Морская геология и геоморфология / Основные этапы изучения океанов

Основные этапы изучения океанов

Слово «океан» пришло к нам из глубокой древности. В переводе с греческого оно означает «всемирное море» или море, омывающее Вселенную. Уже в те времена существовало, в общем, правильное представление о планетарном распространении океанских вод. С течением времени по мере развития мореплавания и географических знаний это представление постепенно развивалось и уточнялось.

Первые письменные и картографические документы о распределении воды и суши (на известных тогда пространствах Земли) встречаются в трудах греков и римлян. Ученые античного мира (Геродот, Посидоний, Плиний Старший и др.) относительно много знали не только о географии, но и природных процессах, протекающих в океанских водах (например, о приливных колебаниях уровня воды, течениях).

В средние века арабы совершали плавания в Индию и Китай, норманны – в Гренландию и к берегам Северо-Восточной Америки, русские поморы – в Баренцевом и Карском морях. Эти плавания расширили географический кругозор человечества тех времен.

С эпохой Великих географических открытий (XV — начало XVIII в.) связан крупный исторический этап в познании Мирового океана. Этот этап освоения Мирового океана связан главным образом с плаваниями, снаряжаемыми для открытия новых земель для торговых целей. Попутно мореплаватели получали новые сведения о природе океанов и очертаниях их берегов. Так, португальцы открыли Канарское, Гвинейское и Бенгельское течения в Атлантическом океане. Испанец Альминос в 1513 г. впервые сообщил о Гольфстриме, Христофор Колумб произвел наблюдения за течениями в открытом океане и обнаружил Северное Пассатное течение.

С начала XVIII в. М до третьей четверти XIX в. организовывались плавания для поиска новых территорий, во время которых велись общегеографические и отчасти специальные океанографические обследования посещаемых акваторий. В плаваниях иногда участвовали ученые-естествоиспытатели.

Первые значительные результаты принесли плавания В. И. Беринга в 1728 г. и В. И. Беринга с А. И. Чириковым в 1741 г. в северной части Тихого океана и у берегов Северного Ледовитого океана. Плодотворными были плавания Дж. Кука (1768-1780), обследовавшего обширные пространства от антарктических до арктических вод. Новые сведения о западных районах Тихого океана дали плавания Л. А. Бугенвиля (1768) и Ж. Ф. Лаперуза (1785-1786).

Выдающимися для своего времени были исследования русских кругосветных мореплавателей. Во время плавания (1803—1806) кораблей И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского впервые были определены температура и удельный вес воды на разных глубинах.

На этом этапе исследования океана начали появляться первые обобщенные сведения, накопленные за предшествующий период. М. В. Ломоносов дал первые наметки общей схемы течений в океанах. Датский химик К. Г. Форхгаммер в 1865 г. впервые довольно точно определил солевой состав океанской воды.

С конца третьей четверти XIX в. – начала XX в. стали проводиться целенаправленные морские экспедиции по изучению океана с применением специальных методов океанографических исследований.

Первая специализированная океанографическая экспедиция была снаряжена англичанами на корвете «Челленджер» (1872–1876). В результате деятельности этой экспедиции:

выяснилось распределение океанографических характеристик по глубине в разных районах Океана,

составлено представление о рельефе дна океанов,

разработаны новые методы физико-химических и геологических работ в море.

По примеру «Челленджера» проводились и другие исследования в океанах и морях. Большие результаты дали научные экспедиции на судне США «Альбатрос» (1882-1903), германских судах «Вальдивия» (1898-1899) и «Гаусс» (1901-1903), английском судне «Дискавери» (1901-1904) и др. Уникальные океанографические работы произвел во время дрейфа в Северном Ледовитом океане Ф. Нансен на судне «Фрам» (1893-1896). Он выяснил общий характер движения льдов в арктическом бассейне, установил проникновение теплых атлантических вод в его глубокие слои. Ученый попытался дать теоретическое объяснение проведенным наблюдениям.

Большой вклад в изучение океана на этом этапе внесли русские исследователи. Так адмирал С. О. Макаров измерил поверхностные и глубинные течения в Босфоре. На основе этих измерений С.О. Макаров вывел важные закономерности водообмена в проливах. Во время кругосветного плавания на корабле «Витязь» (1886-1889) он сделал тысячи определений температуры, удельного веса воды на разных горизонтах. Обобщив все произведенные данные, ученый создал капитальный по тем временам океанографический труд «Витязь» и Тихий океан» (1894).

В 1890–1891 в Черном море работала океанографическая экспедиция И. Б. Шпиндлера и Ф. П. Врангеля. Экспедиция впервые обнаружила сероводородное заражение глубинных слоев Черного моря. В эти же годы в Баренцевом море начала исследования первая специализированная научно-промысловая экспедиция под руководством Н. М. Книповича.

В первые годы XX в. многочисленные данные наблюдений в океанах и морях стали обобщаться в виде карт, атласов, монографий.

Широко развернулись океанографические исследования в нашей стране после Октябрьской революции. В 1921 г. был подписан декрет о создании Плавучего морского научного института. Этот документ придал отечественной науке о море государственное значение, которое сохраняется и в наши дни.

В 20-е гг. проводились значительные экспедиции на Баренцевом, Белом, Черном и Каспийском морях. Во время второго Международного полярного года (1932-1933) наши морские экспедиции обследовали Гренландское, Баренцево, Карское, Чукотское и Берингово моря. В дальнейшем (1934-1935) в эти моря снаряжались советские высокоширотные экспедиции на судах «Литке», «Персей», ледоколе «Садко». В 1937 г. впервые в мире была организована дрейфующая станция на льдине у Северного полюса (СП-1) во главе с И. Д. Папаниным. В 1941 г. состоялась воздушная экспедиция в район «полюса относительной недоступности» (севернее о. Врангеля). Дрейфующая станция и воздушная экспедиция положили начало принципиально новому и эффективному способу изучения Северного Ледовитого океана.

Изучение океанов и морей в 20-х и 40-х гг. дало обширный материал не только для выяснения закономерностей распределения океанографических характеристик морских вод, но и для исследования важнейших процессов в Мировом океане.

После второй мировой войны многие страны начали проводить экспедиционные исследования Мирового океана. Они охватили огромные пространства от Арктики до Антарктики. Большое внимание уделялось изучению рельефа дна, физико-химических свойств океанских вод, течений, льдов.

В нашей стране в 1948 г. в свой первый рейс вышел флагман советского экспедиционного флота – «Витязь». С этим судном связана целая эпоха отечественных исследований в дальневосточных морях, Тихом океане, а в дальнейшем и в других океанах. Вслед за «Витязем» советский научно-исследовательский флот пополнился и другими крупными судами. На океанские просторы вышли «Михаил Ломоносов», «Академик Курчатов», «Вернадский», «Профессор Зубов», «Профессор Визе», «Академик Мстислав Келдыш» и другие. Кроме того, в океанологических исследованиях стали широко применяться необитаемые и обитаемые подводные аппараты «Мир», «Пайсис» и др.

В результате послевоенных океанологических исследований сделаны крупные географические открытия. В Северном Ледовитом океане открыты подводные хребты Ломоносова, Менделеева, котловины Макарова, Амундсена и другие крупные формы рельефа дна. В Тихом океане обнаружено глубинное противотечение Кромвелла, в Атлантическом – противотечение Ломоносова, в Индийском – противотечение Тареева.

Изучение Мирового океана в наши дни носит в основном проблемный характер. Оно включает в себя целенаправленные теоретические и экспедиционные исследования по отдельным крупным проблемам. Изучение Мирового океана связанны с исследованием термодинамических процессов, экологических ситуаций, взаимодействия океана и атмосферы и т. п.

Характерная черта современных океанологических исследований – их высокая техническая вооруженность. Научные суда располагают средствами космической связи и навигации, судовые лаборатории оборудованы электронными приборами, автоматизированными системами сбора и обработки информации. Это позволяет исследователям улавливать тонкие физико-химические процессы в океане, познавать микроструктуру его вод.

В настоящее время широко практикуются международные и двухсторонние межгосударственные океанские экспедиции. Они дают возможность сконцентрировать в изучаемом районе несколько исследовательских судов и значительное количество автономно действующих станций с измерительной аппаратурой. Эти экспедиции позволяют получать подробные данные о температуре, солености воды, течениях и т. д. Такие экспедиции дают важные научные результаты. Примером может служить советско-американская экспедиция в северной части Атлантического океана. Данная экспедиция получила название «Полимоде» (от названия советской экспедиции «Полигон» и американской «Моде»). Главным результатом совместных исследований явилось обнаружение крупных океанских вихрей, подобных циклонам и антициклонам в атмосфере. Изучение и объяснение океанских вихрей – одна из основных проблем современной науки о море.

Современные океанологические исследования носят не только фундаментальный, но в значительной мере и прикладной характер. Они обеспечивают широкое использование различных ресурсов океанов и морей. Практически все прибрежные страны осваивают богатства океанов и морей. В связи с этим возникла необходимость международно-правового регулирования хозяйственной деятельности государств в Мировом океане. Оно проводится на основе Конвенции ООН по морскому праву, принятой в 1982 г. К наиболее важным пространственным понятиям данной конвенции относятся:

территориальное море (территориальные воды) — прибрежный морской пояс, примыкающий к внутренним водам государства, на который распространяется его суверенитет. Каждое государство имеет право устанавливать ширину своего территориального моря не более чем 12 морских миль (морская миля равна 1852 м).

открытое море открыто для всех государств как прибрежных, так и не имеющих выхода к морю и предусматривает свободу использования его пространства для различных видов хозяйственной деятельности (рыболовство, судоходство, полеты, прокладка подводных кабелей и т. п.) любой страной. Никакое государство не в праве претендовать на подчинение этого водного пространства своему суверенитету.

континентальный шельф прибрежного государства — морское дно и недра подводных районов, простирающиеся за пределы его территориального моря до внешней границы подводной окраины материка или на 200 морских миль от берега. Прибрежное государство осуществляет суверенные права на континентальном шельфе при разведке и разработке его естественных (живых и неживых) богатств.

исключительная экономическая зона – район шириной 200 морских миль, находящийся за пределами территориального моря и прилегающий к нему. В этой зоне прибрежные государства:

во-первых, имеют суверенные права, касающиеся разведки и разработки природных ресурсов, находящихся в водах, на дне и его недрах;

во-вторых, осуществляют в этой зоне контроль за охраной морской среды и проведением научных исследований другими странами.

В исключительной экономической зоне прибрежной страны все другие государства пользуются свободой судоходства, полетов, прокладкой подводных кабелей и трубопроводов, не нарушая прав прибрежной страны.

Интенсивная эксплуатация ресурсов и транспортных путей Мирового океана, особенно за последние 30-35 лет, неблагоприятно сказалась на его природных условиях. Воды многих районов океанов и морей загрязнены нефтепродуктами, токсическими веществами промышленных, сельско-хозяйственных и бытовых стоков, замусорены различными отходами и т. п. Чрезмерная добыча многих видов рыбы и некоторых животных (китов, моржей и др.) привела к сокращению их численности, и даже к угрозе полного исчезновения. Все это влечет за собой острые, критические экологические ситуации. Мировой океан в наши дни, нуждается в хорошо продуманной и эффективной защите, в рациональном использовании его природных богатств. В разных районах океана негативное влияние человека проявляется неодинаково. Чтобы успешно решать экологические проблемы, необходимо, прежде всего, знать природные особенности не только Мирового океана в целом, но и его основных частей.