verran lisänneet eroa. Englantilaiset yhdistivät Greenwichin Dunquerquen kolmiopisteeseen ja mittasivat sitten oman maansa meridiaanikaaren aina Shetlannin saarille saakka. Viime vuosisadan ensi vuosina Svanberg uudelleen mittasi kaariasteen pituuden Lapissa ja huomasi silloin Maupertuis'n erehdyksen. Intiassa suoritettiin v. 1802 astemittaus, jotta saatiin Perun mittaukselle vertausarvo. 19:nnen vuosisadan kuluessa näitä mittauksia sitten on yhä jatkettu ja tarkennettu, kuten saamme myöhemmin nähdä.

A.C. Clairaut y.m. kehittivät heilurihavainnot niin tarkoiksi, että niiden avulla voitiin laskea maan litistyminen. Tähtitieteellisilläkin mittauksilla se todettiin. Tehtiin myös jo havaintoja, kuinka vuoret luotilankaa poikkeuttavat. V. 1802 kuulu ranskalainen tähtitieteilijä Laplace lausui julki väitteen, että jos maa on litistynyt navoilta, niin tämän täytyy vaikuttaa häiriöitä kuun liikuntoon, ja havaituista häiriöistä hän sitten laski litistymisen arvoksi 1/305. Tulos oli käytettyyn menetelmään nähden huomattavan tarkka.

Maantieteellinen asema.

Maantieteellinen paikanmääräys astui suuren askelen eteenpäin, kun kiikari oli niin pitkälle kehittynyt, että se voitiin sovittaa kulmanmittauskojeihin. Tämä edistys oli ranskalaisen Picardin ansio (v. 1668). Tyko Brahe oli vielä erehtynyt puolenkin kaariminuuttia määräyksissään, mutta Picardin koneella ei erehdys enää ollut muutamaa sekuntia suurempi. Mutta kauan oli siitä huolimatta napakorkeuden mittaaminen etevillekin tähtitieteilijöille vaikea tehtävä. Kun Bouger ja La Condamine (1739—1740) koettivat määrätä perulaisen meridiaanikaaren latitudieron, niin huomasivat he kaksi vuotta työskenneltyään 22—23 sekunnin mittausvirheen, joka pakotti jatkamaan työtä aina vuoteen 1743 saakka, ennenkuin tämä virhe oli saatu vähenemään 3 1/2 sekunniksi. Mittauksien tarkkuutta suuresti edisti se, että Bradley v. 1728 keksi valon harhauksen eli aberration. 1747 taas keksittiin maan navan heilahdukset (nutatio) ja D'Alembert tutki ne perusteellisesti. Mutta niitä koneita, joilla nämä tarkat tulokset voitiin saavuttaa, ei voitu käyttää muuta kuin maalla. V. 1731 englantilainen tähtitieteilijä John Hadley keksi peilioktantin, erinomaisen kätevän pienen kulmamittarin, joka teki napakorkeuden määräämisen merelläkin hyvin helpoksi toimitukseksi. Havainnontekijän ei tarvinnut katsoa kahteen suuntaan samalla haavaa, kuten ristisauvaa käyttäessään, vaan hän tähtäsi ainoastaan taivaanrantaa ja käänsi koneeseen liitettyä peiliä siksi, kunnes auringon kuva sattui taivaanrantaan. Semmoisella koneella voitiin mukavasti toimittaa mittauksia keikkuvalla laivallakin, eikä tulokseen tarvinnut muuta kuin tehdä tavanmukaiset valontaittumis-, laivankorkeus- ja auringonparallaksi-korjaukset, niin laivuri jotenkin tarkkaan tiesi laivansa pohjois-eteläaseman maapallon pinnalla. Mutta kun purjehtijat yleensä ovat vanhoillista väkeä, niin kului vielä kolmekymmentä vuotta, ennenkuin peilioktantti tuli yleisemmin käytäntöön.

Longitudin mittaaminen kuun pimennyksistä edistyi suuresti, kun ruvettiin paitsi sitä hetkeä, jolloin maapallon varjo tapaa kuun reunan, myös havaitsemaan ja aikaamaan maan varjon kulkeminen kuun »merien» poikki. Samaa pimennystä voitiin tällä tavalla käyttää hyvin monen havainnon tekemiseen ja näistä sitten laskea tarkka keskiarvo.

Ellei olisi ollut muuta keinoa longitudin määräämiseen, niin olisi kuitenkin kulunut hyvin pitkä aika, ennenkuin tärkeimpienkään maanpaikkain pituusaste olisi tullut riittävän tarkkaan määrätyksi. Mutta Jupiterin ensimmäinen kuu pimenee aina yhden vuorokauden 18 tunnin kuluttua, ja siitä voidaan saada taajemmin pituusmääräyksiä. Missä maan pinnalla havainnontekijä lieneekin, kaikkialla hän tietysti näkee aivan samalla hetkellä sekä tuon kuun sukeltamisen (immersion) Jupiterin varjoon että sen esiin tulemisen (emersion). Kaksi havainnon tekijää voi siis määrätä välisensä pituuskaaren mitan, jos he tarkastavat, millä hetkellä paikallisen ajan mukaan Jupiterin kuu pimenee, ja näin saatuja aikoja keskenään vertaavat. Picard ja Delahire v. 1679—1681 tätä keinoa käyttäen määräsivät Ranskan tärkeimpien paikkain longitudin niin tarkkaan, ettei erehdysmahdollisuus enää ollut yhtä kaariminuuttia suurempi. He tekivät rannikolla havaintoja ja Pariisin tähtitornissa samaan aikaan säännöllisesti ajattiin Jupiterin kuun pimennykset. Sama menetelmä ulotettiin paljon etäisempiinkin seutuihin, kuten Itämaille ja Etelä-Amerikkaan erään fransiskaanimunkin toimesta. Jean Dominique Cassini laski Jupiterin kuitten kiertokulut.

Purjehtijalle eivät nämä keinot kelvanneet, kosk'ei hän voinut merellä kyllin tarkkaan määrätä paikallista aikaa. Mutta kun Hadleyn oktantti kaarta pitentämällä muutettiin sekstantiksi, niin siitä saatiin luotettava mittari kuun etäisyyden määräämiseksi auringosta ja tähdistä ja samalla paikallisen aikaerotuksen ja siitä longitudin määräämiseksi. Kuun etäisyys maasta määrättiin tarkemmin v. 1754. Cassini taas oli laskenut valontaittumistaulut eri taivaankorkeuksia varten, ja niistä löytyi valontaittumiskorjaus hyvin nopeasti ja helposti. Kuun liikunnan epäsäännöllisyydet eli häiriöt tulivat vähitellen tarkemmin tunnetuiksi. Jo Hipparkhos oli vanhalla ajalla huomannut suurimman niistä, Ptolemaios toisen, kolmannen yhä pienemmän Abulfeda 10:nnen vuosisadan lopulla, vaikka hänen havaintonsa ei tullut tunnetuksi, niin että Tyko Brahe sen keksi uudelleen. Newton jo laski kahdeksan häiriötä ja nykyisin niitä tunnetaan enemmän kuin kuusikymmentä. Englannin parlamentti oli luvannut puolen miljoonan markan palkinnon sille, joka laski riittävän tarkat kuutaulut, taikka keksi jonkun toisen vastaavan keinon longitudin määräämiseksi 1/2 asteen erehdysluvalla. Halley laski kuutaulut, mutta nekään eivät vielä tulleet riittävän tarkat. Leonhard Euler ja Tobias Meyer, molemmat saksalaisia, vasta vuosisadan keskivaiheilla laskivat taulut, joissa enää oli korkeintaan 25 sekunnin erehdys, ja näille molemmille Englannin parlamentti maksoi osan luvatusta palkinnosta. V. 1767 julkaistiin ensimmäinen purjehduskalenteri, jossa oli tarkat kuutaulut ja muut paikanmääräykseen tarpeelliset osoitukset, ja siitä lasketaan tarkan maantieteellisen paikanmääräyksen alku merellä. Myöhemmin näitä tauluja on vielä paljon tarkennettu.

Gemma Frisiuksen v. 1530 julki lausuma ehdotus, että longitudi määrättäisiin kellolla, oli kyllä hyvä aate, mutta kauan kului, ennenkuin kello oli niin pitkälle kehittynyt, että se tähän tarkoitukseen kelpasi. Huygens keksi v. 1657 heilurikellon ja paransi sitä niin, että sitä voitiin laivoissakin käyttää, mutta pian kuitenkin huomattiin, etteivät heilurikellot tämmöiseen tarkoitukseen sovellu, koska sekuntiheilurin mitta muuttuu sen mukaan kuin leveysastekin. Vasta v. 1758 englantilainen Harrison rakensi niin tarkan kellon, että sitä voitiin käyttää maantieteellisen pituuden mittaamiseen. Se ei 147 päivää kestäneellä merimatkalla erehtynyt kuin 1 min. 49 sekuntia. Englannin parlamentilta hän siitä sai 250.000 markan palkinnon. Ranskalainen Berthoud v. 1766 keksi kuulut kronometrinsa, Leroy samoihin aikoihin »vapaan päästimen» (échappement libre). Ja monella muulillakin tavalla kelloa sitten edelleen parannettiin. V. 1800 Bréguet keksi sen kieruvieterin, jonka yhä vielä näkee kelloissa. Maalla longitudin määräämistä kellon avulla ensi kerran käytettiin Napoleonin sotaretkellä Egyptissä, ja samoihin aikoihin Humboldt siten määräili paikkain maantieteellisiä asemia Etelä-Amerikassa.

Huomattavista paikanmääräyksistä mainittakoon, että Välimeren itäpään asema nyt saatiin tarkalleen lasketuksi (vert. II siv. 487). Eräs ranskalaisen tähtitieteilijän Cassinin oppilas määräsi v. 1694 Konstantinopolin, Iskanderunin, Damieten, Kairon ja Alexandrian longitudit Jupiterin kuitten pimennyksistä ja kahdeksan vuotta myöhemmin fransiskaani Feuillée Smyrnan, Salonikin, Milon, Kretan, Kanean ja Megalokastron sekä Afrikan Tripoliin aseman. Siten Välimeren ympärystä saatiin, kun länsipäästä jo oli kunnollisia mittauksia olemassa, sangen tarkkaan asteverkkoon sijoitetuksi.

Bering matkoillaan määräsi sangen tyydyttävästi Ohotskin, Kamtshatkan eteläkärjen ja Aasian itäkärjen asemat. Myöhemmin toiset määräsivät Siperian paikkain asemia. Useat koettivat aivan tarkalleen määrätä Ferron aseman, jotta tiedettäisiin, miltä kohdalta ensimmäinen meridiaani sen kautta kulkee, mutta tulokset olivat ristiriitaisia. Vasta nyt varmaan tiedetään, että se puolipäiväpiiri, joka on 20° länteen päin Pariisin observatoriosta, kulkee Ferron ja Afrikan manteren välitse, noin 20 kilometrin päässä Ferron itärannasta.

18:nnella vuosisadalla keksityistä geodeettisista kojeista ovat mainittavat mittaustaulu (Messtisch), ynnä teodoliitti ja punnituskone.

Asteverkko.

Seitsemännellätoista vuosisadalla tuli käytäntöön gnoominen eli sentraaliprojektio, alussa taivaankartoissa. Ranskalainen Sanson paransi erästä Mercatorin keksimää projektiota, jossa leveyspiirit ovat suoria viivoja ja asteverkon ruudut pintaoikeat. Myöhemmin (1729) englantilainen Flamsteed sitä käytti taivaankarttaan, jonka vuoksi sitä myös mainitaan hänen nimisenään. Mercatorin suorakulmaista asteverkkoa kehittivät edelleen toiset, niin että leveyspiirien toisistaan eteneminen napoja kohti tuli matemaattisesti määritellyksi. 18:nnen vuosisadan keskivaiheilla Rigobert Bonne julkaisi sovinnaisen keilaprojektionsa, joka helpon tekotapansa vuoksi on yhä vieläkin käytännössä. Mutta enimmin kaikista hyödytti projektio-oppia kuulu matemaatikko Juhana Henrik Lambert, joka v. 1770 julkaisi pintaoikean azimutaaliprojektionsa ja 1772 kulmaoikean ja pintaoikean keilaprojektionsa ja muutoinkin paljon kehitti projektio-oppia, määritellen varsinkin ne perusteet, joita on noudatettava, jotta asteverkko vähimmin vääristäisi karttakuvaa. Vuosisadan lopulla julkaistiin ensimmäiset projektio-oppia käsittelevät oppikirjat.

Hollantilaiset kartoittajat korjaamistaan korjasivat maanosien yleisiä piirteitä ja suhteita. Ortelius esim. oli vielä otaksunut Aasian itä-länsileveyden Alexandretesta Nipponin itärannalle 210 asteeksi. Mercator vähensi sen 177:ksi asteeksi. Vischerin kartastossa se enää oli vain 110 astetta, siis 5 astetta liikaa. Kauemmin piti sitävastoin puoliaan Pohjois-Amerikan itä-länsimitan liioittelu. Etelä-Amerikan itä-länsimitta piirrettiin jotenkin oikein. Amerikan etäisyys Euroopasta toisin paikoin osattiin niin oikeaan, ettei siinä ollut erehdystä kuin muutama aste, mutta Afrikan ja Etelä-Amerikan eteläkärkien välillä erehdys oli kasvanut 14:ksi asteeksi.

Mercator oli piirtänyt ensimmäisen meridiaanipiirin Azorien Corvo-saaren kautta, koska kompassi siihen aikaan tällä saarella osoitti suoraan pohjoiseen. Hondius, joka Mercatorin kuoltua jatkoi hänen kartastoaan, aloitti meridiaanilaskun Viheriänniemen saaresta Santiagosta, koska sen kautta oli kulkenut paavin maan jakoviiva. Myöhemmät hollantilaiset kartanlaatijat aloittavat laskun Canarian saarista, Teneriffa-saaren itärannasta. Mutta v. 1634 sovittiin Pariisissa matemaatikoitten ja maantieteilijäin kesken, että ensimmäinen meridiaaniaste piirrettäisiin Ferro-saaren länsirannan kautta, ja Louis XIII määräsi sen pakolliseksi kaikkiin Ranskassa piirrettyihin karttoihin. Oli tosin mitattu, että tämä saari oli 19° 51' Pariisista länteen, mutta kun 9 minuuttia siihen aikaan vielä pidettiin kovin mitättömänä erona, niin otaksuttiin Ferron länsirannan olevan Pariisista tarkkaan 20° länteen. Ferron meridiaani siis oikeastaan on vain peitetty Pariisin meridiaani. Sitkeästi se on pitänyt puoliaan, koska se Vanhalle maailmalle antaa paljaita itäisiä, Uudelle maailmalle paljaita läntisiä pituuksia, mutta nykyaikoina kuitenkin Greenwichin meridiaanipaalun kautta kulkeva puolipäiväpiiri on tullut yleisemmin käytäntöön, koska siihen perustuvat Englannin amiraliteetin kartat, s.o. koko maailmankartan pohja, ja koska se on ajanlaskunkin lähtökohtana.

Atlakset ja maankartat.

Mercatorin ja Orteliuksen ansiosta oli Hollannista tullut karttain piirtämisen oikea kotimaa, ja kauan hollantilaiset tätä asemaansa saattoivat puolustaa, he kun laajoilla merimatkoillaan paremmin kuin mikään muu kansa saattoivat aineistoansa kartuttaa. Kartat paisuivat yhä suuremmiksi, ne piirrettiin kupariin erinomaisen hienosti, niistä saatiin suuria hintoja ja kilpailu sen vuoksi oli jotenkin suuri. Vuonna 1636 Jansson alkoi julkaista atlasta, jossa v. 1653 jo oli 451 karttaa. Hänen kilpailijanaan oli Wilhelm Blaeu poikineen, joitten kartastossa samoihin aikoihin oli 372 karttaa.

Mutta kun Ranskassa laskettiin kartoitus uudelle tähtitieteelliselle perustukselle, niin siirtyi sen painopiste Hollannista vähitellen sinne. Dominique Cassini toimitti v. 1680 uuden tähtitieteellisiin paikanmääräyksiin perustuvan Ranskan kartan, joka ei paljoa häpeä nykyisiä. Hän piirrätti observatorionsa lattiaan koko maailmankin kartan, mutta tämä valitettavasti on joutunut hukkaan.

Nikolaus Sanson julkaisi seitsemännentoista vuosisadan keskivaiheilla suuren ranskalaisen karttateoksen, joka ei kuitenkaan vielä ollut paljoakaan parempi hollantilaisten kartastoja. Suuri edistysaskel kaikkiin edellisiin verraten oli sitävastoin »Neptune»-kartasto, joka ilmestyi vuosisadan viimeisellä vuosikymmenellä. Siinä oli koko Länsi-Eurooppa ensi kerran esitetty parannettujen tähtitieteellisten paikanmääräysten perustuksella. Guillaume Delislen kartastossa, joka painettiin kahdeksannentoista vuosisadan alkupuolella, Välimeren asema oli korjattu ja Kaukainen Itäkin munkkien paikanmääräysten mukaan osapuilleen oikein asteverkkoon piirretty. Samoihin aikoihin Delislen kanssa vaikutti kuulu maantieteilijä Jéan Baptiste D'Anville karttain parantamiseksi. Matkustajain suunta- ja etäisyysilmoituksia (itinerarioita) terävällä kritiikillä käsitellen hän kokosi ihmeteltävän oikeita karttakuvia semmoisista maista, joista ei ollut minkäänlaisia tieteellisiä paikanmääräyksiä. Ja Afrikan kartasta hän taas karsi pois kaikki sovinnaiset piirteet, joiden esitys ei perustunut varmaan tietoon. Seurauksena oli, että hänen Afrikkansa sisusta jäi melkein tyhjäksi. »Neptunea» kahdeksannentoista vuosisadan kuluessa parantamistaan parannettiin.

Kahdeksannentoista vuosisadan loppupuolella karttain laatimisen painopiste siirtyi Ranskasta Englantiin. Ranskalaisten etevämmyys oli suureksi osaksi johtunut siitä, että heillä Pariisin tähtitornissa oli enimmän Jupiterin kuiden pimennyksiin perustuvia paikanmääräyksiä. Mutta kun oli kehitetty longitudin määrääminen kuun etäisyyksistä, niin oli heidän yksinvaltansa samalla murrettu. James Cook käytti hyvällä menestyksellä tätä määräämistapaa.

Cookin ja muiden hänen maanmiestensä löydöistä ja tutkimuksista kokoontui Englannin kartanpiirtäjille runsas uusi aineisto, jota ei missään muualla ollut käytettävänä.

Saksassa oli kartanlaatiminen kolmikymmenvuotisen sodan jälkeen kauan lamaannuksissa. Saksalaisilla ei ollutkaan sitä varten yhtä runsaasti omia aineksia kuin Euroopan merikansoilla. Heidän täytyi tyytyä jäljentämään ja tekotapaa kehittämään, ja siinä he onnistuivat niin hyvin, että Nürnbergistä 18:nnella vuosisadalla tuli karttapainatuksen pääpaikkoja. Nürnbergiläinen B. Homann palkkasi suuren kartastonsa toimittajiksi parhaita voimia ja kuhunkin karttaan painettiin piirtäjän nimi ja tekovuosi. Olisi luullut, että ainakin Saksan omien maitten karttakuva Homannin kartastossa olisi osoittanut suurta edistystä, mutta tosiasia on, ettei Saksan kartan parantamiseksi puoleentoista vuosisataan tehty juuri mitään. Hallitukset päinvastoin kielsivät sitä korjaamasta, koska siitä muka vain olisi ollut etua vihollisille, joita varsinkin Preussillä oli joka puolella. Kun Napoleon marssi Rheinin poikki valloituksilleen, oli hänen ensi toimiaan Saksan karttain uusiminen.

Ranskassa parannettiin maankarttaa kahdeksannentoista vuosisadan jälkipuoliskolla vielä entisestään monella tavalla. Koko maa oli jaettu kolmioihin ja 6000:n paikan asema mittauksien avulla määrätty. Tämä on ensimmäinen triangulatioon perustuva maankartta, mitä on laadittu. Englannissa ryhdyttiin vuosisadan lopulla samanlaatuiseen työhön. Muissa Euroopan maissa geodeettinen yleismaanmittaus suoritettiin vasta yhdeksännentoista vuosisadan kuluessa, vaikka se osaksi pantiin jo edellisellä alkuun. Mutta muutoin maankarttoja kahdeksannellatoista vuosisadalla paljon parannettiin useimmissa Euroopan maissa. V. 1745 Venäjän tiedeakatemia ryhtyi toimiin suuren Venäjän kartan julkaisemiseksi. Sveitsistä alettiin v. 1786 julkaista suurta maankarttaa, Pyreneitten niemimaasta v. 1765. Italiassa valtiollinen hajanaisuus haittasi kartoitusta. Buggen samanaikaista Tanskan karttaa mainitaan erikoisen ansiokkaaksi.

Korkeuskartta.

Vuorenkukkulain korkeuden määrääminen kolmiomittauksen avulla oli periaatteellisesti keksitty jo vanhalla ajalla. Vasta 1700-luvun alussa suoritettiin kuitenkin astemittauksien yhteydessä ensimmäiset tämmöiset määräykset, joilla oli pysyvä arvo. Nekään eivät vielä olleet riittävän tarkkoja, koska ei voitu kokonaan korjata valon taittumisesta johtuvaa virhettä. Monet oppineet koettivat tällä tavalla saada selville Teneriffan tulivuoren korkeuden, mikä onkin verraten helppo tehtävä, kun tämä tulivuori kohoo suoraan merestä, mutta tarkkoja arvoja ei saatu ennenkuin v. 1771, jolloin kaksi ranskalaista tähtitieteilijää suoritti tämän mittauksen.

Korkeuksien määräämisellä kolmiomittausta käyttäen ei kuitenkaan voinut olla kuin rajoitettu käytäntö, koska sitä varten täytyy tietää sen paikan korkeus merestä, jossa mittaaja on, ja semmoisia määräyksiä taas siihen aikaan oli hyvin vähän. Onneksi kuitenkin jo varhain keksittiin ilmapuntarin käytännöllisyys samaan tarkoitukseen.

Kun Torricelli täytti lasiputken elohopealla ja avoimen pään elohopea-astiaan upottamalla huomasi, ettei nestemäinen metalli kaikki valunut ulos, vaan että siitä jäi putkeen suurin osa ja vain yläosa tyhjentyi, niin oli ilmapuntari keksitty. Jo v. 1647 Blaise Pascal kehoitti vävyänsä mittaamaan elohopeapatsaan korkeuden ensinnä Clermontin kaupungissa ja sitten Puy de Dômen, Auvergnen korkeimman vuoren kukkulalla. Toinen elohopeaputki jätettiin kaupunkiin, toinen vietiin vuorelle, ja huomattiin elohopeapatsaan korkeuden säännöllisesti alenevan, sitä mukaa kuin vuorelle noustiin, niinkuin Pascal oli otaksunutkin. Molempien ilmapuntarien patsaskorkeuden ero oli neljättä tuumaa. Muut tekivät sitten samanlaisia kokeita ja vv. 1705—7 J.J. Scheuchzer koetti laskea paikkain korkeudet ilmapuntarin osoituksista. Hän jätti toisen ilmapuntarin Zürichiin, jossa sitä säännöllisesti havaittiin, toisen vei mukanaan Alppien kukkuloille ja soliin ja laski sitten elohopeapatsaitten korkeuserosta palkkain korkeuden. Näin saadut tulokset olisivat olleet jotenkin oikeat, ellei ilma korkeutta kohti ohenisi, niin että kuta korkeammalle noustaan, sitä pienempi on elohopeapatsaan laskeminen samaa korkeuseroa kohti. Jo Newton keksi säännön, jonka mukaan ilman tiheys vähenee korkeuden lisääntyessä, ja Halley tähän sääntöön nojautuen laski ensimmäisen korkeuskaavan ilmapuntarilla saatujen arvojen korjaamiseksi. Tulosta tarkistettiin mittaamalla vuorenkukkuloita, kuten Walesin Snowdonia, samalla haavaa sekä kolmiomittausta käyttäen että ilmapuntarilla, taikka vuorenseinämiä luotilangalla ja ilmapuntarilla. Sveitsiläinen Jean de Luc sai selville, paljonko ilmapuntarin osoituksia oli ilman lämpötilan vuoksi korjattava, ja vasta siitä alkaen ilmapuntari tuli jotenkin luotettavaksi korkeusmittariksi. Seuraavalla vuosisadalla tehtiin vielä korjauksia, jotka ovat tarkkain tulosten aikaansaamiseksi tarpeen, mutta ne eivät enää samassa määrin vaikuttaneet tuloksiin.

Tähtitieteilijä Lemonnier huomasi v. 1739, että vesi alkoi Auvergnessä Canigoun kukkulalla kiehua 9° R. matalammassa lämpötilassa kuin vuoren juurella. Veden kiehuttamistakin alettiin sitten käyttää vuorien korkeuden määräämiseksi, ja vaikkakin ilmapuntaria hieman kömpelömpänä oli tämä keino vielä myöhään yhdeksännelläkintoista vuosisadalla käytännössä.

Käsitykset vuorien korkeudesta muuttuivat valtavasti, kun näin oli saatu keinoja niiden mittaamiseksi. Ennen oli luultu Teneriffan Piciä maailman korkeimmaksi, mutta kun sitten useat kolmiomittauksen avulla olivat mitanneet sen, huomattiin erehdys. Alppien korkeimmaksi kohdaksi taas luultiin kauan St. Gotthardia, koska sieltä alkaa niin monta suurta jokea, mutta kahdeksannentoista vuosisadan alkupuoliskolla Mont Blanc pääsi arvoonsa, vaikka sen korkeus alussa laskettiinkin koko joukon liian alhaiseksi. Kun ranskalaiset astemittaajat palasivat Perusta, niin kävi selville, ettei Mont Blanckaan ollut maailman korkein kukkula, sillä he olivat mitanneet Chimborazzon ja huomanneet sen paljon korkeammaksi. Aina yhdeksännentoista vuosisadan toisen vuosikymmenen loppuun saakka Chimborazzoa sitten pidettiin maailman korkeimpana kukkulana, kunnes Himalajan huiput olivat yhdeksännentoista vuosisadan alkupuolella tulleet mitatuiksi.

Maanpinnan korkeussuhteitten merkitseminen karttaan alkoi vihdoinkin edistyä entisestä kaavamaisuudestaan. Vanhoissa kartoissa vuoristot yleensä kuvattiin kukkulariveiksi, jotka piirrettiin siten, kuin olisi piirtäjä niitä tasangolta katsellut. Kahdeksannentoista vuosisadan keskivaiheilla vuoristoita alettiin esittää ylhäältä päin nähden. Ne kuvattiin pitkäveteisiksi jonoiksi, ja keksittiin keinoja rinteitten kaltevuuserotuksienkin ilmaisemiseksi. Jo Homannin kartastossa on käytetty varjostusviivoja, »schraffeja», mutta vasta J.G. Lehmann (1765—1811) antoi varjostusviivoille matemaattisen sisällyksen. Jos kartan piirtäjä ajattelee olevansa ilmassa kartan päällä, niin näyttävät maiseman rinteet sitä tummemmilta, kuta jyrkemmät ne ovat. Kuta jyrkempi rinne, sitä paksummilla varjostusviivoilla Lehmann ne siis ilmaisi, antaen kullekin paksuudelle tarkan matemaattisen arvon. Tämä korkeusesitys on yhä vielä kartastoissa yleinen.

Vielä tarkemmin, vaikk'ei yhtä kuvaavasti, voidaan maanpinnan epätasaisuudet kartassa ilmaista samoja korkeuksia yhdistävillä viivoilla (isohypseillä). Mutta semmoiset kartat edellyttävät tarkkaa geodeettista yleismaanmittausta, ja semmoista ei kahdeksannellatoista vuosisadalla vielä ollut olemassa muualla kuin Ranskassa. Dupain-Triel laati v. 1791 Ranskasta isohypsikartan. Seuraavalla vuosisadalla tämä menetelmä tuli hyvin yleiseksi, ja meikein kaikki nykyiset geodeettiset maankartat ilmaisevat pintakorkeudet samojen korkeuksien kautta kulkevilla punnitusviivoilla. Aate ei kuitenkaan ollut mainitun ranskalaisen keksimä, sillä jo v. 1728 oli merikartoissa käytetty samanlaisia viivoja (isobaatteja) syvyyksien ilmaisemiseksi.

Ensimmäinen kohokartta (reliefikartta) valmistettiin Sveitsissä, niinkuin luonnollista olikin. Sen laati Vierwaldstätter-järven ympäristöistä Ludvig Pfyffer vv. 1766—1785. Se oli vahasta, mutta jo samaan aikaan käytettiin paperiainettakin samaan tarkoitukseen. E. Müller laati Sveitsin vanhojen kanttonien kohokartan. Seuraavan vuosisadan alkupuolella valmistettiin ensimmäiset kipsiset koko maapallon kohokuvat sokeain opetusta varten.

Muista karttakuvista mainittakoon, että alettiin piirtää panoraamoja, etenkin Alpeista. Ranskalaiset Pyreneitten tutkijat valaisivat esityksiään leikkauskuvilla. Kaupungeista y.m. piirrettiin samanlaisia asemakaavoja kuin nykyisinkin, hylkäämällä vanha kuvallinen menetelmä. Erityisiä matkailukarttojakin alettiin jo kahdeksannellatoista vuosisadalla julkaista.

V. 1670 valmistettiin Japanissa ensimmäinen pallokartta. Euroopassa laadituista tuli kuuluimmaksi se taidokas, konelaitoksilla käyvä pallokartta, jonka Toggenburgin Jobst Bürg rakensi.

Yleinen maantiede.

Geologia ja maanpinnan muoto-oppi.

Olemme ennen nähneet, kuinka, jo varhain keskiajan lopulla lausuttiin oikeita ajatuksia maankuoren rakennuksesta, kerrosten siirtymisestä ja kivettymistä.

Jo v. 1517 oli Fracastro Veronan kaivausten johdosta koonnut geologisia kivettymiä, ja niille annettiin nimiä, jotka vielä tänä päivänä ovat käytännössä. Toiset niitä luulivat entisten eläimien ja kasvien jäännöksiksi, toiset luonnon oikuiksi (lusus naturae) taikka elämänmuotojen alkusiemeniksi taikka omituisiksi kivimuodostumiksi (lapides sui generis).

Tanskalainen Steno (Steensen), Paduan yliopiston anatomian professori, julkaisi v. 1669 teoksen, jossa hän selosteli liettymäin syntyä, kivettymien (fossiilien) syntyä, totesi maakerroksien jaksollisuuden ja päätti niiden kaltevuuden johtuneen järkkymisistä. Hän päätti muutamien kallioisten olevan elämää vanhempia. Ajatuksiaan valaistakseen hän piirsi maankuoren läpileikkauksia. Steno niinikään havaitsi kidekulmain vakinaisuuden. Vuosisadan lopulla kuulu Wilhelm Leibnitz lausuili »Protogaeassaan» julki suuria geologisia totuuksia meren ja maan pinnanvaihteluista, kivettymien synnystä, maankuoren kerroksien kohoamisesta viistoon ja pystyyn ja erotti toisistaan vedessä muodostuneet ja tuliperäiset kallioiset. Robert Plot, Oxfordin yliopiston museonhoitaja, julkaisi v. 1677 300 kivettymän kuvaa, mutta hän vielä luuli kivettymiä maan salaisen muotokyvyn tuotteiksi. Hänen seuraajallaan oli jo oikeampi käsitys niistä. Prof. John Woodward, englantilainen hänkin, julkaisi tietoja kivettymistä, joita hän oli koonnut kaikkialta maailmasta, ja on ensimmäinen, joka on väittänyt, etteivät kerrostuneet kallioiset ole paikallisia omituisuuksia, vaan yleismaailmallinen ilmiö. Kaikkialla maailmassa on veteen laskeutunut liete aikain kuluessa samalla tavalla joutunut kuiville, kovettunut ja sitten kohonnut vinoon vaakasuorasta asennosta. Mutta hän luuli niitä kuitenkin samanaikuisiksi ilmiöiksi, vedenpaisumuksen jäännöksiksi. Woodward perusti Cambridgen yliopistoon geologian professorinviran, joka vielä tänä päivänä on voimassa. Hänen maanmiehensä Robert Hooke sitävastoin v. 1688 opetti, että Englannissa löydetyt kilpikonnain ja muitten lämpöisten merien eläimien kivettymät edellyttivät ilmaston muutoksia ja että kivettymistä luultavasti voitaisiin rakentaa kallioisten ikäluettelo.

J.J. Scheuchzer piirsi geologisia läpileikkauksia luonnosta, Vierwaldstätter-järven rantajyrkänteistä ja St. Gotthardin vuorisolasta Via Malan varrelta. Englantilainen John Strachey julkaisi v. 1719 hiilikaivoksien läpileikkauskaavoja suonineen ja kerrossiirroksineen ja oli jo huomaavinaan jonkinlaisen kerrosjärjestyksenkin, jonka hän luuli ulottuvan maan keskipisteeseen saakka. Saksalainen J.G. Lehmann otaksui, että pystyimmät kalliois-kerrokset olivat vanhimmat, jo luomisen aikuiset, ja että niitten päälle oli alkuvuoren raunioista kerrostunut nuorempia kallioisia, varsinkin ne, joissa kaikenlaiset malmi- ja hiilisuonet ovat. Hän erotti primääriset ja sekundääriset muodostumat. Italialainen Arduino määritteli kivettymäin mukaan näitä vielä nuoremman tertiäärisen muodostuman. Vuosisadan keskivaiheilla Pariisin syvänteen runsaat kivettymät herättivät huomiota ja France Rouelle selosteli ja järjesteli niitä luennoillaan. Kuulu ruotsalainen kasvitieteilijä Carl Linné oli ensimmäisiä, joka »Systema Naturae'ssansa» ryhmitti kivekkeet niiden kidemuotojen mukaan.

Buffon kuvitteli luonnonhistoriassaan maapallon alkuvaiheista samaan suuntaan kuin Leibnitz. Hän otaksui veden ensin peittäneen koko pallon, mutta sitten osaksi kadonneen maanalaisiin luoliin, jolloin manteret ja saaret kohosivat merestä. Merenaaltojen ja jokien suuri hävittävä voima herätti hänen huomiotaan. Sorbonnen jumaluusopillisen tiedekunnan vaatimuksesta hän kuitenkin peruutti kaikki, mikä oli Mooseksen kirjain kanssa ristiriidassa.

Ensimmäisen jonkinlaisia vaatimuksia täyttävän geologisen kartan julkaisi maastaan Jean Etienne Guettard. Hän ensimmäisenä huomasi Keski-Ranskan nuoret purkautuneet vuorilajit, ja Desmarets v. 1774 julkaisi enemmänkin tietoja Auvergnen sammuneista tulivuorista. Kivettymiä ja havaintoja kerättiin melkoiset kokoelmat vuosisadan kuluessa ja siten yhä enemmän karttui aineisto, jonka pohjalle vuosisadan lopulla geologian varsinaiset perustukset voitiin laskea.

Mineralogian ja petrografian ensimmäinen suurmies oli Abraham Gottlob Werner (1750—1817), Freiburgin yliopiston vuorikaivosopin professori. Hän määritteli kotimaansa Saksin kivekkeet ja kallioiset lukien alkuvuoreen semmoiset kallioiset kuin graniitin, syeniitin, viheriäkivet, kiille- ja saviliuskeet ja luullen kaikkia niiden päällä olevia kallioisia vedessä muodostuneiksi. Werner perusti muodostuma- eli formatio-opin, jonka mukaan eri kallioiset aina seuraavat toisiaan varmassa ikäjärjestyksessä, siten että vanhemmat aina ovat syvemmällä. Hän koetti kuitenkin määrätä muodostumani iän vain puhtaasti mineralogis-petrografisten ominaisuuksien perustuksella, joka oli mahdotonta. Harhaan häntä johti sekin, ettei hän tuntenut muuta kuin pienen kotimaansa Saksin geologiset olot, mutta siitä huolimatta teki niistä yleisiä johtopäätöksiä.

Vasta englantilainen insinööri William Smith v. 1799 määritteli muodostumain iän niitten sisältämäin eläinkivettymäin mukaan, laatien koko Englantia käsittävän kerrosmuodostumakaavan.

Vaikk'ei kyettykään selittämään, kuinka kaukaa pohjolasta oli voitu löytää kivettyneitä palmuja ja Siperiasta elefanttien ja sarvikuonojen jäännöksiä — vielä Gmelin luuli ja moni muu hänen mukanaan, että ne olivat sinne eksyneitä, ja Pallas otaksui, että vedenpaisumus oli ne sinne vienyt — niin oli kuitenkin maankuoren kerrostumisoppi, joka on niin tärkeä nykyisten pintamuotojen ymmärtämiselle, päässyt varmalle pohjalle, jolla se sitten yhdeksännellätoista vuosisadalla ripeästi edelleen kehittyi.

Tasa-askelin kerrosopin kanssa kehittyi vuoristoitten sisällisen rakenteen selittely. John Mitchell oli osoittanut, että vuoriselänteen kahden puolen on kapeat saumat kerrostuneita kallioisia kummallakin puolella samassa järjestyksessä: kuta nuorempi sitä ulompana. Simon Pallas kuitenkin oli ensimmäinen, joka kivennäisopin kaimalta on oikein esittänyt vuoriston rakenteen. Hän väitti, että graniitti on kaikkien vuoristojen ydin. Uralissa se kapeana keskusselkänä tuon tuostakin kohoaa maanpinnalle, ja graniittiselkää vastaan ovat kallellaan liuskeet ja sitten kalkkiaiskerrostuma, ja tämän liepeillä ovat vuorostaan hiekka- ja merkelikerrokset. Pallas otaksui, että vuoristot olivat maanalaisten voimain kohottamat, mutta samalla hän tunnusti kerrosten siirroksille suuren merkityksen maanpinnan muotoilussa. Saussure tuli Alpeilla samaan päätökseen.

Käsitys maan sisustan kuumuudesta oli vanhasta ajasta saakka pitänyt puoliaan, ja seitsemännentoista vuosisadan lopulla Leibnitz ja jesuiitta Kircher pitivät tulivuoria tämän todistuksena. Morin oli jo v. 1612 Unkarin vuorikaivoksissa huomannut, että kuta kauemmaksi maan uumeniin syvennytään, sitä enemmän lisääntyy lämpötila, mutta tämä havainto jäi aina 19:nnen vuosisadan alkuun saakka huomaamatta. Päinvastoin, kun 18:nnen vuosisadan alussa Pariisin observatorion kellareissa huomattiin alati sama lämpötila, niin luultiin sen vallitsevan kaikkialla maankuoren sisässä, ja syvemmissäkin kerroksissa, jonka vuoksi mainittu kellarilämpötila otettiin lämpömittarin 0 asteeksi. Saussure kiinnitti paljon huomiota kaivoksien lämpötiloihin ja päätti niitten suuren lämpimyyden johtuvan kaivoksissa olevien kallioisten »käymisestä». Maapallolla ei muka ole mitään muuta pysyväistä lämmönlähdettä kuin auringonsäteily.

Tulivuoritutkimuskin pyrki hatarista spekulatioista varmalle havainnolliselle pohjalle, ja sitä varten varsinkin Italian molempia suuria tulivuoria, Vesuviota ja Etnaa, perusteellisesti tutkittiin. Englantilainen diplomaatti Sir W. Hamilton julkaisi v. 1772 koko Italian tulivuorista ja maanjäristyksistä tutkimuksen, joka oli pitkällisten ja uutterien havaintojen tulos. Paroni v. Dietrich lausui julki käsityksensä, että tulivuoret saavat ravintonsa paikallisista maanalaisista magmapesistä. Hamilton ja hänen kanssaan muut luulivat purkauksia sähkön aikaansaamiksi. Werner otaksui niitä maanalaisten palojen ilmauksiksi.

Maanjäristykset kiinnittivät huomiota varsinkin v. 1755 Lissabonin tuhon jälkeen. Koottiin paljon luotettavia havainneita ja sitä varten rakennettiin erilaisia heilurikojeita (1784). Toiset luulivat maanjäristyksiä sähkövoimain mullistuksiksi ja miettivät niiden torjumiseksi samanlaisia johdattajia, kuin Franklin oli keksinyt ukkosta vastaan.

Ennenkuin opittiin tuntemaan verkalleen tapahtuvat maankuoren kohoamiset ja vajoamiset, pidettiin kaikkia kerrosten järkkymisiä ja siirroksia maanjäristyksien aikaansaamina.

Saussurelle selvisi alppivaelluksilla juoksevan veden valtava uurtava ja täyttävä voima ja sen merkitys maanpinnan reliefiin. Toiset tutkivat laaksojen muodostumista jokien toimesta. Varsinkin italialaiset, joiden maassa suoritettiin paljon perkkauksia, kiinnittivät huomionsa jokien työhön. Selitettiin vuorenrepeämiä ja maanvieremiä, tutkittiin vuoripuroja ja ehdotettiin keinoja niiden hävityksien ehkäisemiseksi. Luolia käsiteltiin etupäässä arkeologisina säiliöinä, mutta samalla jo kiinnitettiin huomiota niiden fyysillisiin ja geologisiinkin seikkoihin, tippukiviin y.m. Tällä aikakaudella vielä kummitteli keskiaikainen luulo, että muka kaikki lähdevesi oli maan hiussuoniin suotanutta merivettä, joka oli matkalla menettänyt suolaisuutensa. Mariotte y.m. kuitenkin jo esittivät nykyisen käsityksemme, että lähdevesi on maahan tunkeutunutta sadevettä, joka läpäisemättömän kerroksen kohdattuaan juoksee sitä pitkin, kunnes kerroksen leikkauskohdasta pulppuaa maanpinnalle.

Horace Benedict de Saussure (1740—1799), Geneven yliopiston professori, oli ensimmäinen, joka kävi Chamonixissa, Mont Blancin juurella olevassa kylässä, ja teki sen luonnonkauneuden tunnetuksi matkailijoille. Hän lupasi tällöin (1760) palkinnon sille, joka ensimmäisenä kiipeisi Mont Blancin kukkulalle. Siihen saakka ei kenkään ollut sillä käynyt. Kun ei ketään haluttanut lähteä niin vaaralliselle retkelle, niin teki hän itse v. 1785 yrityksen, pääsemättä kuitenkaan kukkulalle saakka. V. 1786 Balmat erään toisen Chamonixin oppaan keralla päätti valloittaa Mont Blancin, ja tällä kertaa yritys onnistui. V. 1787 Saussure kolmantena nousi vuorelle. Hän teki monia kymmeniä muita alppiretkiä ja vietti joskus viikkokausia korkealla ikuisen lumen seuduissa. Hän julkaisi tutkimuksistaan tieteellisen matkakertomuskokoelman, jota syystä voimme sanoa alppitutkimuksien Odysseiaksi.

Saussuren mielestä Alpit tarjosivat mitä parhaan tilaisuuden maan muodostushistorian tutkimiseen. Ei kukaan ennen häntä ollut siihen määrään syventynyt niiden geologiaan. Kerrosten kalttoutta, kallioisten kokoomusta, kivettymiä ja kivekkeitä hän tutki mitä perusteellisimmin. Hän teki m.m. sulatuskokeita saadakseen selville kallioiden synnyn. Saussure oli täydelleen perehtynyt aikansa kemiaan ja käytti sitä kivennäisten, veden ja ilman hajoittamiseen. Ilmastollisia havaintoja varten hän kuljetti ilmapuntarin ja kiehutus-lämpömittarin korkeimmillekin vuorenkukkuloille ja määräili ilmakehän suhteellisen kosteuden eri korkeuksissa, sen lämpötilan, auringon säteilyn tehon, ilman kokoomuksen ja sen läpinäkyväisyyden. Hän tutki maaperän lämpötilat niin syvälti kuin suinkin sai lämpömittaritankonsa kaivetuksi, jokien, jäävirtain ja järvien uomat, olot ja lämpötilat. Hän kokeili kaikenlaisilla kosteusmittareilla ja piti hiusmittaria parhaana. Itsekin hän keksi monta konetta, kuten magnetometrin, syanometuin taivaan sinisyyden ja diafanometrin ilmakehän läpikuultavuuden arvostelemiseksi, anemometrin (tuulimittarin) ja eudiometrin ilman puhtauden määräämiseksi. Lämpömittaria hän sovellutti moneen tarkoitukseen. Ilman lämpötilaa hän mittasi lämpömittarilla, jossa oli ohutseinäinen nuppu ja jota joko pidettiin varjossa taikka kieputettiin nauhasta. Kieputus-lämpömittarista hän muodosti haihdutusmittarin pistäen nupun märkään sienen kappaleeseen ja kieputtaen sitä ympäri määränopeutta määrätyn pitkän säteen päässä. Maaperän ja syvän veden lämpötiloja tutkiakseen hän kietoi lämpömittarin ympärille huonoja lämmönjohtajia, niin että ne toimivat hyvin hitaasti ja sangen kauan saattoivat pysyä samalla lämpöerotusasteella. (Maksimi- ja minimitermometrit vielä odottivat keksijäänsä). Näillä kojeilla hän todisti, että syvien järvien — kuten Lac Lemanin — pohjavesi pysyy sangen kylmänä vuoden umpeensa, ja että vuotuinen lämpöaalto kuudessa kuukaudessa tunkeutuu 30 jalkaa syvälle maahan. Saussure käsitti korkeimpain asemapaikkain erinomaisen tärkeyden ilmatieteelle, ja hän toimitti, missä se suinkin oli mahdollista, yhdenaikaisia jatkuvia lämpöhavaintoja eri korkeuksissa. Enimmän Saussure sai aikaan geologian alalla, ja vaikka hänen teoreettiset mielipiteensä — hän oli »neptunisti» — olivatkin sangen nurjat, niin edisti hänen työnsä kuitenkin suuresti tätä tiedettä. Hänen varsinainen alansa oli kuitenkin kasvitiede, ja tietysti Alppien kasvistonkin, samoin kuin eläimistönkin, tuntemista hänen uutterat tutkimuksensa hyödyttivät.

Sangen monipuoliset olivat siis jo 18:nnen vuosisadan jälkipuolella fyysillisen maantieteilijän näköalat ja havaintokeinot.

Dyynien muodostumista koetettiin selittää ja v. 1776 esitettiin keinoja niiden kiinnittämiseksi. Valtamerien saarien muodostuminen herätti Forsterin uteliaisuutta hänen Cookin keralla purjehtiessaan. Hän aavisti, että korkeat ja matalat saaret ovat eri tavalla muodostuneet, ja matalat pian huomatuinkin korallien rakentamiksi.

Näin olivat pintamuoto-opin, geomorfologian, kaikki haarat jo alulla.

Geologian harrastus oli 18:nnen vuosisadan jälkipuoliskolla jo niin yleinen ja tieteelliset vakaumukset siksi perustellut, että niistä käytiin ankaria tieteellisiä taisteluita. Kataklysmikot väittivät, että maanpinta on saanut reliefinsä muutamien suurien mullistuksien kautta, aktualistit taas pitivät muutoksia verkalleen ja pitkien aikojen kuluessa tapahtuvina. Jälkimmäisen suunnan perustaja oli skotlantilainen lääkäri James Hutton (1726—1797), joka muodosti liettymäopin ja myös valaisi purkautuneiden vuorilajien ja kidemäisten liuskeitten syntyä. Vielä paljon suurempi ja kiihkeämpi oli plutonistien ja neptunistien riita. Plutonistit väittivät kaikkia purkautuneita kallioisia tuliperäisiksi, neptunistit taas, joiden oppi-isä oli Werner, kaikkia alkuvuoren päällisiä kallioisia vesiliettymiksi. Nämä oppiriidat peri kaikessa katkeruudessaan yhdeksästoista vuosisata.

Magneettiset voimat.

Seitsemännentoista vuosisadan suurissa maantiedeteoksissa jo tavataan paljon tietoja kompassin poikkeumasta eri seuduilla, mutta nämä tiedot eivät vielä olleet niin täsmällisiä, että niitten avulla voitaisiin laatia poikkeumakartta vuodelle 1600, havainnontekijät kun eivät arvanneet ilmoittaa havaintovuotta. Vasta 1612 lontoolainen Gunter huomasi, että samoja poikkeumia yhdistävät viivat muuttavat paikkaansa.

Magneettineulan osoitusten vaihtelut kävivät entistä ymmärrettävämmiksi, kun Halley viivoilla (isogoneilla) yhdisti kaikki semmoiset paikat pallokartassa, joissa neulan poikkeumat (deklinatiot) ovat samat. Ensimmäiset magneetin kallistumaa (inklinatiota) esittävät kartat laati ruotsalainen J.E. Wilke 1768. Magneettisen voiman suuruuttakin ruvettiin 18:nnen vuosisadan lopulla mittaamaan Havaittiin niinikään magneettineulan osoitusten vuorokautinen ja vuodenaikain mukainen vaihtelu. Celsius ja Hjorter keksivät Upsalassa magneettiset myrskyt ja englantilaisen Grahamin avulla saivat 1741 selville, että ne eri maanpaikoissa tapahtuvat samalla haavaa. Vielä he huomasivat, että nämä myrskyt käyvät revontulien edellä, ja jonkun vuoden kuluttua näistä häiriöistä ennustettiin revontulia.

Cook oli ensimmäinen, joka näki eteläisen napataivaan revontulet vuonna 1773.

Toiset luulivat revontulia voimallisiksi jääheijastuksiksi, toiset palamiseksi. Halley oli ensimmäinen, joka otaksui niiden olevan sähkömagneettisia ilmiöitä. Koetettiin jo mittauksilla saada selville revontulien korkeuskin.

Meritutkimukset

Forster koetti Cookin toisella matkalla ensimmäisenä saada selville valtameren syvempien kerroksien lämpötilat. Hänen lämpömittarinsa ei kuitenkaan päässyt paria sataa syltä syvemmälle.

Varenius päätteli kaikkien valtamerien pinnan olevan yhtä korkealla. Napoleonin Egyptissä ollessa kuitenkin tapahtui käsityksien taantumus, kun ranskalaiset väärin punnitsivat Suezin kannaksen ja tulivat siihen päätökseen, että muka Punainen meri oli lähes kymmentä metriä korkeammalla Välimerta.

Jo vanhalla ajalla oli luode ja vuoksi huomattu kuun aiheuttamaksi, mutta siitä huolimatta jotkut vielä 18:nnella vuosisadalla pitivät niitä maan hengitysilmiöinä. Newton vihdoin tyydyttävällä tavalla selitti sen vuoksiaallon, nadir-aallon, joka painovoiman vaikutuksesta kohoaa maapallon takapuolelle. Myöhemmin huomattiin tulvavuoksen ja vajaavuoksen oikeat syyt, että nimittäin aurinko ja kuu joko vahvistavat toinen toisensa vetovoimaa, taikka sitä heikontavat. Laplace saattoi Brestin sataman vuoksihavainnoista osoittaa, että kuun ja auringon etäisyyksien vaihtelukin vaikuttaa vuorovesien korkeuteen huomattavia muutoksia. — Aalto-oppi oli vielä hatara, eikä Newtonkaan kyennyt antamaan sille oikeata selitystä. Öljyn aaltoja tasoittava vaikutus huomattiin jo 18:nnella vuosisadalla ja Franklin muiden mukana koetti keksiä sille selityksen.

Jesuiitta Athanasius Kircher oli ensimmäinen, joka (1665) kartassa esitti merivirtaukset. Tämä kartta on samalla ensimmäinen fyysillistä maantiedettä esittävä karttakuva, mitä on olemassa. Seitsemännellätoista vuosisadalla voitiin jo karttoihin merkitä Sargassomerikin. Mutta merivirtauksien vaikutus ilmanalaan huomattiin vasta sitten, kun säännöllisesti ruvettiin meriveden lämpötiloja mittaamaan. V. 1775 Benjamin Franklin keksi, kuinka niitä mittaamalla voitiin saada selville Golf-virran leveys, ja kymmenen vuotta myöhemmin hän siitä julkaisi ensimmäisen tarkan kartan. Hänen tarkoituksenaan oli osoittaa, miksi laivat matkalla Englannista Amerikkaan viipyivät kaksi viikkoa kauemmin kuin kulkiessaan päinvastaiseen suuntaan. Kreivi Marsigli kiinnitti huomionsa siihen, että Bosporossa on päällekkäin kaksi vastakkaista virtausta, joista alempi vie suolaista vettä Mustaanmereen, ylempi sieltä tuo vähäsuolaista. Tämä avasi hänen silmänsä älyämään meriveden tiheyserojen vaikutuksen sen liikuntoihin.

Kreivi Marsigli, joka v. 1711 julkaisi meritutkimusteoksensa, oli meritieteen eli oseanografian varsinainen perustaja. Jo Newton oli tutkinut veden väriä, otaksuen sen viheriäksi (se on toden teolla sinistä). Veden läpinäkyväisyyttä koetettiin havainnoilla määrätä. Jotkut luulivat vielä 18:nnella vuosisadalla, ettei merivesi voi muodostaa jäätä, vaikka jo Barents oli osoittanut tämän harhaluulon perättömyyden. Lähetyssaarnaaja Egede toi Grönlannista tietoja sikäläisistä valtavista jääoloista, kuinka suuret maajäätiköt »vasikoivat» ja kuinka jäävuoret ovat niistä syntyneet; jotavastoin ajojäät ovat merijäätä.

Luotauskojeita parannettiin paljon, mutta kului vielä suurempi puoli 19:ttäkin vuosisataa, ennenkuin niillä voitiin suuria syvyyksiä mitata. Käsitykset merenpohjan muodoista olivat senvuoksi aivan haaveelliset. Buache esitti mielipiteenään, että merenpohjassa on samoin kuin kuivallakin maalla suuria vuoristoita.

Merenpinnan korkeuden vaihtelut Itämeren rannoilla herättivät Ruotsissa huomiota jo seitsemännellätoista vuosisadalla. Celsius kokosi Linnén keralla kaikki tiedot, mitä siitä oli saatavana, ja laski Itämeren pinnan laskevan 1,5 m vuosisadassa. Meren pakenemisen hän luuli johtuvan veden vähenemisestä. Celsius kuitenkin sai monta vastustajaa, joista innokkain oli Turun piispa Browallius, entinen fysiikan professori. P.A. Gaddin ja G. Gadolinin Suomen puolella tekemät havainnot nimittäin viittasivat siihen, ettei Suomen eteläranta ole moneen sataan vuoteen sanottavasti kohonnut. Vuosisadan lopulla jo lausuttiin julki se mielipide, ettei ilmiö johdu veden vähenemisestä, kuten alussa oli luultu, vaan maan kohoamisesta, ja 18:nnen vuosisadan kuluessa lisäksi osoitettiin, ettei maan kohoaminen käy tasaisesti, vaan eri paikoissa eri paljon, suurin piirtein enimmän Itämeren pohjoisosassa, etelää kohti yhä väheten, kunnes maa Saksan pohjoisrannalla päinvastoin huomattavasti vajoaa.

Kuuluimpia esimerkkejä merenpinnan korkeusvaihteluista on Napolin lahden rannalla oleva Pozzuolin Serapiin temppeli, joka nykyään on puolenkymmentä metriä merenpinnan yläpuolella, mutta rakentamisensa jälkeen on meren jättämistä merkeistä päättäen ollut saman verran sen alapuolella. Temppeli herätti jo 18:nnella vuosisadalla tutkijain huomiota ja Goethe muiden mukana kävi sitä katselemassa v. 1787. Tämä paikallinen maanvaipuminen ja -kohoaminen historiallisella ajalla on ilmeisesti vulkaanisten voimien aiheuttama.

Ilmatiede.

Ilmatieteen oli vaikea päästä varmalle havainnolliselle pohjalle astrologian vuoksi, joka luuli taivaallisilla voimilla olevan sääilmiöihin mielivaltaisia vaikutuksia. Ensimmäinen ilman tutkimisen mittausväline oli Galilein keksimä termoskooppi, joka oli yläpäästä avoin ja senvuoksi lämpötilan ohella osoitti ilmapaineenkin vaihtelut. V. 1612 siinä kuitenkin jo oli sekä suljettu putki että astejako, mutta vasta satakunta vuotta myöhemmin (1714) Fahrenheit paransi lämpömittaria siihen määrään, että se tyydytti suuriakin vaatimuksia. René de Reaumur ja Celsius keksivät uudet astejaot, ottaen veden jäätymispisteen lähtökohdaksi.

Ei sillä hyvä, että näin oli saatu kunnollinen työase, oli myös opittava sitä käyttämään. Tyydyttävien lämpöhavaintojen tekeminen on kysynyt pitkällistä kokeilua ja kauan kului, ennenkuin havainnot tyydyttivät edes kohtuullisia vaatimuksia.

Pariisissa oli jo ruvettu muistoon kirjoittamaan korkeita ja matalia lämpötiloja, mutta vasta Réaumur alkoi tehdä havaintoja säännöllisesti kaksi kertaa päivässä ja niistä sitten laskea keskilämpöjä. Hän lähetti lämpömittareita kauas merienkin taa. Havainnoita ei kuitenkaan tehty varman suunnitelman mukaan ja ne ovat sen vuoksi arvottomat vertailuihin. V. 1773 laskettiin Pariisin akatemian toimesta Pariisin keskimääräiset lämpötilat kaikista siihen saakka tehdyistä havainnoista, mutta kun vain äärimmäisyydet oli muistoon kirjoitettu, niin saatiin talven keskilämmöksi -7 3/4°R ja kesän keskiarvoksi 26 lämpöastetta. Bouguer ilmoitti, ettei hän ollut huomannut lämpömittarin osoittavan Perussakaan päälle 28°R, ja siitä Cotte, joka oli tiedeakatemian puolesta nämä laskut suorittanut, teki sen merkillisen ja tietenkin väärän johtopäätöksen, että kesälämpö kaikkialla maailmassa muka on sama.

Vuoden keskilämpö luultiin saatavan, kun laskettiin korkeimmista ja matalimmista lämpötiloista keskimäärä. Vasta v. 1756 Mallet ja Wargentin Ruotsissa laskivat keskilämmöt kaikista havainnoista ja Ranskassa nyt seurattiin esimerkkiä, koska arveltiin semmoisista tiedoista olevan maanviljelykselle hyötyä. Pfalzin vaaliruhtinas perusti v. 1780 Mannheimin ilmatieteellisen akatemian ja pyysi 14 saksalaista ja 16 ulkomaalaista yliopistoa asettumaan akatemian yhteyteen saman suunnitelman mukaan toimitettavia ilmastollisia havainnolta varten. Kaikille hankittiin yhtäpitävät koneet, ilmapuntarit, lämpömittarit, kosteusmittarit, sademittarit ja kompassit. Akatemia julkaisi joka vuosi painetun niteen havainnoistaan aina vuoteen 1795 saakka, jolloin ranskalaiset hyökkäsivät maahan. Akatemian ohjeitten mukaan toimitettiin kolme havaintoa päivässä.

Toiset koettivat mukavammilla keinoilla päästä vuotuisten lämpöarvojen perille. Halley, Euler ja Lambert laskivat sen matemaattisen lämpömäärän, jonka eri maanpaikat saavat auringosta. Lambert sai kuitenkin niin mahdottoman tuloksen, että esim. talven 0°-isotermi kulki Edinburghin ja Memelin kautta Kamtshatkaan ja edelleen Hudson-lahden maihin, joissa tiedämme olevan ylenmäärin ankaran talven. Hän luuli kaavastaan voivansa laskea jokaiselle vuoden päivälle ja jokaiselle maanpaikalle varman keskilämmön. Tobias Mayer, kuulu tähtitieteilijä, taas osoitti, kuinka muka jokaiselle maanpaikalle voitiin yksinkertaisen laskun avulla saada teoreettinen lämpö, kun tiedettiin kahden eri leveyspiirillä olevan maanpaikan keskilämpö. Mutta hän oli varsin selvillä siitä, ettei tämä vielä riittänyt todellisen keskilämmön määräämiseksi. Häiriöitten laki muka oli selville saatava tämän lasketun ja todella havaitun keskilämmön erosta. Vielä paljoa monimutkaisempi kuin tämä on kuitenkin lämmön jakautuminen maanpinnalla, ja kauan kului, ennenkuin edes oli keksitty sen määräämiseksi hyväksyttävät menetelmät.

Lämmön aleneminen korkeuksia kohti huomattiin piankin, kun ruvettiin vuorille nousemaan, mutta vasta kahdeksannentoista vuosisadan loppupuolella alettiin vuoristoissa tehdä vakinaisia lämpöhavaintoja, ensimmäiset havaintosarjat St. Gotthardin solan munkkihospitiossa.

Vaikeammin käsiteltävän kojeen kuin lämpömittarin sai ilmatiede ilmapuntarista. Nopeaan tosin päästiin selville, että sillä voitiin mitata vuorien korkeuksia, mutta sen muitten osoitusten merkitys oli vaikeammin ymmärrettävä.

Godin huomasi Perun astemittauksen aikana, että ilmapaine on pienten päivittäisten vaihteluitten alainen ja että vaihtelut ovat, suuremmat kuumassa kuin lauhkeassa vyöhykkeessä. Vähitellen keräytyi siksi paljon aineksia, että voitiin ruveta tekemään yleisempiä johtopäätöksiä. Varsinkin Mannheimin akatemian työn avulla saatiin vertailukelpoisia määriä eri paikoista; sen havainnoiden tuloksena oli, että yleiset ilmapainevaihtelut suurenevat suurenemistaan päiväntasaajalta napoja kohti. Jo aikaisin tehtiin huomio, että ilmapuntarin korkeus eri tuulensuuntien mukaan vaihteli, vaikka oikeitten johtopäätösten tekeminen tästä todesta jäikin yhdeksänteentoista vuosisataan.

Edmund Halley määritteli seitsemännentoista vuosisadan lopulla, samoin kuin jo Varenius ennen häntä, pasaadit kylmiksi ilmavirroiksi, jotka navoilta päin virtaavat kohti päiväntasaajaa ja maan pyörimisen vuoksi vähitellen muuttavat suuntaansa. Selvemmin kuin Sir John Hawkins aikanaan hän lausui julki sen tosiasian, että pasaadivyöhykkeet vuodenaikain mukaan siirtyvät pohjoisempaan ja etelämpään. Ja varsinkin hän keksi sen suuren totuuden, että päiväntasaajan tyventövyöhyke syntyy siitä, että koillispasaadi ja kaakkoispasaadi kohtaavat toisensa ja lämpöisenä ilmavirtana kohoavat yläilmoihin, siellä kääntyäkseen takaisin navoille päin ja laskeutuakseen maan pinnalle pohjoisella pallonpuoliskolla lounaistuulena, eteläisellä pallonpuoliskolla luodetuulena. Nämä ovat ne »palaavat tuulet», joita jo espanjalaiset valloittajat olivat käyttäneet hyväkseen sekä Atlantinmerellä että Tyynellä merellä, purjehtiessaan valtameren poikki takaisin, ja joita he sanoivat »vendavaleiksi». Halley oli ensimmäinen, joka selitti Intian meren monsuunit Aasian lämpiämisestä ja kylmenemisestä: siitä johtuu, että puolen vuotta Intian mereltä raskas ilma virtaa sisämaahan päin, toisen puolen vuotta ilma sisämaasta merelle päin. Seitsemännentoista vuosisadan lopulla oltiin siis jo selvillä siitä, että maat ja meret vaikuttavat häiritsevästi suurten ilmavirtain suuntiin ja ettei siis keskilämpöjen johtamisella lämpösäteilyn matemaattisesta arvosta ole muuta merkitystä kuin kahta paremmin osoittaa mainittujen syitten aikaansaamat häiriöt.

Riccioli oli ensimmäinen luonnontutkija, joka v. 1672 jokien leveydestä, keskimääräisestä syvyydestä ja virtauksen nopeudesta laski vesimäärän. Po hänen laskujensa mukaan kuljetti 26 päivässä mereen kuutiopenikulman vettä. Hänen tarkoituksensa näillä laskuilla oli rauhoittaa aikalaisiaan; ei muka ollut pelkoa siitä, että merivirtain vuoksi kovin väleen reunainsa yli paisuisi, sillä oli kulunut 609.962 vuotta, ennenkuin maapallon kaikki joet olivat ennättäneet täyttää valtamerien syvänteen. Viisitoista vuotta myöhemmin Halley kokeen nojalla laski, paljonko merenpinnasta vettä ilmaan haihtuu, ja tuli päinvastoin siihen johtopäätökseen, että Välimeri paljon enemmän haihtumisen kautta menettää, kuin joet siihen vettä kuljettavat, jonka vuoksi Atlantinmerestä kulkeekin Välimereen voimallinen virtaus. Sademäärän hän unohti ottaa laskuissaan lukuun.

Rakeista esitettiin monta selitystä.

Kahdeksannentoista vuosisadan jälkipuoliskolla julkaistiin paljon tutkimuksia taivaan väristä, hämärästä, ilmaheijastuksista, sateenkaaresta. Benjamin Franklin selitti ukkosen ja keksi ukkosen johdattajan, mutta vielä kauan sen jälkeenkin luulivat sekä monet oppineet että suuri yleisö kellojen soittoa ja tykinpauketta yhtä tehokkaaksi suojakeinoksi.

J.J. Scheuchzer tutki vuoristojen lumi- ja jäämuodostuksia samoin kuin
Saussurekin ja esitti itsenäisen glasieriteorian. Hän luuli jäävirtojen
saavan liikevoimansa jäätymisen aikaansaamasta laajentumisesta.
Moreenejakin koetettiin selittää.

Ranskassa alettiin jo v. 1689 koota sadevesi astioihin, joihin kiinnitetty asteikko ilmoitti kustakin sateesta keräytyneen vesimäärän. Saksassa vasta Mannheimin akatemia alkoi tämmöisiä tietoja kerätä. Mutta vasta kahdeksannentoista vuosisadan lopulla englantilainen John Dalton suoritti ensimmäiset osapuilleen tarkat sademäärän mittaukset Samalla hän todisti, että Englannissa sataa paljoa enemmän, kuin maan joet vettä mereen kuljettavat. Haihtuminen pysyi kauan käsittämättömänä ilmiönä, koska otaksuttiin veden haihtuessaan muodostavan ilman kanssa kemiallisen yhdistyksen. Ranskalainen lääkäri Leroy ensimmäisenä keksi sen, että vesi on ilmassa näkymättömänä höyrynä, joka tulee näkyväksi, jos esim. lasiastiaan pannaan kappale jäätä. V. 1752 hän huomasi kasteen yöllä muodostuvan siitä, että ilma, otettuaan itseensä päivällä vesihöyryä tavallista runsaammin, yöllä jäähtyessään taas luovutti pois osan tästä vedestä, joka tiivistyi kastepisaroiksi. Kauan koetettiin saada tarkkaan määrätyksi ilman eri lämpötilain kastepisteet, mutta vasta Saussure v. 1775 valmisti luotettavan hygrometrin eli kosteusmittarin, jolla hän sitten suoritti sarjan kuuluiksi tulleita kokeita.

Ensimmäinen, joka on järjestelmällisesti tutkinut maan lämpösäteilyä, lienee geneveläinen Marc Auguste Pictet. Kahdeksannentoista vuosisadan lopulla hän pystytti maahan 75 jalkaa korkean maston ja ripusti siihen eri korkealle lämpömittareita, joitten osoitukset sitten luettiin monta kertaa vuorokaudessa. Näitten kokeitten avulla hän huomasi maata jäähdyttävän yöllisen lämpösäteilyn, ja saattoi selittää, mikseivät yöt pilvisellä säällä ole yhtä kylmiä kuin selkeällä. Hän osoitti, että pilvikatto estää lämpöä säteilemästä maasta avaruuteen.