Выше мы довольно обстоятельно познакомились с тем, как в течение XIX
века менялось отношение к исследованию океанов и морей. Вот уже почти
не осталось районов, не посещенных кораблями и не нанесенных на карту.
Ученые и моряки не только хорошо знают особенности условий плавания в
отдельных морях и проливах, режим погоды на главных морских трассах. Теперь
уже ясно, что воды Океана едины, что существует прямая связь между явлениями
в полярных морях и экваториальных водах, что сложные процессы, происходящие
в океанах, определяют погоду на всей планете. Все это обусловливает новые
подходы к исследованию океанов. Наряду с единичными кругосветными плаваниями,
обеспечивавшими кратковременные посещения различных частей океана, начинаются
систематические, повторяющиеся в разные сезоны и годы исследования отдельных
районов. Все больше внимания уделяется моделированию процессов, происходящих
в океанах: в искусственных бассейнах изучают механизм образования волн
разного типа под действием ветра и сейсмики, схемы ветровых и приливных
течений, исследуют теплообмен между водой и атмосферой и другие физические
процессы. Много внимания уделяется и химизму вод, составу солей в Океане,
для чего необходимы лабораторные анализы и эксперименты. Все это требует
нового оснащения исследовательских кораблей, новых кадров ученых, налаживания
международных контактов для изучения океанов. И результаты крупных плаваний
становятся достоянием мировой науки.
Советское экспедиционное судно «Витязь» — плавучий научно-исследовательский
институт.
Рубеж столетий оказался очень существенным для изучения Мирового океана.
После знаменитых экспедиций на кораблях «Челленджер» (Англия, 1872— 1876),
«Витязь» (Россия, 1886—1889), «Фрам» (Норвегия, 1893—1896) и некоторых
других складывается новая наука — океанография. Она изучает подразделения
Мирового океана на естественные районы — океаны и моря, их глубины, химический
состав и физическое состояние морских вод (их течения, температуру и т.
д.). В первой четверти XX в. не только резко возрастает число экспедиций
и техническое оснащение кораблей, но и разрабатывается общая теория океанографии.
В это время в ряде стран появились обобщающие труды, в которых дано подробное
описание океанов: немецкого океанографа Отто Крюммеля, француза
Туле, российского ученого-моряка И. Б. Шпиндлера. Замечательной
оказалась книга Ю. М. Шокальского «Океанография», вышедшая в России
в 1917 г.
Эта книга, удостоенная премии Российской Академии наук, подвела итог
описательному этапу развития науки о море — океанографическому. Значительно
повышается и комплексность исследований. И в этой области очень велика
роль русской науки.
Здесь первым следует назвать корабль «Андрей Первозванный», который начал
работу в 1898 г. и вел ее до 1906 г. в Баренцевом море в составе Мурманской
научно-промысловой экспедиции. Возглавлял ее известный впоследствии советский
океанолог Николай Михайлович Книпович. Деятельность экспедиции
была основана на принципе комплексности, взаимосвязанности различных процессов
в океане.
В первые годы века проходили и другие интересные экспедиции. В том же
Баренцевом море совершал плавание первый в мире мощный — 10 000 лошадиных
сил! — ледокол «Ермак», построенный по проекту адмирала С. О. Макарова
в Англии. Эта экспедиция дала очень интересный материал для оценки ледовых
условий плавания. Несмотря на то что было лето (июнь), корабль зажало
льдами, и он около месяца дрейфовал.
В 1901—1902 гг. в Карском, море Лаптевых и Восточно-Сибирском море работала
экспедиция Эдуарда Васильевича Толля, которая привезла интересные
материалы по морским льдам и географии берегов.
Наконец, на рубеже веков был сделан чрезвычайно важный организационный
шаг, способствовавший быстрому росту молодой науки океанографии. На Географическом
съезде в 1898 г. было решено создать Международный совет по изучению морей,
и в 1902 г. такой Совет был создан. От России в его состав вошли С. О.
Макаров и Н. М. Книпович. Первоначально руководимые Советом исследования
ограничивались частью Мирового океана, омывающей берега Западной и Северной
Европы. Но впоследствии этот Совет, активно действующий и сейчас, по существу
возглавил исследование Океана. Одной из очень важных мер, предпринятых
Советом, была стандартизация способов и мест наблюдений. Когда океанографические
работы еще только начинались, разные страны и разные ученые вели такие
наблюдения по-своему, и сравнивать работы разных стран и даже разных кораблей
оказалось невозможно. Мало того, некоторые океанографические характеристики
определялись по-разному. И если, например, измерение температуры по Реомюру,
Цельсию и Фаренгейту нетрудно было пересчитать по одной шкале, в определении
плотности воды были принципиальные расхождения в разных способах. В 1901
г. Совет издал «Гидрографические таблицы», в которых была дана единая
система определения солености и плотности воды и некоторых других характеристик.
Эти таблицы до сих пор лежат в основе всех последующих таблиц подобного
типа. Главная их идея состоит в том, что все многообразие основных физико-химических
характеристик вод океана приводится к сравнению с одним и тем же стандартом.
Наконец, Совет разработал так называемые стандартные разрезы. Дело в
том, что станции метеорологической сети на суше твердо, стоят каждая на
своем месте. В открытом море, даже на сравнительно малой глубине, укрепить
станции в определенных точках весьма трудно. Поэтому корабли должны приходить
в эти точки через определенные сроки и в одно и то же время, чтобы производить
наблюдения на определенных- горизонтах. Такая система дает возможность
строить карты и разрезы распределения характеристик для одного и того
же момента времени, т. е. получать материалы, подобные синоптическим картам
погоды. В этих работах принимали участие Великобритания, Германия, Дания,
Норвегия, Швеция, а также некоторые другие страны. Россия свою часть работ
вела на «Андрее Первозванном» в Баренцевом море и на других судах в Балтийском.
Эта весьма сложная работа продолжается и теперь, как будет видно, она
не только не завершена, но встречает все новые и новые трудности. Вскоре
работу Совета пришлось приостановить — разразилась первая мировая война
1914 г.
Океанографические исследования велись не только в рамках Совета по изучению
морей. В первые годы века много внимания уделялось полярным областям Мирового
океана.
В Антарктике работали английские корабли «Дискавери» (1901—1904) и «Скотия»
(1902—1904), немецкие «Гаусс» (1901—1903) и «Дейчланд» (1911 — 1912),
французский «Пуркуа-па» (1908—1910) и др. В открытом океане наиболее значительным
было плавание германской экспедиции на судне «Планет» (1906—1907) и норвежской
«Михаил Саре» (1910). В арктических водах плавали «Бельгика» (1905) и
норвежские «Йоа» (1901), «Фритьоф» (1910) в Гренландском море. Русские
суда «Таймыр» и «Вайгач» исследовали арктические воды от Берингова пролива
до Карского моря (1913—1915). Эта экспедиция совершила величайшее географическое
открытие первой половины нашего столетия — открыла, уточнила восточные
берега Северной Земли.
Перерыв в исследованиях, вызванный войной, продолжался недолго. В нашей
стране уже в 1921 г., после изгнания интервентов, возобновились работы
на Кольском меридиане (33° 30' в. д.) — одном из стандартных разрезов,
принятых Международным советом по изучению морей, на котором наблюдения
начались в 1898 г. Мурманской научно-промысловой экспедицией. Наблюдения
на этом разрезе, где теплые воды Гольфстрима проникают в Арктику, имеют
важное климатологическое значение. Продолжительность наблюдений приближается
к столетию.
Мурманская промысловая экспедиция вела свои исследования в тесном контакте
с Мурманской биологической станцией, основанной в 1899 г. 1921 год можно
с уверенностью считать годом рождения советской океанологии. 10 марта
этого года В. И. Ленин подписал декрет о создании Плавучего морского научного
института (Плавморнин). Первенцем советского исследовательского флота
был «Персей». Плавморнин некоторое время являлся центром комплексных океанологических
исследований в нашей стране, а затем на его основе были созданы другие
учреждения, которые ведут океанологические работы.
Понятие «океанология», как наука о процессах в океане, прочно закрепившееся
в нашей стране примерно с конца 30-х годов, по мнению многих исследователей,
шире, чем «океанография». Дело даже не в том, что океанография, соответствующая
времени своего расцвета, больше была описательной наукой об океанах и
морях. Океанография много сделала для изучения физики и химии моря, воздействия
океана на погоду Земли. Океанология кроме этих вопросов включает в себя
исследование биологии океана, строения и развития морского дна.
Она исследует океан не сам по себе, а как часть гидросферы, в тесном
взаимодействии с другими сферами планеты. Очень важно отметить, что после
потрясения, вызванного империалистической войной, молодая Советская республика
первой, раньше других стран, стала продолжать начатые исследования.
Вскоре началось плавание замечательной норвежской экспедиции в Восточно-Сибирском
море на корабле «Мод» (1922—1924), которая принесла чрезвычайно важные
сведения о течениях, приливах и льдах, имеющие значение не только для
района экспедиции, но и для развития теоретических основ науки о море.
В этой экспедиции проявился талант X. У. Свердрупа — впоследствии
крупнейшего океанолога.
Видное место в исследовании океана занимает германская экспедиция на
корабле «Метеор» (1925—1927), которой руководил А. Мерц. Эта экспедиция
охватила систематическими наблюдениями почти весь Атлантический океан,
применяя наиболее совершенные по тому времени приборы. Например, к 1912
г., когда была составлена первая карта глубин (батиметрическая) Мирового
океана, имелось около 16 тыс. измерений, проведенных при помощи проволочного
лота. А «Метеор» за два года собрал 68 тыс. измерений глубины при помощи
эхолота — прибора, основанного на использовании скорости звука в воде.
Следующая важная экспедиция была проведена океанографами США на немагнитной
шхуне «Кар-неги» (1928—1929) под руководством X. У. Свердрупа. К сожалению,
судно это сгорело в бухте Апиа (Самоа), не успев закончить намеченные
работы. Но все же экспедиция собрала весьма значительный материал о Тихом
океане и по многим принципиальным вопросам науки о море.
Важную роль в дальнейших исследованиях сыграл Второй международный полярный
год (2 МПГ, 1932—1933). Основные его задачи были связаны главным образом
с метеорологией, климатологией, геофизикой и т. д., с тем чтобы выявить,
какие изменения произошли за 50 лет после 1 МПГ (1882— 1883). По предложению
ученого секретаря Советского комитета 2 МПГ Николая Николаевича Зубова,
в программу были включены и морские работы. Главный вклад здесь внесли
советские ученые. В навигации 1932 и 1933 гг. во всех морях, омывающих
берега Советского Союза, были проведены почти одновременные исследования,
которые дали очень много и для познания отечественных морей, и для развития
теоретических направлений океанологии.
Следующий, качественно новый шаг в науке о море опять-таки связан с научной
деятельностью нашей страны. Это исключительная по смелости замысла и четкости
осуществления экспедиция «Северный полюс» (СП-1, 1937). Четыре отважных
исследователя И. Д. Папанин, П. П. Ширшов, Е. К. Федоров и 9.
Т. Кренкель высадились на льдину около Северного полюса и, дрейфуя
на ней несколько месяцев, собрали такой замечательный материал о характере
дрейфа льдов, о распределении по глубине вод с разной температурой, о
жизни организмов в морских глубинах и т. д., что тогда говорили о новом
— после Нансена — открытии Северного Ледовитого океана. Впоследствии,
после окончания второй мировой войны, исследования Арктики с дрейфующих
станций получили широкое развитие,
В 1941 г. был использован новый прием изучения Арктики — при помощи самолета.
Весной этого года самолет «СССР-Н-169» совершил несколько посадок на арктические
льды в районе так называемого Полюса недоступности, к северо-востоку от
острова Врангеля, причем в каждой точке были произведены океанологические
наблюдения. Этот опыт принес необычайно плодотворные результаты, и в дальнейшем
подобные операции проводились ежегодно по всей акватории Арктического
бассейна.
Осенью 1939 г. разразилась Вторая мировая война, которая летом 1941 г.
захватила и Советский Союз. Конечно, во время войны экспедиционные работы
были прерваны, но обработка собранных ранее сведений продолжалась. В нашей
стране появляются книги Н. Н. Зубова («Морские воды и льды», 1938, «Льды
Арктики», 1941), В. В. Шулейкина («Физика моря», 1941), «Океанологические
таблицы», второе, расширенное издание, 1941) и т. д. За рубежом выходит
классическая книга X. У. Свердрупа в соавторстве с Флемингом и Джонсоном.
Эта книга, многократно переиздававшаяся, до сих пор считается одной из
основополагающих в науке об Океане.
За время войны особенно хорошо развивались те вопросы океанологии, которые
были насущно необходимы для победы. Дальше всего, и теоретически и экспериментально,
продвинулись вперед прежде отстававшие разделы науки: акустика и волнение.
Вскоре после окончания войны возобновились и экспедиционные работы. В
нашей стране уже в 1944 г. начались работы в Белом и Карском морях. Но
качественный перелом в постановке всех океанологических исследований произошел
в 1949 г., когда вышел в море новый советский экспедиционный корабль «Витязь»,
воплотивший в себе идеи ленинского декрета о плавучем морском институте.
Если «Персей» имел водоизмещение 450 т, скорость 6 узлов, продолжительность
плавания 3 недели, лабораторий 5, научных сотрудников 16, то водоизмещение
«Витязя» уже 5500 т, скорость поднялась до 13 узлов; он может без захода
в порт плавать 21/2мес., а в его 13 лабораториях
одновременно работают 70 научных сотрудников, «Персей» мог работать на
глубинах до 500—1000 м, «Витязь» способен исследовать предельные глубины
океана (11 022 м). Первые же рейсы «Витязя», начавшиеся в Охотском, Японском
и Беринговом морях и в северо-западной части Тихого океана, принесли огромное
количество новых сведений, существенно изменивших карты этого района.
«Витязь» начал новый период в изучении океана. Вскоре после первых экспедиций
он вышел в открытый Тихий океан, затем в Индийский. Подобно «Персею»,
он является школой для молодых океанологов, которые теперь сами стали
учителями следующего поколения.
За рубежом в послевоенные годы тоже усиливаются океанологические исследования.
Кругосветные плавания совершают «Альбатрос» (Швеция, 1948), «Галатея»
(Дания, 1949), «Челленджер II» (Англия, 1951—1952), которые приносят чрезвычайно
много новых сведений о рельефе дна океана, о донных отложениях, о жизни
в океане, о физических характеристиках его вод.
Развертывание работ отдельных стран, в числе которых выделяются Советский
Союз, США, Япония, Англия, Дания и др., приводит к необходимости координации
усилий всех стран. В 1955 г. США, Япония и Канада предприняли совместную
океанографическую съемку северной части Тихого океана — больше двадцати
кораблей в течение одного месяца покрыли однородными наблюдениями огромную
акваторию.
На основании этой работы, а главным образом на опыте 2 МПГ создана новая
организация — Международный геофизический год (МГГ, 1957—1958). В это
время в Мировом океане работали многочисленные экспедиции целого ряда
стран, по одинаковой программе, под единым руководством и с единой системой
сбора и обработки всех результатов наблюдений. Успеху МГГ помогло и то,
что в 1956 г. начались совместные международные исследования Антарктики.
И не удивительно, что с общего согласия всех стран-участниц программа
была продолжена еще на год (1959) под знаком «Международное геофизическое
сотрудничество».
Океанологи за работой (взятие пробы морского дна).
В Тихом океане основные исследования проводил советский корабль «Витязь»,
экспедиции на котором изучали течения, распределение температуры, солеСоветское
научно-исследовательское судно «Академик Королев». На нем 29 лабораторий,
оснащенных новейшим оборудованием.
В 1959 г. в Нью-Йорке состоялся Первый международный океанографический
конгресс, вновь подтвердивший необходимость координировать работы различных
стран по исследованию океана, составить единую программу таких исследований.
Но и до разработки такой единой программы проводятся коллективные исследования
отдельных океанов или их частей по специальным программам.
В 1959—1965 гг. проводилась Международная индоокеанская экспедиция. Ее
начал 6 октября 1959 г. «Витязь». В этом плавании он прошел около 30 тыс.
миль. На дне Индийского океана были обнаружены обширные возвышенности
и отдельные горы. В глубинных слоях океанских вод обнаружено много неизвестных
науке видов различных животных и рыб. А через год в Индийский океан направились
корабли 15 государств. Начиная уже с 1962 г., по существующему Международному
соглашению 22 стран об океанографических исследованиях Индийского океана,
там ежегодно работает экспедиция на 30 судах. Кроме «Витязя» в Тихом океане
ведут исследования и другие советские корабли.
В тропической зоне Атлантического океана и в Гвинейском заливе с 1958
г. находится экспедиция десяти стран — СССР, США, Франции, Англии и др.
В этой части Мирового океана проводит большую работу советское судно АН
СССР «Михаил Ломоносов» и научно-исследовательские рыболовные траулеры.
В 1963—1964 гг. проведено три цикла операции «Эквалант» в экваториальной
части Атлантического океана силами десятка стран. В 1966 г. в проливе
между Исландией и Фарерскими островами проходила операция «Оверфлоу» («Перелив»)
с участием 14 судов десяти стран. С 1965 г. началась операция «СИК» (Совместное
изучение течения Куро-Сио), продолжающаяся и сейчас; уже на первых этапах
в ней приняло участие 40 кораблей семи стран. В этих предприятиях наша
страна ведет весьма значительные работы на кораблях «Витязь», «Михаил
Ломоносов», «Академик Курчатов» и т. д.
В 1965 г. начались работы по программе Международного гидрологического
десятилетия. Их цель — изучение вод суши, что важно и для океана, так
как реки впадают в него. Более ста стран будут участвовать в этих исследованиях.
В мае—июне 196,6 г. в Москве проходил Второй океанографический конгресс
под лозунгом «Океан на благо человека». На нем было решено проводить начиная
с 1967 г. пятилетние исследования по Международной биологической программе
с целью учета биологической продуктивности океана, значение которой в
обеспечении человечества непрерывно возрастает.
В 1967 г. в Баренцевом море работала экспедиция СССР, Норвегии и Англии.
Целью ее было определение «урожайности» рыб. На следующий год эти работы
были продолжены 4-й океанографической экспедицией тех же трех названных
стран. Кроме прочих работ была проведена океанографическая съемка Баренцева
моря и восточной части Норвежского моря.
Современная океанология развивается в двух главных направлениях: детализации
подробностей знания отдельных процессов и создания крупных теоретических
обобщений. В ее развитии немалую роль должны сыграть налаживаемая сейчас
Международная система постоянных океанологических станций в открытом океане
(ОГСОС) и экспедиционные исследования отдельных районов Мирового океана,
которые проводятся объединенными силами многих стран.
Научно-исследовательское судно «Флип» (США), длиной 108 м и водоизмещением
600 т, заполнив балластные цистерны, вертикально погружается в воду на
глубину до 100 м. На четырех рабочих этажах располагаются сотрудники и
экипаж.
Океанология решает много теоретических и практических задач, которые
можно сгруппировать в несколько основных направлений исследований. Одно
из них обеспечивает интересы службы погоды и климатологии. Оно рассматривает
не только влияние океана на погоду, но и основные закономерности изменения
во времени температуры воды, ее солености и т. д.
На снимках фазы перехода «Флипа» в. рабочее положение.
Другое направление связано с теоретическими океанологическими проблемами
(движение океанических вод, система течений, перенос ими наносов и т.
д.). Третье, весьма интенсивно разрабатываемое в нашей стране, — комплексное
направление, рассматривая кроме физических и химических вопросов также
биологические и геологические, главное внимание уделяет взаимосвязи и
взаимообусловленности различных явлений в океане, рассматривает его как
единое целое.
Наконец, большое значение имеют и оперативные, прикладные исследования,
связанные с разведкой льдов, поиском рыбы, проектированием портов и другими
запросами практики. При этом резко повышается техническое оснащение океанологии.
Прежде всего повышается класс кораблей. К 70-м годам флагманом советского
исследовательского флота стал корабль «Академик Курчатов», еще более крупный,
чем «Витязь», оснащенный электронной аппаратурой, вычислительными машинами,
разнообразными самописцами по очень тонким характеристикам вод и дна океана.
После войны появились и совсем новые средства исследования, одно перечисление
которых может показать характер развития технических средств в области
океанологии: подводные лодки («Северянка», СССР, 1950), батискафы («Триест»,
США, 1957, и др.). аквалангисты, «прыгающее блюдце» («Дениз», Франция,
1959), «плавающая труба» («Флип», США, 1962), подводные дома (Франция,
США, СССР — «Черномор»-68 и -69), система космических спутников и т. п.
Первая «деревня» на дне океана. В Красном море на глубине 15 м группа
акванавтов под руководством Жака-Ива Кусто проверяет возможность существования
человека под водой в течение длительного времени.
Резко возросла точность определения основных океанологических характеристик
— в целом в 10 раз, а в некоторых отношениях, главным образом в отношении
геологических исследований, еще больше.
Океанологические исследования в XX в. приобрели международный характер.
Недаром важность изучения океана сравнивалась с космическими исследованиями.
Ведь исследование океана связано с перспективами обеспечения человечества
пищевыми, минеральными и энергетическими ресурсами и даже с обеспечением
водой, не говоря уже о текущих практических интересах промысла, транспорта,
службы погоды и т. д.
Советская океанологическая наука по объему работ, их техническому оснащению,
а главное, по широте научных исследований занимает одно из первых мест
в мире. Программы советских исследований поражают своей масштабностью.