Z velikim meridianskim lokom na vrh sveta (1 od 2)

Od določitve imena Mount Everest je minilo že več kot 150 let. Znanstvena pot do odkritja najvišje gore na svetu je bila vsaj enako zahtevna in zapletena kot za vse tiste, ki so se trudili ali celo dejansko uspeli priplezati na njen vrh. Za oba dosežka se je bilo treba spopasti z izjemnimi ovirami – fizičnimi, psihološkimi, organizacijskimi, političnimi, tehnološkimi in drugimi, ki so se pogosto zdele nepremagljive. Zgodba o Mount Everestu je zato najprej zgodba o njegovem odkritju, ki si s podvigi geodetov zaradi svoje izjemnosti zasluži, da jo pobliže spozna širša javnost.

George Leigh Mallory, znameniti britanski alpinist z začetka 20. stoletja, je leta 1923 na vztrajna vprašanja novinarjev, zakaj sploh plezati na vrh Mount Everesta, preprosto odgovoril: »Ker je tam.« Zakaj je tam ali zakaj se tako imenuje, sta alpinistom sicer manj pomembni vprašanji, a odgovori nanju so kljub temu zelo zanimivi. Vrh najvišjega gorstva na svetu dolguje svojo veličastno višino tektonski aktivnosti, nepredstavljivo močni geološki sili, ki premika mase tektonskih plošč. Ta sila nenehno potiska Indijo proti severu in jo spodriva pod azijsko celino, ob tem pa postopoma potiska Himalajo navzgor. To dviganje se sicer odraža le v milimetrih na letni ravni, a v dolgi zgodovini našega planeta je tako nastala visoka nagrbančena veriga grebenov, od katerih jih je kar 20 višjih od katere koli druge najvišje gore kjer koli na svetu.

Himalaja je približno 3200 km dolga azijska geografska ločnica, ki določa indijsko podcelino, prestreza oblake ter razmejuje podnebne cone, ljudstva in njihov način življenja. S preprečevanjem vstopa monsunom južne Azije zapira notranjo Azijo v sušno podnebje izjemnih temperaturnih ekstremov, ki dopušča v glavnem le redka drevesa in pastirsko živinorejo, medtem ko so južna pobočja Himalaje bogato porasla z gozdovi in kmetijskimi kulturami. Himalaja »podpira« Tibetansko planoto, od koder v Indijski ocean in v Kitajsko morje tečejo proti jugu in vzhodu reke, ki so med največjimi na svetu in je od njih življenjsko odvisna polovica svetovnega prebivalstva.

Sredi teh visokih gora se dviga vrh, ki ga poznamo pod imenom Mount Everest. Čeprav je tam od nekdaj, je za zunanji svet dolgo časa ostal skorajda neopažen. Raziskovalci so ga ob obilici drugih očitnejših izzivov neznanih svetov pustili pri miru. Tudi geodetom in kartografom je bila gora neznana vse do sredine 19. stoletja. Potem pa je leta 1856 glas o najbrž najvišji gori sveta hitro obšel svet s svojimi natančno izmerjenimi geografskimi koordinatami, nadmorsko višino in predlaganim lahko prepoznavnim imenom.

 

IZZIV

S planot severne Indije se zdi Himalaja kot dolg nazobčan greben zasneženih vrhov, narisanih na obzorje. Pogled od blizu razkriva mnogo bolj zapleteno podobo. Navidezno enoten greben Himalaje se raztegne v globino slabih 500 km zaporednih grebenov, ki so postavljeni tako, da so najvišji vrhovi najbolj oddaljeni in se pogosto zdijo celo nižji od bližnjih visokih vrhov. V resnici je treba že za dostop s planot severne Indije do vznožja Mount Everesta v težkih naravnih razmerah premagati številne vzpone in spuste. Kot da bi se Himalaja hotela otresti obiskovalcev. Do 19. stoletja so si dejansko le redki upali zmotiti njen mir. Ime Him-alaya za ljudstva na indijski strani pomeni »dom snega«. Imenovali so jo tudi »dom bogov«, kjer je vladal bog Šiva in kamor so se občasno podali le posamezni asketski romarji. Tudi za tibetanske budiste je bila Himalaja »lamsko svetišče snega«. V svetost teh oddaljenih visokih vrhov so tako verjela ljudstva na obeh straneh Himalaje, zato je bil tja dostop za tujce oz. nevernike prepovedan. Nepal, katerega ozemlje obsega osrednji del Himalaje, je tako prepovedoval dostop do Himalaje z južne strani od leta 1815 vse do leta 1945. Tudi Tibet, že sicer znan kot »prepovedana dežela« za tujce, je prepovedoval dostop s severne strani skoraj enako dolgo. Celo stoletje so bili tako dostopni le zunanji robovi tega gorstva. Razlog prepovedi je bil politične narave, v svojem bistvu pa je bil posledica kulturnih razlik in je temeljil na prepričanju, da bodo tujci s svojim nespoštljivim vdiranjem v sveto tišino visokih vrhov zagotovo prinesli nesrečo. Tujce pa je ravno ta mistična skrivnostnost teh za domačine svetih krajev vedno bolj in neustavljivo privlačila.

 

ZGODNJA RAZISKOVANJA IN ODKRITJA

Obdobje velikih geografskih raziskovanj in odkritij v 19. stoletju je bilo vzpodbujano predvsem z osvajalskim duhom politike in gospodarstva tedanjega razvitega sveta, v katerem pa se je občasno uspelo prebiti v ospredje tudi znanstvenemu raziskovanju. Znanost kot dodatek raziskovanju je za opis naravnega okolja zahtevala racionalnost ter sistematično ugotavljanje obsega in kakovosti raziskovanih naravnih danosti in lastnosti, ni pa se vedno preprosto razločevala od bolj grobih in neposrednih metod osvajanja in izkoriščanja. Značilno med takšnimi znanstvenimi dejavnostmi je bilo merjenje in kartiranje manj znanih območij našega planeta, tj. tistih območij terrae incognitae, ki so tako zanimala in privlačila raziskovalce v 19. stoletju. Vključno s polarnimi območji ter notranjimi deželami Afrike, Avstralije in Arabije je bila Himalaja eden takšnih velikih raziskovalnih in znanstvenih izzivov.

Jezuitski misijonarji so dosegli Tibet iz Kašmirja in zahodnega dela Himalaje v zgodnjem 18. stoletju, odposlanci britanske Vzhodnoindijske družbe iz Bengalije so storili podobno skozi Butan šele ob koncu istega stoletja. Vendar so jih gore same komajda zanimale. Karte iz tistega časa, kot je npr. tista, ki jo je leta 1733 izdelal kartograf francoskega kralja Jean Baptiste d’Anville, prikazujejo »snežno gorstvo« preprosto kot en sam greben neznane višine.

Lord Robert Clive iz Vzhodnoindijske družbe je leta 1767 ustanovil kartografsko agencijo Bengal Surveys pod vodstvom vojaškega geodeta majorja Jamesa Rennela. Iz nje se je razvila današnja indijska generalna geodetska služba Survey of India, ustanovitev agencije pa je začetek sistematične izdelave kart indijske podceline. Prvi razmislek o tem, da bi Himalaja lahko bila »med najvišjimi gorovji starega sveta«, je podal prav James Rennel, ki je leta 1770 po nalogu britanske osvajalske oblasti izvajal geodetske meritve v smeri iz Bengalije proti goram Himalaje. V tistem času so za najvišje gorovje sveta veljali Andi v južni Ameriki, medtem ko je za najvišji vrh »starega sveta« veljal Pico de Teide na kanarskem otoku Tenerife. Ker je bilo nadmorske višine težko natančno meriti, še zlasti z morja, je bila nadmorska višina vrha Pico de Teide glede na danes veljavno izmerjeno višino 3718 m precenjena kar za več tisoč čevljev.

Leta 1784 je Sir William Jones, vsestransko izjemno razgledan sodnik iz Kalkute in eden največjih umov tedanje Indije, šel še korak dlje kot Rennel in razglasil, da je Himalaja najvišje gorovje na vsem svetu, višje tudi od Andov. Jones je bil v stiku z dvema raziskovalcema, ki sta vstopila v Tibet, in iz njunih podatkov je sklepal, da so najvišji vrhovi Himalaje mnogo bolj oddaljeni, kot so menili dotlej. Z geodetskimi meritvami z bregov reke Ganges proti enemu od himalajskih vrhov v Butanu je potrdil domneve o oddaljenosti in izračunal, da so himalajski vrhovi višji od 6100 m, kot je bila tedaj najvišje izmerjena nadmorska višina v Andih. Ker pa svojih trditev ni mogel dokazati z zadostno zanesljivostjo, so jih takratni vrhunski znanstveniki razvitega sveta zavrnili kot »eno od pravljic iz dežele radž«. Prav tako sta bili zavrnjeni ideji o Himalaji kot gorstvu aktivnih vulkanov in o pokritosti Himalaje z velikimi ledeniki. Danes vemo, da je bila prva ideja zavrnjena upravičeno, medtem ko druga ustreza resnici.

Širjenju britanske oblasti čez planote severne Indije so vedno tesno sledili geodeti. Na severnem obzorju so se sproti razkrivali novi visoki oddaljeni vrhovi, ki so jih poskušali geodetsko izmeriti. Leta 1790 so z meritvami iz območja Bihar enemu izmed vrhov namerili več kot 26.000 čevljev (7925 m) nadmorske višine. Z nepalsko-indijske meje so geodeti leta 1810 poslali nova sporočila o izmerjenih nadmorskih višinah, ki presegajo 26.000 čevljev. Eno izmed njih se je nanašalo na goro z znanim lokalnim imenom Dhaulagiri. Leta 1816 je bil napisan obsežen članek na to temo, v katerem je podana »nedvomna izjava«, da nadmorska višina Himalaje »visoko presega« Ande. A vsa ta sporočila in trditve so bile v tedanjem znanstvenem svetu zaradi nezanesljivosti zavrnjene. Razdalje, s katerih so merili višinske kote do vrhov Himalaje, so bile preprosto prevelike in izmerjeni višinski koti premajhni (običajno le okoli 2° nad vodoravnico). Poleg tega so bili tiste čase dostopni instrumenti premalo natančni za takšne meritve, vprašljiva pa je bila tudi točnost določitve nadmorske višine točk, s katerih so izvajali meritve proti Himalaji. Šele v letih 1817-1820, ko so prvi geodeti priplezali do gora zahodno od nepalske meje in začeli najvišje vidne vrhove meriti z večje bližine, dokazov ni bilo več moč spregledati. Tako sta vojaška geodeta William Webb in John Hodgson priplezala do vrhov na višinah od 12 do 16 tisoč čevljev (3660-4880 m) v območju večnega snega in mogočnih ledenikov, a najvišji vidni vrhovi so bili še vedno visoko nad njima. Bližina vrhov je omogočala mnogo boljše razmere za geodetske meritve. Webb je tako v svoj zapisnik kotnih opazovanj zapisal, da je eden izmed gorskih velikanov pred njima »najvišja gora sveta, vsaj kolikor je njima znano«. Lokalno ime te gore je bilo Nanda Devi in naslednjih trideset let je ta gora veljala za najvišjo goro sveta (v sodobnem času velja, da je njena nadmorska višina 7817 m).

 

VELIKI MERIDIANSKI LOK

Pred dobrimi 200 leti je William Lambton začel enega največjih in najdrznejših podvigov v zgodovini znanosti, končal pa ga je dobra štiri desetletja kasneje George Everest. S sodelavci sta geodetsko izmerila t. i. Veliki meridianski lok od juga do severa Indije, za zaključek pa so izmerili najvišje vrhove Himalaje in določili njihove nadmorske višine. Vrh najvišje gore v Himalaji z delovnim imenom »Vrh XV« so kot najvišjo goro sveta prvič pred okroglo 150 leti poimenovali po Everestu.

Veliki meridianski lok Indije se razteza več kot 2560 km daleč, njegova izmera pa je trajala skoraj pol stoletja. Za geodetsko določitev meridianskega loka so morali v postopkih obdelav geodetskih terenskih meritev uporabiti najzahtevnejše matematične izračune tedanjega časa, zato je skozi dve stoletji nesporna točnost njihovih rezultatov vsega občudovanja vredna tudi v današnjem času. Edini računalniki tedanjega časa so bili namreč ljudje, ki so vztrajno in pedantno matematično obdelovali skladovnice debelih zapisnikov geodetskih opazovanj, računov in enačb.

Izmera meridianskega loka pa ni bila »ubijalska« samo v znanstvenem smislu, temveč je dejansko terjala na tisoče življenj. Geodeti in njihove ekipe so se od južne konice Indije proti severu vse do vznožja Himalaje prebijali prek ravnic, čez hribovja in skozi džungle, premagovali vsakoletne poplave in se nenehno borili z mrzlico. Malarija je pokosila celotne terenske ekipe, tigri, kače in škorpijoni so prav tako vztrajno redčili njihove vrste. Izvajanje geodetskih meritev je bilo zato tudi v logističnem smislu izjemen podvig. Po svoji organizaciji se ni bistveno razlikoval od organizacije vojaškega pohoda, vendar je bila poleg vojaške discipline potrebna izjemna predanost geodetskemu delu, usmerjena v doseganje osnovnega praktičnega in visokega znanstvenega cilja.

Osnovni praktični cilj, zaradi katerega so britanske oblasti geodetski izmeri velikega meridianskega loka zagotavljale potrebna sredstva in ljudi, je bila vzpostavitev natančnega geodetskega ogrodja za sistematično izmero topografije celotne indijske podceline, ki je nato postala temelj za načrtovanje in izgradnjo vseindijske infrastrukture cestnega, železniškega in telekomunikacijskega omrežja. V ozadju tega osnovnega cilja kolonialne oblasti pa so vodilni možje geodetske izmere sledili svojemu znanstvenemu cilju – s čim daljšim geodetsko izmerjenim lokom meridiana čim bolj točno določiti sploščenost Zemlje na njenih polih in tako izračunati obliko zemeljskega rotacijskega elipsoida, t. i. sferoida. V slabega pol stoletja meritev je geodetom uspelo doseči oba cilja, kot poslastico ob koncu meritev pa so določili še višino najvišjih vrhov v Himalaji in ugotovili, da je med njimi tudi najvišja gora sveta.

 

VELIKA TRIGONOMETRIČNA IZMERA INDIJE

Ironija je bila, da so geodetske tehnike, potrebne za natančno merjenje višin gora iz daljave, v tistem času že bile v uporabi na drugem koncu Indije, kjer je leta 1802 William Lambton začel svoj veliki podvig merjenja velikega meridianskega loka oz. velike trigonometrične izmere Indije.

Ker je z meritvami začel ob morski obali v bližini astronomskega observatorija v Madrasu, katerega koordinate geografske dolžine in širine so bile natančno znane, je lahko določal geografske koordinate in nadmorske višine vseh naslednjih izmerjenih triangulacijskih točk z zelo veliko natančnostjo. S tem je nastajalo neprecenljivo osnovno ogrodje geodetsko natančno določenih točk, ki je drugim geodetom in kartografom služilo za kakovostno kartiranje različnih detajlnih lokalnih izmer. Veriga trikotnikov velike trigonometrične izmere, katerih oglišča so bile izmerjene triangulacijske točke, se je raztezala od juga Indije proti severu ter se po potrebi in možnostih večkrat razvejila proti vzhodu in zahodu, tako da so s trigonometrično izmero postopno prepredli Indijo po dolgem in počez. Z veliko trigonometrično izmero je bila tako Indija prvič natančno izmerjena in definirana. Veliki meridianski lok pa je poleg svojega temeljnega namena zagotovil tudi možnosti za razkritje skrivnosti Himalaje in njenega najvišjega vrha, ki je postal v svetu znan pod imenom Mount Everest.

Pri tej zgodbi ne smemo pozabiti, da govorimo o času pred dvesto leti in o Indiji, od koder izvira beseda džungla (hind. jangal) za območja zunaj poseljenih krajev. V sušnem obdobju je peklensko vroče, »prepečena« vegetacija je polna bodljikavih rastlin in prepredena z velikimi pajčevinami, na katerih čakajo na svoj plen skoraj kot ptiči veliki pajki. To je bilo naravno okolje tigrov, slonov in številnih drugih živali, ki jih človek v divjini niti po naključju ne sreča rad. V deževnem monsunskem obdobju je še slabše. Suhe struge vodotokov se napolnijo, vegetacija se močno razraste, poti postanejo neprehodne in zrak se gosto napolni s komarji in drugim nadležnim mrčesom. Če je le mogoče, se v takem času divjine vsi izogibajo. Med redkimi, ki tega pravila niso upoštevali, so bili geodeti. Ne, ker bi si to želeli, temveč zato, ker drugače preprosto ni šlo.

Zgolj za ilustracijo, s kakšnimi podnebnimi razmerami so geodeti imeli opravka, uporabimo nekaj podatkov iz zapiskov Georgea Everesta iz leta 1819, ko je svoje prvo leto meritev kot geodet preživljal »krst« pri veliki trigonometrični izmeri. Njegova geodetska ekipa je s pomočniki, figuranti, signalisti, sekači in spremstvom štela okoli 150 ljudi, opremo pa je tovorila na slonih in konjih. Meritve so izvajali na območju Hyderabada, kjer se skozi najgostejšo džunglo proti oceanu stekata reki Kistna in Godavari. Meritve je bilo zaradi odlične vidljivosti treba izvajati sredi leta, med monsunskim obdobjem in neposredno po njem, saj le takrat ni bilo prahu in pregretega zraka, ki sta sicer ovirala oz. onemogočala geodetske meritve.

Triangulacijske točke, med katerimi so merili kote, so bile po trideset, petdeset ali več kilometrov narazen. Sekači so utirali pot skozi džunglo in temeljito »čistili« vizure med posameznimi točkami. To je bilo izjemno naporno, a nujno delo, ki je omogočilo signalistom, da so geodetom vidno označili mesta, kjer so postavili točke z zastavami na trdnih visokih stebrih. Proti takim točkam so potem geodeti s teodolitom merili kote in tako določali njihove položaje. Posamezne skupine v ekipi so na teh velikih razdaljah med seboj komunicirale z dogovorjenimi vidnimi signali. Med delom so morali prečkati divje deroče reke, a mostov sredi džungle seveda ni bilo. Včasih je bilo treba prehoditi tudi več kot 50 km ob bregu reke, da so našli primerno mesto za prečkanje. Tako so npr. Kistno, eno največjih indijskih rek, prečkali v majhnih pletenih krožnih košarah iz ratana, oblečenih v usnje. Ker je bilo treba košare po vsakem prečkanju popravljati, je vse skupaj navadno trajalo ves dan. Takšne košare so še danes v uporabi v številnih predelih Indije, v tistih časih pa so bile po potrebi tudi del opreme geodetov. Med delom so ekipo pogosto močili močni nalivi z nevihtami, pred katerimi so se za silo branili s sproti izdelanimi improviziranimi bivaki iz vej in listja. V takšnem okolju so člani ekipe obolevali za malarijo in tifusom, kar je večini pustilo trajne hude zdravstvene posledice, za številne može pa je bila bolezen usodna. Zdravstvene razmere so se naglo tako poslabšale, da so se morali nujno vrniti v Hyderabad, sicer najbrž nihče ne bi preživel. Everest je v svoj dnevnik zapisal »… Zdi se, kot da bi se v jezi vzdignil še zadnji duh džungle, da bi kaznoval predrznost mož, ki so si drznili kršiti njen mir. … Ostane nam samo, da se čim hitreje vrnemo … uničeni in pohabljeni, skoraj dvesto milj nazaj«. Skoraj tri tedne je trajala njihova pot do Hyderabada, petnajst mož je na poti umrlo, preživeli pa so po besedah Everesta »bili le še toliko podobni ljudem, do so bili videti kot gruča trupel, ki so jih pravkar izkopali iz grobov.«

Tako se je končala prva sezona geodetskih meritev Georgea Everesta v Indiji. Žal sezona ni bila nič izjemnega, geodeti v prejšnjih letih so doživeli podobne preizkušnje, v naslednjih pa so jih čakale še hujše katastrofe in še mnogo več izgubljenih življenj.

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.

 

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.

 

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).

 

TRIANGULACIJA IN TEODOLIT

Geodetski postopek triangulacije temelji na določitvi treh med seboj vidnih geodetskih točk, ki so običajno postavljene na vrhovih hribov ali na vrhovih visokih stavb, kot so npr. cerkve. Te tri točke tvorijo oglišča trikotnika triangulacije. Znana mora biti natančna razdalja med dvema točkama v tem trikotniku. Zelo pomembna je najnatančnejša izmera t. i. bazne linije, tj. prve stranice prvega trikotnika v omrežju trikotnikov. Nato se z merjenjem kotov z obeh krajišč te bazne linije proti tretji točki trikotnika z metodo trigonometrije določi položaj te tretje točke. Tako dobimo tudi dve novi znani stranici trikotnika, ki služita kot nova bazna linija za izmero nadaljnjih trikotnikov. Po tej metodi potem z nadaljnjimi meritvami nastane veriga trikotnikov, katerih oglišča so trigonometrične točke z znanimi koordinatami.

Takratni teodolit, ključni instrument geodetov, je bil v bistvu teleskop, vgrajen v posebno natančno izdelano ogrodje, tako da je navpična os vrtenja teleskopa hkrati tudi os vodoravnega kroga, vodoravna os vrtenja teodolita pa os navpičnega kroga teodolita. Vodoravni in navpični krog teodolita sta natančno kalibrirana in razdeljena s precizno gravirano kotno razdelbo. Teodolit se s pomočjo svinčnice natančno »centrira« nad trigonometrično točko, s pomočjo vijakov in libel pa se ga postavi natančno v navpični položaj, kar pomeni, da leži vodoravni krog natančno vodoravno, navpični krog pa navpično. Instrument mora imeti med delom zagotovljen popolnoma stabilen položaj. Meritev je potem potekala tako, da je geodet natančno naviziral trigonometrično točko in nato s pomočjo mikrometrov odčital vrednosti vodoravnih in navpičnih smeri. Seveda je ta opis postopka močno poenostavljen, kajti postopek priprave na meritev in sama meritev sta poleg znanja zahtevala izredno pedantnost in upoštevanje posebnih protokolov izvajanja, natančni teodoliti pa so bili vrhunski dosežek takratne optike in finomehanike.

Poleg vseh drugih težavnosti projekta je morala ekipa na svoji poti neutrudno prenašati najnatančnejši teodolit, ki je tehtal kar 1100 funtov ali skoraj natančno pol tone, velik pa je bil en meter. Dvanajst ljudi je bilo potrebnih za njegovo prenašanje in nameščanje na opazovalne točke, za katere so uporabili vrhove visokih hribov, vrhove zgradb templjev ali pa so posebej za ta namen postavili 30 m visoke bambusove stolpe; v nekaterih primerih so visoke stolpe na opazovalnih točkah kar sezidali. S teh opazovalnih točk, ki so bile točke v trigonometričnem omrežju velikega meridianskega loka Indije, so potem izvajali natančne meritve vodoravnih in navpičnih kotov v smereh proti drugim vidnim točkam v omrežju.

se nadaljuje…

Avtor članka je univ. dipl. inž. geod. Joc Triglav

Ćlanek je bil izvirno objavljen v reviji Življenje in tehnika, oktober 2006, str. 20-37.