Помоги проекту - поделись книгой:
Ганс-Юрген Брозин
Атака на неизведанное
Предисловие
В последнее время интерес к изучению Мирового океана неуклонно растет. Это вызвано как все расширяющимся освоением огромных биологических и сырьевых ресурсов океана, так и вновь возникающими научными и техническими проблемами, решение которых требует поисков новых методов океанологических исследований. Среди них важное место занимают прямые наблюдения, проводимые человеком, находящимся под водой.
Предлагаемая вниманию читателей книга охватывает широкий круг проблем, связанных с океанологическими исследованиями и главным образом с непосредственным проникновением человека в подводный мир.
Как в нашей стране, так и за границей в последние годы появилось много научно-популярных работ, посвященных разным аспектам исследования океанической толщи. Брошюра Г.-Ю. Брозина выгодно отличается от большинства из них сжатостью изложения, хотя в ней рассматриваются самые различные вопросы, касающиеся деятельности человека под водой.
Значительное место уделено истории развития исследований в океане, начиная с первых океанографических экспедиций на «Челленджере», работ адмирала С. О. Макарова на корвете «Витязь» и Ф. Нансена во время знаменитого дрейфа «Фрама» и кончая советскими исследованиями последних лет.
В глубь веков уходит появление первых водолазов. Автор прослеживает историю проникновения человека в море с попыток первых погружений, предпринятых еще Александром Македонским, и до создания самых современных батискафов.
Читатель с интересом познакомится с различными батисферами, «подводными домами» и батискафами, уникальным буем Кусто. Среди батискафов, конечно, не забыт и «Триест», совершивший рекордное погружение в Марианский желоб на глубину более 10 000 м.
В Советском Союзе подводным исследованиям придается очень большое значение. Ведутся разработки различных подводных домов, в частности и новой модели подводной лаборатории «Черномор». Недавно Академия наук СССР приобрела в Канаде два батискафа «Pises», рассчитанных на погружение до 2000 м. Каждый из батискафов управляется двумя пилотами и берет на борт научного сотрудника. Серьезное внимание уделяется созданию подводных манипуляторов.
Книга очень оптимистична. Эпиграфом к ней могли бы быть поставлены приводимые автором в тексте слова директора Института океанологии АН СССР члена-корреспондента АН СССР А. С. Монина, сказанные им в одном из интервью: «Человек по природе смел и предприимчив. Он все глубже проникает в бездну морей».
Книга, безусловно, будет интересна читателям самого различного возраста и профессий.
Неизведанное море
Последние два десятилетия явились началом новой эры научных открытий, захватывающих нас смелым новаторством. Запуск 4 октября 1957 г. первого искусственного спутника Земли — Спутника 1 положил начало проникновению в космос. Всего лишь три с половиной года понадобилось для того, чтобы первый человек — Юрий Гагарин — покорил космическое пространство, а через восемь лет американские астронавты вступили на Луну. Ho еще раньше этих событий новейшую информацию давали автоматические приборы и зонды. С 1960 г. несут свою службу метеорологические спутники, позволяющие вести непрерывные наблюдения за погодными процессами на Земле. Наконец, советская орбитальная станция «Салют» стала первой пилотируемой космической лабораторией нашей планеты. Благодаря этому изучение околоземного космического пространства поднялось на более высокую ступень и открыло новые возможности в исследовании Земли.
На фоне грандиозных успехов в изучении космоса несколько отодвинулись на задний план достижения в исследовании океанов и морей, занимающих большую часть нашей планеты. Правда, погружение батискафа «Триест» в 1960 г. на максимальную глубину в океане вызвало сенсацию, подобную сенсации, связанной с проникновением в космос. Привлекли к себе внимание и первые обитаемые «подводные дома». И все же многое в деятельности человека в изучении Мирового океана было почти обойдено молчанием.
В то время как пилотируемые космические корабли облетают Землю на высоте сотен километров, к неисследованным планетам с поразительной точностью запускаются автоматические станции, морские глубины, непосредственно доступные человеку, ограничиваются всего лишь несколькими сотнями метров. Несмотря на тысячелетнюю связь человека с морем, океан хранит в себе много тайн и еще целый ряд проблем ждет своего разрешения.
Проникновение человека в глубины моря, трудности длительного пребывания в нем — лишь одна сторона этой сложной проблемы. Даже такая важная задача, как исследование и измерение пространственных характеристик морей, до сих пор не решена. Необходимым условием использования морей в интересах человека является прежде всего накопление знаний о процессах, происходящих в Мировом океане, об их причинах и основных закономерностях. Без этих знаний невозможно освоение морских ресурсов. Однако непродуманное вмешательство в происходящие в море процессы может вызвать нежелательные изменения естественных условий, которые не смогут быть ликвидированы или будут устранены лишь с большим трудом.
Огромные размеры Мирового океана, занимающего свыше двух третей земной поверхности, и его большая глубина затрудняют исследование происходящих в море процессов. Из 510 млн. км2 земной поверхности 361 млн. км2, или 71 %, приходится на океаны и моря, в то время как суша составляет только 149 млн. км2, или 29 %. Мировой океан имеет среднюю глубину 3790 м. На глобусе диаметром 335 см она соответствовала бы углублению всего в 0,1 мм, т. е. примерно была бы равна линии, оставляемой чертежным пером средней толщины. (Для сравнения вспомним, что средняя высота материков 875 м.)
Соотношение между протяженностью и глубиной Мирового океана составляет примерно 10 000:1. Поэтому в происходящих в океане явлениях главную роль играют процессы большого горизонтального масштаба в сравнительно незначительной вертикальной толще. В качестве примера можно упомянуть хотя бы о сильных морских течениях. Однако не следует упускать из виду, что и вертикальные процессы имеют важное значение для океанических условий. Доказательством служат процессы вертикального перемешивания.
Соотношение масштабов океана в горизонтальной и вертикальной плоскостях практически не позволяет геометрически воссоздать подобие океанических процессов на модели. Например, если бы мы попытались изобразить без искажений Балтийское море, длина которого около 1500 км и средняя глубина 55 м, то модель при длине свыше 27 м должна была бы иметь толщину в 1 мм. В этом водном слое, в соответствии с естественными условиями, должна была бы моделироваться разница температур в летнее время более чем в 15°С, а содержание соли на дне было бы примерно в 2 раза больше, чем на поверхности, и, наконец, направление течений многократно изменялось бы с глубиной.
Огромная водная поверхность Мирового океана разделена материками на несколько больших океанов, в которых, в свою очередь, более или менее отчетливо выделяются отдельные районы и окраинные моря. Согласно данным океанологических исследований последнего времени теперь склоняются к тому, что, помимо трех известных океанов — Атлантического, Индийского и Тихого, следует выделить еще четвертый — Арктический океан. Он включает воды Северного полярного моря, которое ранее считали окраинным морем Атлантического океана. Южное полярное море до сего времени еще не получило собственного наименования, и антарктические воды соответственно относят к Атлантическому, Индийскому и Тихому океанам.
При рассмотрении рельефной карты морского дна вызывает удивление, что она выглядит такой же сложной, как карта поверхности суши. Если встречающиеся на Земле естественные возвышенности и низменности расположить по закону частоты распределения случайных величин, то получится так называемая гипсометрическая кривая. Она позволяет определить также некоторые важные закономерности увеличения глубин в море, причем отдельные отрезки кривой могут характеризовать соответствующие крупные формы рельефа морского дна.
Мелководное море, или шельф, — это прилегающая к материку часть морского дна с глубинами до 200 м. Эта область глубин охватывает около 27,4 млн. км2, или 5, 4 % земной поверхности. В настоящее время непосредственное вторжение человека в море и его деятельность по освоению морских ресурсов сосредоточены главным образом именно в этой области.
К шельфу прилегают материковые склоны, которые опоясывают континенты ниспадающим рантом длиной свыше 300 тыс. км и глубиной около 3000 м. Области с глубинами до 3000 м составляют 10,7 % земной поверхности.
Значительную часть морского дна занимают глубоководные области (ложе океана). 77 % Мирового океана, или 53,6 % всей земной поверхности, имеют глубины между 3000 и 6000 м.
Наконец, наибольшие глубины Мирового океана приходятся на глубоководные впадины [1]. Области с глубинами более 6000 м составляют всего 1 % земной поверхности. Глубина в 11 034 м в Марианском желобе до сего времени считается самой большой в Мировом океане.
Как крупные формы рельефа морского дна должны быть упомянуты также срединноокеанские хребты, общая длина которых свыше 70 тыс. км и которые в виде сомкнутых подводных горных цепей прослеживаются во всех океанах.
Однако изображение форм рельефа морского дна еще очень несовершенно. Точность многих современных морских карт не превышает степень точности географических карт, составленных примерно 250 лет назад. Обширные морские области или совсем не измерены или измерены очень приближенно. В 1969 г. только четверть всей береговой линии Мирового океана была обеспечена картами масштабом в 1:75 000. Когда в начале 60-х годов был рассмотрен проект международной карты мира в масштабе 1: 1 000 000, выяснилось, что если для континентов такая карта может быть построена для 64 % их поверхности, то для морских областей — всего лишь для 1,4 %.
В то время как для большей части суши, кроме топографических карт, имеются также данные более или менее обширных геологических съемок, то во всем Мировом океане, исключая зону шельфа, к концу 60-х годов было только около 20 глубинных буровых скважин, несколько сотен образцов горных пород, собранных на поверхности морского дна, и менее 200 сейсмических профилей. Однако в связи с ростом использования морских ресурсов быстро возрастает потребность в точных батиметрических картах моря, необходимых для решения как научных, так и практических задач.
Использование богатств моря
Как и в прежние времена, сейчас при исследовании моря важной движущей силой является развитие торговли. С ускорением научно-технического прогресса, с ростом мирового производства все большее значение приобретают морские сообщения между теми, кто производит продукты, и теми, кто их потребляет. Море стало важнейшим связующим путем между отдельными кооперирующими друг с другом экономическими районами. Менее чем за 10 лет транспорт грузов по морю удвоился. Только в 1970 г. было перевезено около 2,2 млрд. т товаров. С каждым годом морской товарооборот увеличивается более чем на 100 млн. т и можно ожидать, что в 1980 г. он составит 4–5 млрд. т. С ростом морской торговли резко увеличивается мировой торговый флот, который в настоящее время насчитывает около 30 тыс. судов общим водоизмещением 247 млн. регистровых брутто-тонн.
При этом отчетливо наблюдаются структурные изменения в судоходстве. С перераспределением энергетических ресурсов и с развитием химической промышленности в перевозках значительно возросла доля жидких грузов и в первую очередь нефти. Если в 1937 г. поставки жидких грузов составляли около 105 млн. т., то в 1970 г. по морю на специальных наливных суднах было перевезено свыше 1 млрд. т нефти, т. е. более половины всех грузов, транспортируемых морем. Соответственно резко возросло число наливных судов, причем быстро увеличились их размеры. Новый характер морскому транспорту придают также и специализированные суда, предназначенные для транспортировки навальных грузов, таких, например, как руда, уголь, и другие виды промышленного сырья. Наконец, в результате все возрастающего применения контейнеров радикальные изменения претерпевают перевозки обычных мелких грузов.
Непрерывное развитие морского транспорта сказывается и на портах. В них перегружается все больше товаров и соответственно расширяются их емкости. Возникают новые порты и гавани.
Само собой разумеется, что морские перевозки зависят от природных условий в Мировом океане. Погодные условия в море, волнение и ледовая обстановка в значительной степени влияют на судоходство. Увеличивающиеся размеры судов и расширение морских перевозок требуют более точных морских карт, а для строительства гаваней и углубления фарватеров необходимы данные о глубинах, волнении, течениях в прибрежной зоне и о других океанографических характеристиках.
Для населения земного шара большую роль играет добываемый из моря животный белок. За последние 20 лет рыболовство в открытом море значительно расширилось. Это стало возможным как благодаря увеличению и модернизации промыслового флота, усовершенствованию технологии лова и переработки его продуктов, так и в результате освоения новых промысловых районов. Если в 1950 г. объем мирового рыболовства составлял примерно 21 млн. т, то в 1970 г. — 69 млн. т. Следовательно, за 20 лет объем промысла утроился.
Объем рыболовного промысла в различных морских районах весьма неодинаков. Первое место здесь занимают северо-западная, северо-восточная и юго-восточная части Тихого океана, а также северо-восточная Атлантика. Эти традиционные рыболовецкие районы в настоящее время поставляют свыше половины продукции мирового рыболовства. Государством, возглавляющим мировой рыбный промысел, является Перу. Благодаря благоприятным естественным условиям за несколько лет Перу стала первой рыболовецкой страной мира. Далее следуют Япония, Советский Союз, Китай и Норвегия.
Кроме рыб, человек использует также и других морских животных, таких, например, как иглокожие, моллюски и ракообразные. На стационарных морских фермах в больших объемах разводят мидий и устриц, ракообразных, например креветок, и некоторые виды рыб. Это в первую очередь касается Дальнего Востока, где морская культура достигла высокого уровня развития.
Наряду с морскими животными все возрастающую роль в качестве пищевых продуктов играют также морские растения. В настоящее время из моря ежегодно собирают урожай водорослей общим весом примерно 900 тыс. т, и первенство здесь принадлежит Японии.
Морские животные и растения служат сырьем для многочисленных отраслей промышленности. Например, из морских водорослей изготовляются продукты, которые находят применение в текстильной, кожевенной и пищевой промышленности. Морские животные и растения применяются также в качестве первичных материалов для производства различных лекарственных средств. Важным продуктом является рыбная мука, которая идет на корм животным, а ими, в свою очередь, питается человек. В настоящее время проводятся опыты по непосредственному использованию рыбной муки в человеческой пище.
В то время как современное морское рыболовство поставляет примерно 15 % мирового потребления животного белка, по мнению многих ученых, в 2000 г. море должно покрыть потребность человека в белке более чем на 20, а по другим оценкам даже на 40 %. Это требует, наряду с освоением новых районов лова, использования также и других источников белка. Море может принести большую пользу, если, кроме обычных пригодных для пищи рыб, вылавливать мелких рыб и рачков, собирать мелкие водоросли, количество которых неисчислимо. В этих целях океанографии придется решать многие задачи, начиная с изучения условий окружающей среды и кормовой базы и кончая исследованием жизненного цикла морских организмов.
Использование морской воды в качестве поставщика минерального сырья — исключая поваренную соль! — было начато лишь в этом столетии, а освоение и разработка полезных ископаемых на морском дне и под ним — только В последние 20 лет. Предполагаемая в будущем нехватка некоторых видов сырья, добываемых из обычных источников, потребует привлечения морских резервов для обеспечения нужд человечества.
По-видимому, в море имеются все существующие в природе химические элементы, хотя и в очень различных концентрациях. К настоящему времени обнаружено около 70 элементов. В среднем одна тонна морской воды содержит около 35 кг растворенных неметаллических и металлических веществ. Растворенные в морской воде соли составляют около 50 млрд. т.
Старейшим добываемым из моря сырьем является поваренная соль, которая производится путем выпаривания морской воды в мелких бассейнах. Мировая добыча поваренной соли из моря составляет сейчас от 6 до 10 млн. т. Этот способ добычи соли нашел наиболее широкое распространение в Советском Союзе, США, странах Средиземноморского бассейна, а также в государствах Дальнего Востока и в Австралии.
Большое экономическое значение имеет производство магния, различные сплавы с которым применяются в промышленности и в первую очередь в самолетостроении и в производстве легких металлических конструкций. В настоящее время море дает свыше 60 % мировой добычи магния. 70 % производимого в мире брома также добывается из морской воды. С ростом механизации растет и потребность в броме. Помимо других промышленных целей, бром применяется в производстве антидетонаторов для горючего. Фабрики добычи брома из морской воды имеются в Советском Союзе, США, Великобритании, Индии и Канаде. Япония свою потребность в броме полностью покрывает добычей его из моря.
Само собой разумеется, что этими несколькими примерами далеко не исчерпываются потенциальные возможности моря как поставщика сырья. Все возрастающее значение приобретает, например, получение из моря пресной воды. Сейчас на Земле работает свыше 200 установок по опреснению, например на Антильских островах, в Средиземном море, близ Кувейта в Персидском заливе и на юге Советского Союза. В совокупности они производят ежедневно свыше 1 млн. т пресной воды.
В последнее время усилились исследования сырьевых ресурсов морского дна. И все же о размещении и составе подводных полезных ископаемых известно значительно меньше, чем об аналогичных континентальных месторождениях. В море очень трудно находить точные местоположения залеганий и определять объем содержащихся в них запасов. Скорее всего разработка их будет по большей части проводиться «вслепую» или, может быть, с помощью дистанционного управления. Наконец, влияние окружающей среды в море (плохая погода, волнение, течения) препятствует разработкам гораздо сильнее, чем на суше. Имеется много нерешенных проблем и в области технологии. Необходимые затраты во многих случаях будут выше, чем на континенте.
При использовании ресурсов морского дна возникают также юридические и политические проблемы. В то время как распределение и эксплуатация богатств шельфа в достаточной степени разграничены соглашениями между заинтересованными государствами, их правовой статус в отношении открытого моря еще неясен. Здесь правовые нормы должны обеспечивать оптимальное использование богатств моря, а также соответствовать интересам развивающихся стран. Следует всячески препятствовать превращению морских месторождений в объект спекуляции.
В последние годы почти во всех морях были обнаружены пригодные для эксплуатации месторождения полезных ископаемых, которые частично уже разрабатываются. В различных районах побережья и прилегающих мелководных областях широко используются песчаные отложения, содержащие в высоких концентрациях тяжелые минералы. В этих песках встречаются титан, циркон и торий, необходимые в металлургической промышленности и ядерной технике, а также железо, ванадий, олово, золото, платина и алмазы. Эти отложения содержат, например, 80 % разведанных мировых запасов циркона и 20 % запасов титана. Подводные залежи гравия и песка зачастую разрабатываются с целью их использования для строительства и намыва морских берегов. В равной мере обширные месторождения раковин служат сырьем для производства цемента, а в районах их обитания из морской воды добывается магний. Для производства удобрений могут использоваться фосфоритовые глыбы и фосфоритовые пески, содержащие от 20 до 30 % Р2О5. Они были обнаружены на африканском и американском шельфах и у берегов Японии и Австралии.
Глубинные залежи полезных ископаемых в настоящее время еще не используются. Однако экономическое значение могут приобрести содержащие металл илистые отложения, открытые, например, в Красном море на глубине свыше 2 тыс. м. Кроме железа и марганца, в них в высоких концентрациях включены свинец, медь и цинк. В последние годы особое внимание уделяется также подводным конкрециям, содержащим в концентрированном виде различные руды. В них — около 25–30 % марганца, 15–20 % железа и примерно по 1 % кобальта, меди и никеля. Первые пробы были взяты в 1970 г. у побережья Флориды, а несколько позднее — в Тихом океане. Однако эффективная с экономической точки зрения добыча этих руд затрудняется, с одной стороны, неполным представлением об их промышленной значимости, а с другой — высокими расходами на их разработку и обогащение.
Из полезных ископаемых, залегающих в более глубоких слоях морского дна, в настоящее время, помимо угля и железной руды, добыча которых производится через шахты с суши или искусственных островов, используются в первую очередь сера, нефть и природный газ. За последние 20 лет быстро возросло производство углеводородов из подводных угольных пластов. Сейчас около 18 % мирового производства нефти и 6 % выработки природного газа приходятся на подводные месторождения. По расчетам в 1980 г. одну треть мировой добычи нефти будет давать море. В настоящее время у берегов 28 стран нефть или газ добываются из моря, в прибрежных водах 75 стран производятся разведочные работы. Сегодня основными районами добычи являются Персидский и Мексиканский заливы, калифорнийские прибрежные воды, бухта Маракаибо у Венесуэлы, Каспийское море, а также африканский шельф у Габона и Нигерии и Северное море.
Стоимость продукции минерального сырья, добываемого из моря, оценивается советскими экономистами примерно в 6,5 млрд. руб., в то время как доходы мирового судоходства от перевозок грузов в середине 60-х годов составили около 10 млрд. руб., а доходы от рыболовства — 35 млрд. руб. Можно рассчитывать, что в будущем доходы от добываемых из моря продуктов будут быстро возрастать.
Человек исследует море
Многие археологические находки, бесспорно, указывают на то, что еще задолго до наступления Новой эры люди, живущие в различных местностях, общались между собой. Достоверно известно, что прежде всего это были жители прибрежных районов, которые ощупью продвигались по морям на значительные расстояния. Их первые плавания были, вероятно, продолжением плаваний по рекам и осуществлялись вблизи берегов, так как они не знали никаких средств для определения своего местонахождения в море.
Проникновение в отдаленные районы на заре мореплавания вызывалось интересами торговли. Вместе с меновыми товарами передавались также первые сведения о дальних странах. Если сначала посещение этих стран было связано с поисками кремней или обсидиана, то позднее оно диктовалось торговлей, стимулирующей развитие морских путей. Такие пути становились все более необходимыми в связи с поисками металла, приобретающего в бронзовый и в приближающийся железный век все большее и большее значение.
Морская торговля быстро развивалась на Ближнем Востоке. Здесь уже давно образовались государства, производительные силы в которых достигли уровня, позволяющего вести широкий обмен товарами. Благоприятные природные условия также способствовали развитию здесь мореплавания. Вероятно, первыми длительные плавания но морю совершали шумеры, а вслед за ними египтяне и жители острова Крит.
Уже в 2500 г. до н. э. в Красном море египтяне достигли легендарной страны Пунт, расположенной к югу от удаленного более чем на 2000 км побережья Сомали. Жители Крита, предприняв в 1800 г. до н. э. путешествие с торговыми целями, дошли до богатой рудами Южной Испании. Несколько позднее, в последней трети второго тысячелетия до нашей эры, по их следам двинулись финикийцы, которые считались выдающимися мореплавателями древних времен. По всей вероятности, уже в 1200 г. до н. э. финикийские моряки плавали по Атлантическому океану к западу от Гибралтарского пролива и достигли месторождений серебра и олова вблизи современного Кадиса. В 600 г. до н. э. одна финикийская морская экспедиция по заданию египетского фараона Нахо обошла вокруг всей Африки. Только спустя примерно 2100 лет португальским морякам удалось повторить подобное плавание.
Экспедиции, выходящие из Средиземного моря, отправлялись также и на север. Наиболее известное путешествие, имевшее целью, вероятно, поиски олова, пользующегося в то время большим спросом, было предпринято в 310 г. до н. э. греком Питеасом из Массилии, сегодняшнего Марселя. По его расчетам, он дошел примерно до Шотландских островов. Отсюда он, по-видимому, проник в легендарную страну Фуле, которая, как предполагают теперь, находилась в Исландии или Средней Норвегии. Питеас был первым греком, описавшим приливы и отливы и установившим их связь с фазой луны.
Вообще греки были первыми, кто стал собирать данные о чужеземных странах и морях и составлять их описания и карты. Эти сведения, представляющие несомненный интерес для мореплавания, систематизировались в своеобразных летописях, которые могут рассматриваться как прообразы современных морских справочников и карт. В них содержались сведения об очертаниях берегов и прежде всего описание примечательных береговых пунктов и гаваней, а также данные о расстояниях между ними. В отдельных случаях имеются даже ссылки на морские течения. Напротив, промеры глубин в древние времена производились только изредка, хотя ручной лот уже тогда должен был быть известен мореплавателям.
В 150 г. н. э. Птолемей из Александрии высказал распространенные в то время понятия о Земле. Кроме Средиземного моря, ему были известны восточная Атлантика до Канарских островов и Северное море, а также Индийский океан, который он считал внутренним морем, закрытым с юга землей «terra anstralis». Позднее картина мира Птолемея через арабов дошла до Европы, сохраняясь почти неизменной до XV столетия. Перед закатом античного мира Птолемей имел представление только примерно о 4 % водной поверхности нашей планеты. В последующие столетия знания о море в Европе выросли очень незначительно.
Мореплавание в это время находилось на подъеме не только в Средиземном море, но и в других областях Земли. Так, в Индийском океане или в Восточной Азии существовали хорошо развитые морские связи, которые не ограничивались каботажным плаванием. Происходил здесь и обмен товарами по морю. При этом, например, во время плавания из Красного моря в Индию использовали регулярно работающий здесь юго-западный муссон. В первом столетии нашей эры китайские джонки дошли до Японии, Суматры и Индии.
В северной Атлантике ирландские монахи между 750 и 790 гг. дошли до Фарерских островов и Исландии. Примерно 100 годами позднее в этих районах начались дальние плавания норманнов. Около 850 г. Вульфштан из Дании совершил плавание по Балтийскому морю и дошел до устья Вислы. Примерно в то же время торговец пушниной Отар обогнул мыс Нордкап и доказал, что Скандинавия является полуостровом. Однако оба мореплавателя во время своих путешествии не прокладывали новых маршрутов, а, вероятно, пользовались принятыми морскими путями.
После того как норманны в 867 г. поселились в Исландии, в 986 г. Эрик Рыжий высадился в юго-западной Гренландии. Долгое время существовала более или менее постоянная морская связь с их европейской родиной, которая полностью оборвалась только в 1400 г. Плавания по негостеприимной северной Атлантике были в то время значительным морским достижением, так как все еще не было известно, как определять свое место в открытом море. В 1000 г. Лейф Эриксон первым дошел до Северной Америки и высадился, по всей вероятности, в районе Бостона. Несколько позднее другая группа норманнов достигла побережья Лабрадора и залива Гудзон.
Дальнейшие открытия посчастливилось сделать в XII столетии норманнским морякам и русским рыбакам. В 1194 г. норманны, по-видимому, высадились на Шпицбергене. Все больший интерес к северным водам., вероятно, был вызван изобилием там пушных зверей и китов.
Примерно в то же время, когда норманны плавали в северной Атлантике, оживленный обмен судами осуществлялся между островами Тихого океана, о котором долгое время ничего не было известно. При этом полинезийские мореплаватели превосходно использовали природные условия — ветер и течения. К 900 г. освоенная ими территория простиралась между Суматрой на западе и островом Пасхи на востоке и от Гавайских островов на севере до Новой Зеландии на юге. Предания гласят, что около 650 г. полинезийские мореплаватели на юге повстречались с кромкой льдов.
До 1400 г. люди были знакомы только с 7 % морской поверхности, т. е. знали немногим больше, чем к моменту наступления новой эры. Коренной перелом в познании Земли произошел в конце XV — начале XVI столетия — в век великих открытий.
Во второй половине XV столетия торговля на Ближнем и Среднем Востоке, ведущаяся но сухопутным путям, проложенным до Индии и Китая, переживала кризис. Из-за многочисленных перекупщиков товары, пользующиеся большим спросом, в первую очередь тонкие ткани, пряности, сахар, парфюмерия, значительно вздорожали. Сухопутные связи затрудняло и вмешательство турок. Кроме того, резко возросла потребность в открытии новых источников золота и серебра, так как ввозимые предметы роскоши оплачивались именно этими благородными металлами.
Европейский горный промысел не мог возмещать их утечку, что повлекло за собой дальнейшее повышение цен. Сильно выросшее производство товаров в Европе также требовало в качестве средств обмена большого количества благородных металлов. Поэтому неизбежной экономической необходимостью стало открытие новых месторождений золота и серебра в еще неизвестных странах. А чтобы завладеть сокровищами Ближнего и Среднего Востока, потребовалось установление морских связей.
Тем временем в Европе уже была известна компасная стрелка и ее «притягательная сила», что позволило мореплаванию расстаться с обязательной привязкой к берегам. В 1500 г. в навигации стали использоваться угломерные инструменты, сначала астролябия, а позднее так называемый якобинский жезл. Они давали возможность более или менее точно определять широту в море, но проблема определения долготы еще продолжительное время оставалась неразрешимой. В итальянских библиотеках были обнаружены первые морские карты и портулановские лоции, составленные примерно в 1300 г. Эти карты и лоции, помимо описания побережий, содержали также некоторые сведения о рекомендуемых морских путях. Крупные успехи были достигнуты и в кораблестроении, благодаря которым появилась возможность строить большие по размерам и более быстроходные суда.
В это время начали побеждать представления о шарообразной форме Земли. Это, в свою очередь, позволило делать предположения о возможности проложить морской путь в Индию, держа курс на запад. Разумеется, действительные расстояния при этом сильно недооценивались. Первое кругосветное плавание Магеллана с 1519 по 1522 г. показало фактическую величину окружности земного шара.
Стремление к овладению богатствами азиатского мира повлекло за собой многочисленные экспедиции и на севере. Их целью было открытие северо-западного и северо-восточного проходов в Тихий океан. Оказалось, что известные к тому времени материковые области простирались на север дальше, чем предполагалось ранее. Этими плаваниями невольно началось исследование Арктики.
Морские путешествия в век великих открытий и в последующие столетия позволили получить новые знания о размерах океанических пространств, а также составить более правильные представления о картине мира. К концу XVIII столетия значительная часть Мирового океана была известна, по крайней мере, ее горизонтальные масштабы. Но еще долгое время загадкой оставалось все, что скрывалось под морской поверхностью. Измерения глубин в открытом море почти не производились. Только Магеллан дважды пытался произвести лотом промеры глубины в Тихом океане, хотя и не достиг при этом дна.
Колумб во время своего путешествия в 1492 г. уже обратил внимание на направленное на запад течение в тропических водах, а в 1513 г. Понсе де Леон впервые обнаружил высокие скорости течения Гольфстрим. Некоторые руководства для плавания на парусных судах в это время уже содержали сведения о ветровых условиях в определенных морских районах.
От первых наблюдений до младенческих шагов научной океанография предстоял еще долгий путь. Только в 1650 г. немецкий географ Барнхардус Варениус в своей «Всеобщей географии» посвятил несколько глав вопросам океанографии и особо остановился на процессах перемещения водных масс. Также и Исаак Фоссиус, в вышедшем из печати в 1663 г. своем труде, уделил внимание морским течениям и различал уже два круговорота в Атлантическом океане. Наконец, Афанасиус Кирхерус в 1678 г. в Амстердаме опубликовал первые карты морских течений в Атлантике. Немного позднее — в 1688 г. — английский астроном Хэлли издал первую карту ветровых условий над Атлантическим океаном.
По имеющимся в настоящее время данным, исследования содержания соли в морской воде и местных различий в распределении солености были начаты Робертом Бойлем в 1673 г.
В конце XVII столетия Ньютон и другие ученые с различных точек зрения обсуждали проблему приливообразующих сил.
Во второй половине XVIII столетия исследование неизвестных морских районов получило новый импульс. Путешествия прежде всего были нацелены на исследования южных вод. Здесь было много неясного в вопросе о границах между сушей и морем. Все еще предполагали, что в Южном полушарии расположен большой континент. Джемс Кук во время трех продолжительных плаваний в Тихом океане в 1768 и 1769 гг. открыл много новых неизвестных ранее стран. Он был первым мореплавателем, который пересек параллель 60° ю. ш. и окончательно разрушил представление об обитаемой южной стране.
Аналогичная оживленная исследовательская деятельность отмечалась и в водах Крайнего Севера. Одной из крупнейших экспедиций, работавших там, была «Великая Северная Экспедиция», проходившая с 1733 по 1743 г. под руководством Витуса Беринга.
В русских исследованиях в арктических водах большую роль играл Михаил Ломоносов (1711–1765). Он обстоятельно занимался океанографическими работами в этих районах и видел перспективу своих исследований в создании Северного морского пути из Атлантического океана в Тихий. Однако покорить этот северо-восточный проход удалось только в 1878 и 1879 гг. шведскому полярному исследователю А. К. Норденшельду на «Веге». В настоящее время, благодаря современным ледоколам и точным знаниям метеорологических и океанологических условий, Северный морской путь систематически используется в летние месяцы.
Многочисленные экспедиции пытались найти морской путь из Атлантического океана в Тихий также и у северных берегов Америки. Значительные усилия для открытия северо-западного прохода были приложены прежде всего англичанами. После провозглашения независимости США особый интерес возник к поискам более короткой связи с Австралийским континентом. Однако только в 1903–1905 гг. Амундсену на «Гойе» удалось проплыть между канадскими островами к Тихому океану. Несмотря на трудные условия для мореплавания, северо-западный проход, возможно, приобретет значение для транспортировки нефти из вновь открытых нефтяных месторождений в Северной Аляске.
Экспедиции XVIII столетия, наконец, позволили точно определять местонахождение судов, так как к этому имелись необходимые технические и математические предпосылки. Если до того времени при определении широты на море ошибки в 4–5° были обычными, то с помощью изобретенного в 1731 г. англичанином Джоном Хэдли зеркального секстана стали точно измерять углы в море. В 1764 г. в результате разработки Джоном Хэррисоном соответствующего корабельного хронометра появилась возможность также и определять географическую долготу в море.
Однако к концу XVIII столетия накопленные научные знания по-прежнему ограничивались только поверхностью моря. Глубинные слои Мирового океана оставались неисследованными. Долгое время человек имел лишь смутное представление о толще моря. Многочисленные промеры глубины лотом производились только местами, в мелких прибрежных водах. В 1773 г. в северной Атлантике англичанину Фиппсу удался первый промер лотом на глубине свыше 1200 м. С середины XIX столетия, после того как были разработаны надлежащие лоты, можно говорить о глубинных промерах в прямом смысле этого слова. С помощью этих лотов с больших глубин могли также поднимать на поверхность пробы морского грунта. При ранее применявшихся лотах было очень трудно зафиксировать касание дна, так что иногда измерялась глубина в 15 тыс. м при фактической глубине лишь около 5 000 м. В 1840 г. в южной Атлантике Джемсу Кларку Россу удалось провести первые глубоководные промеры лотом, которые дали глубину в 4480 м. В 1968 г. была произведена проверка этих данных с помощью современной измерительной аппаратуры, и оказалось, что данные Росса были завышены на 450 м.
С изобретением термометра начались измерения температуры воды в море. В 1707 г. в Средиземном море граф Марсилли выполнил измерения температуры до глубины 195 м, а в 1749 г. эти измерения проводились уже до глубины 1630 м. Разумеется, только с разработкой глубоководного опрокидывающегося термометра в конце XIX столетия стали возможны достаточно точные измерения температуры на различных глубинах. Марсилли отбирал также пробы грунта и живых организмов, обитающих на морском дне. Для этого он сконструировал драгу, имеющую важное значение для морской биологии и геологии. Таким образом был создан первый прибор, специально предназначенный для океанографических исследований.
Поделиться книгой: