Кіріспе

Американдық гидролог (1875–1945)

Роберт Элмер Хортон (18 мамыр 1875 – 22 сәуір 1945) – американдық гидролог, геоморфолог, азаматтық инженер және топырақ ғалымы, көптеген адамдар оны қазіргі американдық гидрологияның негізін қалаушы деп санайды. Американдық геофизикалық одақ (AGU) гидрологиялық геофизика саласына елеулі үлес қосқандарды марапаттау үшін оның атымен аталатын медаль табыстайды. AGU-дың гидрология бөлімі (AGU мүшелерінің шамамен үштен бірін құрайды) көбінесе оның Нью-Йоркке жақын жердегі жеке меншігі AGU-ға мұра ретінде берілгеніне байланысты құрылды.

Жеке өмірбаяны

Мичиган штатының Парма қаласында туған ол 1897 жылы Альбион колледжін бітіріп, бакалавр дәрежесін алды. Бітірген соң, ол өзінің ағасы, белгілі инженер Джордж Рафтердің жұмысына орналасты. Рафтер бөгет туралы зерттеу жүргізген, ал Хортон оның нәтижелерін талдап, қорытындылады. 1900 жылы ол АҚШ Геологиялық қызметінің Нью-Йорк округінің инженері болып тағайындалды. Өмірінің соңғы жылдарында ол гидрологиялық ғылым саласында жеке кеңесші ретінде жұмыс істеді. Оның кеңесшілік қызметіне ғылыми еңбектер (басқа тілдерден – француз, неміс, итальян, украин тілдерінен – аударылған техникалық кітаптарды басып шығару) және Корнелл университетінің Гидравликалық зертханасы үлгісінде салынған ашық ауадағы зертханада (Хортон гидрологиялық зертханасы) теориялық және тәжірибелік зерттеулер жүргізу кірді.

Гидрологияға кеңінен ықпал етуі

Нью-Йорк ағындарына қатысты зерттеулері барысында Хортон, жаңбыр суының жер асты суына жету деңгейі топырақтың нақты бір қасиеттеріне байланысты екенін анықтады, осы қасиетті ол инфильтрациялық қабілет деп атады. Ол су айналымын инфильтрация, булану, тоқтату, транспирация, жер бетімен ағын және т.б. сияқты процестерге талдап, бөліп қарастырды. Хортон осы циклдің қазір таныс кезеңдерін бірінші болып бөліп, атады. Хортон максималды ағын және су тасқынының пайда болуы туралы зерттеулерімен әйгілі. Оның белгілі бір аймақтарда жауын-шашынның әсерін шектейтін максималды жауын-шашын мүмкіндігі туралы ұғымы метеорология ғылымына зор ықпал етті. Оның жер бетімен ағынға қатысты зерттеулері топырақ эрозиясын түсінуге көмектесті және топырақты қорғау жұмыстары үшін ғылыми негіз құрды. Оның тәжірибелік жұмыстары, соның ішінде Хортон гидрологиялық зертханасында жүргізілгендері, қардың еру процесі, өзен гидродинамикасы, дауылдық бұрқанақтың сақина тәрізді құрылымдары, көлдің булануы және жел жылдамдығы сияқты процестерді қамтыды. Ол тәжірибелік байқауларын теориямен үйлестірді, ал оның теориялық тәсілі эмпириялық және физикалық негіздемеге құрылды. Мансабының басында жердің физикалық ерекшеліктерінің ағын үлгілерін анықтауда маңызды рөл атқаратынын түсінген ол, ағын мен су тасқынына әсер ететін физикалық факторларды анықтауға бел буды. Оның пікірінше, оларға дренаждың тығыздығы, арнаның көлбеулігі, жер бетімен ағынның ұзындығы және басқа да аз маңызды факторлар жатты. Дегенмен, мансабының соңына қарай ол бұрынғы байқауларын жақсы түсіндіретініне сенген «гидрофизикалық» геоморфологияның мүлдем басқаша механизмін жақтауға көшті. Хортон 1945 жылы, қайтыс болғаннан бір ай бұрын «Геологиялық қоғамның бюлетені» журналында жарияланған маңызды мақаласында осы теориясын толыққанды баяндады. Ол өз қорытындыларын төрт заңмен жинақтады: ағындар санының заңы, ағындар ұзындығының заңы, инфильтрациялық қабілеттің шектері және ағынның тоқтатылуы мен сақталу арақатынасы. Оның нәтижелері, сулы топырақтың эрозиясындағы ең маңызды фактор – эрозияға әсер ететін жеткілікті ағынды суды құруға қажетті жер бетімен ағынның минималды ұзындығы екенін көрсетті. Бұл маңызды еңбек қазіргі заманғы ағын химиясының модельдеуіне негіз салды деп есептелуі мүмкін, себебі ол су бассейні гидрологиясын судың ластағыш затымен, атап айтқанда шөгіндімен байланыстыратын математикалық модельдердің алғашқы толық жиынтығы болды. Хортон жер бетімен ағын термині оның гидрологиядағы жетістіктерінің құрметіне аталды.

Булануға қатысты мойындалмаған үлес

Хортонның булану теориясына қосқан үлесі 100 жылдан астам уақыт бойы назардан тыс қалды және жақында ғаламдық климат модельдері үшін ішкі шекаралық шарттар ретінде қызмет ететін жер беті модельдері үшін зор мәнге ие екені көрсетілді. Оның еңбегі сонымен қатар, дұрыс физикалық негізде түсіндірілмеген "Булану парадоксін" түсіндіруге физикалық негіз береді.

Өзінің шығармаларының мұрағаты

Мэриленд штатының Колледж Парк қаласындағы Колледж Парктегі Ұлттық мұрағатта Хортонның 94 қорап жұмысы сақталады. Ланкастер университетінен Кит Бевен және Принстон университетінен Джеймс Смит деген екі гидролог мұрағатқа барып, өздерінің талдауларын жариялады. Оның жұмысының шағын мұрағаттары бірнеше жерде, оның ішінде Альбион колледжінде (оның бітірген орны) және басқа да орындарда болуы мүмкін. 2023 жылы GoFundMe платформасы арқылы Хортонның жарияланған және жарияланбаған еңбектерін Ұлттық мұрағаттан қайтару мақсатында халықтан қаржы жинау науқаны басталды, және оған әлемнің түкпір-түкпірінен келген бірнеше гидрологтар үлес қосты.