Народна Освіта » Географія » Історія вивчення світового океану

НАРОДНА ОСВІТА

Історія вивчення світового океану

Нагромадження знань про Світовий океан. Водні простори, які для наших далеких предків були нездоланною перешкодою, названо Океаном за ім'ям грізного бога давньогрецької міфології, володаря водної стихії.

Розвиток географічних знань про океан тісно пов'язаний з вивченням суходолу, оскільки разом із узбережжям відкривались нові акваторії. В історії вивчення Світового океану вирізняють три періоди: нагромадження знань, зародження географії океану як науки та її становлення.

Океан відігравав велику роль у розвитку античних цивілізацій, адже всі міста розташовувались на узбережжях Середземного і Чорного морів. Моря служили шляхами, з морем були пов'язані торгівля та війни. Фінікійці, карфагеняни за три тисячоліття до нашої ери плавали вздовж берегів Західної та Східної Африки. Єгиптянам, грекам, китайцям та іншим давнім народам були відомі такі явища природи, як припливи, течії.

Давньогрецькі вчені Гекатей (VI ст. до н. є.), Геродот (V ст. до н. є.), Піфей (IV ст. до н. є.), Дікеарх (IV ст. до н. є.) у своїх працях наводили відомості про природу Середземного та Чорного морів. Арістотель у IV ст. до н. є. висловив думку про неподільність океану, який у середніх широтах являє собою неперервну смугу води. Отже, між берегами Індії та Іспанії знаходиться лише один океан. Цей висновок якраз і врахував X. Колумб, коли запропонував проект пошуків західного морського шляху з Європи в Індію. Історія дослідження океанів.

У І ст. н. є. давньогрецький географ та історик Страбон вважав, що поверхня Землі в минулому змінювалась, що на місці теперішніх материків колись були моря і, навпаки, що океан ніде не переривається. Римський учений Сенека створив учення про баланс вологи на планеті, завдяки якому випарування з поверхні океану компенсується опадами на неї та стоком води з суходолу. В такий спосіб створюється стабільна солоність вод Світового океану.

У V— XV ст. значних досягнень домоглися вчені Арабського Сходу у вивченні узбереж Середземного моря, Індійського та Атлантичного океанів. Нормани відкрили Гренландію, Лабрадор та береги Північно-Східної Америки. На перших картах-порту-ланах (XIV ст.) досить точно відображено обриси берегів.

Поступово на картах уточнювалися обриси берегів Індійського океану.

Розквіт океанографії характерний для кінця XV — початку XVI ст. У 1488 р. португальці обігнули Африку, а її південну точку назвали мисом Бур. Але король Португалії перейменував його на мис Доброї Надії, сподіваючись дістатися звідси до Індії.

У серпні 1492 р. на пошуки цієї країни вирушила експедиція X. Колумба. Вона відкрила Північну Пасатну течію, Саргасове море, вперше виявила магнітне схилення. Через три місяці було відкрито один із Багамських островів. Відвідавши Кубу, Гаїті та інші острови, Колумб повернув назад із повідомленням про відкриття «Західної Індії».

На початку 1497 р. з англійського міста Брістоля вирушила експедиція Дж. Кабота. Вона дійшла до берегів Ньюфаундленду і Лабрадору, виявила холодну Лабрадорську течію. Повертався мореплавець з упевненістю, що відкрив «царство великого хана», тобто Китай.

Перша навколосвітня подорож Ф. Магеллана у 1519— 1522 рр. остаточно довела кулястість Землі та єдність Світового океану, що сприяло також установленню співвідношення води й суходолу.

За 25 років від плавання Васко да Гами до подорожі Ф. Магеллана було відкрито більш як половину земної поверхні та встановлено, що вода переважає над суходолом. У праці Вареніуса «Генеральна географія» узагальнено результати досліджень.

Отже, на першому етапі стали відомими значні частини материків, узбереж Атлантичного, Індійського і Тихого океанів. Античні вчені розвивали вчення про Землю як планету, про її розміри, про розподіл води й суходолу та єдність Світового океану.

у XVI—XVIІ ст. численні експедиції охопили різні куточки Світового океану. Голландський мореплавець А. Тасман вперше обігнув Австралію з півдня і відкрив береги Нової Зеландії та водні простори між Австралією та Новою Зеландією. Після відкриття X. Колумба до островів та узбережжя Центральної Америки ринули численні експедиції.

Великобританія та Голландія, зацікавлені у вигідній заморській торгівлі, шукали шляхи до Індії й Китаю вздовж північних берегів Європи, Азії та Північної Америки. Зусиллями декількох англійських мореплавців було з'ясовано загальні риси острівної частини Північної Америки.

Російські землепрохідці дійшли до берегів Північного Льодовитого і Тихого океанів. У 1648 р. козак С. Дежньов уперше досяг східних берегів Америки і довів наявність протоки між нею та Азією. Проте ці відкриття було забуто. Згодом протоку заново відкрив В. Беринг, і її назвали його іменем.

Отже, до середини XVII ст. було завершено відкриття акваторії Атлантичного океану і тривало відкриття Індійського й Тихого океанів.

Період XVII—XIX ст.— це не лише завершення територіальних відкриттів, а й час перших великих узагальнень та організації спеціальних наукових експедицій, становлення нових методів досліджень.

У 1768—1779 рр. Дж. Кук у трьох експедиціях дослідив Тихий океан від берегів Антарктиди до Чукотського моря. Крім того, ще понад 60 морських експедицій, з них 25 навколосвітніх, борознили морські простори і здобували нові відомості про землі, про фізичні властивості вод океанів, про їхній рух. Серед навколосвітніх експедицій цього періоду, що їх здійснили російські моряки, найважливішими були І. Крузенштерна і Ю. Лисянського (1803—1805 рр.), Ф. Беллінсгаузена і М. Лаза-рева (1819—1821 рр.), О. Коцебу (1823—1826 рр.). З кораблів проводилися глибоководні океанологічні спостереження, визначалися течії, температура води й коливання її рівнів, фізико-хімічні властивості антарктичних вод і криги.

Першою науковою працею, присвяченою безпосередньо океанові, була «Фізична історія моря» італійського вченого Марсільї, видана 1725 р. В ній ішлося про будову осадків дна океану, його рельєф, густину та інші властивості морської води, склад її солей.

Значний внесок у розвиток океанографії зробив М. Ломоносов. За його кресленнями було сконструйовано прилад для вимірювання напрямку і швидкості течій. У 1761 р. Ломоносов склав класифікацію морської криги, а ще через два роки описав Північний Льодовитий океан. Він науково обґрунтував можливість плавання в Індію та Китай Північним морським шляхом. Ідеї Ломоносова розвивав мореплавець, один із засновників Російського географічного товариства Ф. Літке. Він описав Баренцове та Біле моря, західне узбережжя Нової Землі.

Велике значення в розвитку океанографії мали праці І. Ньютона, П. Лапласа, Ж. Лагранжа та інших учених. Ньютон, зокрема, першим теоретично вмотивував явище припливів і відпливів та хвилювання взагалі. Пізніше воно було поглиблене й розширене в працях Й. Бернулі, П. Лапласа і Дж. Ері.

Лейтенант американського флоту М. Морі зібрав і узагальнив результати океанічних спостережень у праці «Фізична географія морів». У ній вміщено карту вітрів і океанічних течій та рельєфу дна Північної Атлантики. Велика заслуга Морі також у тому, що він заклав підвалини морської метеорології, визначив напрямки спільного вивчення океану й атмосфери.

Відтак поступово систематизувалися та узагальнювалися матеріали експедицій, складалися перші карти океанічних течій, рельєфу морського дна, робилися перші спроби комплексних досліджень акваторій.

У 1872 р. розпочалася навколосвітня подорож-експедиція військового вітрильно-парового корвета «Челінджер» на чолі з англійським зоологом В. Томсоном. її наукові підсумки було опрацьовано під керівництвом Дж. Меррея та викладено в 50 томах, які й досі не втратили своєї цінності.

Наприкінці XIX ст. вивчалися полярні райони. Особливого значення набуло плавання Ф. Нансена на судні «Фрам», під час якого досліджено природні умови басейну Північного Льодовитого океану. Багато відомостей зібрано про води Антарктики.

Отже, наприкінці XIX ст. Світовий океан, його обриси були відомі науці.

Значний внесок у розвиток океанографії належить мореплавцеві та вченому С. Макарову. У протоці Босфор він провів понад 4000 спостережень за температурою та густиною води, близько 1000 вимірів течій. Це дозволило дійти важливого висновку про зустрічні течії. З його ініціативи було збудовано криголам «Ермак» для вивчення морів Арктики.

С. Макаров докладно описав північну частину Тихого океану в праці «"Витязь" і Тихий океан». Командував корветом «Витязь» сам автор праці.

Велика роль у розвитку океанографії належить Міжнародній раді (м. Копенгаген) з вивчення морів, що її створено 1889 р. на IV Міжнародному географічному конгресі в Берліні. За 10 років існування рада організувала маршрути постійних досліджень в океані, під час яких 4 рази на рік велися спостереження за характеристиками води і погоди. Вони засвідчили значну мінливість якості води від сезону до сезону і з року в рік. Рада сприяла розробленню методів досліджень, створенню приладів тощо.

На межі XIX—XX ст. проведення понад 15 тис. глибинних промірів уможливило створення генеральної батиметричної карти океанів на 24 аркушах у масштабі 1:10 000 000, яку було видано під орудою засновника Океанографічного інституту в Парижі та Океанографічного музею в Монако принца Альберта Монакського.

Нові дані про дно Світового океану надходили від океанографічних суден багатьох держав. У 1912 р. в Берліні під керівництвом спеціаліста- океанографа М. Гролла було складено нову батиметричну карту Світового океану в масштабі 1 : 40 000 000, а 1927 р. вдруге видано генеральну батиметричну карту на підставі ЗО тис. промірів.

Тривало вивчення фізичних і хімічних процесів та органічного життя в океанах.

У 1919 р. в Петрограді створено Комітет із гідрометеорології та геології; через чотири роки його перейменовано в Центральне гідрометеорологічне бюро. Одним із його завдань було вивчення узбережних зон і керівництво гідрометеорологічною мережею. В 1921 р. засновано Плавучий морський науковий інститут (Плавморнін). Його завдання полягало в систематичному гідрографічному обстеженні арктичних морів та комплексному вивченні їх разом із прилеглими до них частинами суходолу.

В інституті функціонували відділи з вивчення водних течій, кліматичних умов, життя мешканців океанських вод і мінеральних багатств під керівництвом одного з основоположників сучасної океанології професора І. Мєсяцева. Його перше експедиційне судно «Персей» починаючи з 1923 р. здійснило майже сотню рейсів у просторах Баренцового, Білого, Карського, Гренландського та Норвезького морів. (Атомоходи «Сибирь», «Арктика» слідом за кораблем «Персей» проклали маршрути вздовж берегів Нової Землі, Землі Франца-Йосифа, Гренландії.)

Вищу плавучу школу океанографічних досліджень пройшов в праці «"Витязь" і Тихий океан». Командував корветом «Витязь» сам автор праці.

Велика роль у розвитку океанографії належить Міжнародній раді (м. Копенгаген) з вивчення морів, що її створено 1889 р. на IV Міжнародному географічному конгресі в Берліні. За 10 років існування рада організувала маршрути постійних досліджень в океані, під час яких 4 рази на рік велися спостереження за характеристиками води і погоди. Вони засвідчили значну мінливість якості води від сезону до сезону і з року в рік. Рада сприяла розробленню методів досліджень, створенню приладів тощо.

На межі XIX—XX ст. проведення понад 15 тис. глибинних промірів уможливило створення генеральної батиметричної карти океанів на 24 аркушах у масштабі 1:10 000 000, яку було видано під орудою засновника Океанографічного інституту в Парижі та Океанографічного музею в Монако принца Альберта Монакського.

Нові дані про дно Світового океану надходили від океанографічних суден багатьох держав. У 1912 р. в Берліні під керівництвом спеціаліста- океанографа М. Гролла було складено нову батиметричну карту Світового океану в масштабі 1 :

40 000 000, а 1927 р. вдруге видано генеральну батиметричну карту на підставі ЗО тис. промірів.

Тривало вивчення фізичних і хімічних процесів та органічного життя в океанах.

У 1919 р. в Петрограді створено Комітет із гідрометеорології та геології; через чотири роки його перейменовано в Центральне гідрометеорологічне бюро. Одним із його завдань було вивчення узбережних зон і керівництво гідрометеорологічною мережею. В 1921 р. засновано Плавучий морський науковий інститут (Плавморнін). Його завдання полягало в систематичному гідрографічному обстеженні арктичних морів та комплексному вивченні їх разом із прилеглими до них частинами суходолу.

В інституті функціонували відділи з вивчення водних течій, кліматичних умов, життя мешканців океанських вод і мінеральних багатств під керівництвом одного з основоположників сучасної океанології професора І. Мєсяцева. Його перше експедиційне судно «Персей» починаючи з 1923 р. здійснило майже сотню рейсів у просторах Баренцового, Білого, Карського, Гренландського та Норвезького морів. (Атомоходи «Сибирь», «Арктика» слідом за кораблем «Персей» проклали маршрути вздовж берегів Нової Землі, Землі Франца-Йосифа, Гренландії.)

Вищу плавучу школу океанографічних досліджень пройшов на цьому судні великий колектив молодих учених — фізиків, хіміків, геологів, біологів. Згодом їхні імена стали всесвітньо відомими. Це В. Шулейкін, Л. Зенкевич, В. Богоров, В. Зенко-вич, С. Бруевич, М. Кльонова. Багатьма експедиційними рейсами судна «Персей» керував видатний вчений професор М. Зубов.

До Великої Вітчизняної війни спеціально побудованих суден іще не було, тому океанографічні дослідження проводилися на невеликих мотовітрильних чи на дещо переобладнаних криголамних і транспортних суднах.

У 1932 р. вперше в історії мореплавства за один навігаційний сезон Північний морський шлях подолав пароплав «Сибиря-ков». Експедицією керував талановитий учений, автор відомої гіпотези про утворення Сонячної системи О. Шмідт.

За II Міжнародний полярний рік (1932—1933 рр.) на Північ було відряджено понад 20 експедицій, які дослідили простір від Кольського півострова до ріки Об: Біле, Баренцове і Карське моря, Большеземельську тундру, Нову Землю, острів Вайгач та ін.

З 1925 р. на базі реорганізованої Північної науково-промислової експедиції створено Інститут вивчення Півночі, а 1930 р. — Арктичний інститут (нині Арктичний і антарктичний науково-дослідний інститут). Почали функціонувати місцеві морські обсерваторії. Діяльність прибережних морських станцій доповнювалася численними експедиціями, виникла авіарозвідка. Всебічне планомірне вивчення центральної частини Північного Льодовитого океану почалося на науково-дослідній станції «Северный полюс-1».

Отже, перша половина XX ст. стала періодом організації науково- дослідних установ, мережі стаціонарних спостережень та вдосконалення методів океанографічних досліджень.

Від початку 50-х рр. основні зусилля океанографів були спрямовані на подальше вивчення Атлантичного океану та його морів. Особливо активні дослідження провадили Ламонтська геологічна обсерваторія при Колумбійському університеті та Океанографічний інститут у Вудсхолі (США). На суднах «Атлантіс», «Віма», «Кроуфорд», «Альбатрос», «Керін» досліджувалися рельєф і відклади дна океану, течії, фізичні й хімічні властивості вод, життя в різних частинах Атлантики.

Під час Міжнародного геофізичного року (МГР, 1957— 1959 рр.), що значно прискорив систематичне вивчення Світового океану, почала дослідження немагнітна шхуна «Заря». Тоді в різних частинах Світового океану провадились експедиції на науково-дослідних суднах «Витязь», «Михаил Ломоносов» та пристосованому для антарктичних експедицій дизель-електрохо-ді «Обь». Під час МГР спостереження вели з 3 тис. наукових станцій. Спеціальні міжвідомчі координаційні експедиції керували роботою 70 суден різних країн світу.

З часом у науковому флоті колишнього Радянського Союзу виокремилися дві групи. До першої належали судна для комплексних океанографічних досліджень, до другої—для проведення спеціальних тематичних робіт, а також передбачення погоди, організації видобування корисних копалин, виявлення нових рибопромислових районів тощо.

У 1964—1965 рр. радянсько-кубинська експедиція провадила комплексні дослідження Карибського моря і Мексиканської затоки. У 1970 р. вони тривали вже за Міжнародною програмою СІКАР. Основними учасниками в ній були США і СРСР. На науково-дослідних суднах «Академик Вернадский», «Михаил Ломоносов», «Академик А. Ковалевский» працювали і українські вчені.

Упродовж подальших років здійснювалися великі міжнародні програми дослідження Світового океану.

Так, у 1977—1978 рр. проведено радянсько-американський експеримент ПОЛІМОДЕ для вивчення океанських вихорів.

ТРОПЕКС, ДЖАСИН, ПІГАП — це основні програми, за якими досліджувалися взаємодія океану й атмосфери, турбулентна дифузія домішок у морі, динаміка берегів, застосування дистанційного вивчення океану аерокосмічними засобами тощо.

В усіх названих програмах брали участь вчені НАН України, вищих навчальних закладів і галузевих інститутів.

Океан вивчався в численних лабораторіях науково-дослідних суден «Академик Курчатов», «Академик Вернадский», «Профес-сор Визе», «Профессор Штокман», «Михаил Ломоносов», «Про-фессор Богоров», «Петр

и

Лебедев», «Сергей Вавилов», «Виктор Бугаев» та багатьох інших. Серед них є комплексного призначення і спеціалізовані: судна служби погоди, геофізичні, геологічні, космічних досліджень. Найбільші й найкраще оснащені — «Космонавт Юрий Гагарин», «Академик Сергей Королев», «Космонавт Владимир Комаров». На початку 1996 р. у Світовий океан вийшло нове українське науково-дослідне судно «Київ». Фактично вони — плавучі науково-дослідні інститути.

Прилади сучасних кораблів точно фіксують різноманітні процеси не лише в океані, а й у земній корі, атмосфері та в космічному просторі.

З освоєнням космосу виникли методи, що дозволяють постійно отримувати інформацію з орбіт супутників, космічних кораблів і станцій про життя в океанах (зокрема про розподіл планктону і міграцію косяків риби), характер, напрямок і швидкість течій, зміну температури поверхневих вод, забруднення вод нафтою і нафтопродуктами. З супутників і космічних станцій надходить оперативна інформація про характер хмарності, хвилювання та льодової ситуації, як-от повідомлення космонавтів В. Ковальонка і О. Іванченкова в центр «Природа» з орбітальної станції «Салют-6» про цвітіння планктону в Охотському морі. О цій порі туди прямують косяки риби. Повідомлення передали в Міністерство рибної промисловості, а звідти — риболовним суднам. Космонавти інформували також про межі цвітіння планктону і напрямок його переміщення. Без такої інформації моряки не змогли б їх визначити.

У цьому ж польоті В. Ковальонок спостерігав загадкові підвищення рівня води в різних океанах: одне з них у Тіморському морі поблизу Австралії, де воно мало вигляд високого валу завдовжки близько 100 км і заввишки до 50 м; друге в Атлантичному океані нагадувало підняття. В центральній частині Тихого океану неподалік од Каролінських островів космонавт побачив улоговину. Ці форми поверхні океану існують кілька хвилин, а з часом знову з'являються на тих самих місцях. Нерідко космонавт спостерігав виступи на поверхні води заввишки кілька десятків метрів або гігантські хвилі з кількома уступами на їхніх схилах.

Кроки в морські глибини. Доступ до глибин Світового океану (гідрокосмос) пов'язаний з науково-технічним прогресом людства.

Першим підводним апаратом для відносно тривалого перебування під водою можна вважати пристрій, що його створив 1819 р. англієць А. Зібе. В удосконаленому варіанті це сучасний водолазний костюм. З його появою стали приступними глибини в кілька десятків метрів. Але цей апарат не давав змоги людині широко маневрувати, бо був з'єднаний з поверхнею повітряним шлангом. Поступово його вдосконалювали. Але тільки 1943 p., внаслідок багаторічної праці французького дослідника морських глибин Жака-Іва Кусто та інженера Е. Ганьяна, з'явився полегшений автоматичний водолазний апарат, що його назвали аквалангом (від лат. aqua — вода і англ. lung —легеня, тобто підводні легені). Завдяки транспортуванню на собі стиснутого повітря в балонах людина могла вільно пересуватися на значну відстань на глибині до 100 м (рис. 1).

перші скафандриУ нашій країні акваланги в морській геології вперше застосував В Зенкович під час вивчення берегів Чорного та Азовського морів. За даними професора Є. Шнюкова, акваланги було використано під час вивчення поширення залізних руд в Азовському і Чорному морях, а також для спостереження за грязьовим вулканізмом навколо Керченського півострова. У США аквалангісти успішно провели підводні геологічні дослідження шельфу Тихого океану поблизу Каліфорнійського узбережжя, де було виявлено значні нафтоносні структури.

Проте широкі геологічні, біологічні, гідрологічні та інші дослідження під водою можливі лише за допомогою сучасних підводних лабораторій з великою кількістю приладів, телевізійними камерами, прожекторами, механічними руками тощо.

Звісно, крім кисню, серед основних проблем

—   подолання тиску, який швидко збільшується з глибиною. Вже на глибині 10 м він дорівнює двом атмосферам. Якщо прийняти поверхню людського тіла 1,8 м2, то, знаючи, що за законом фізики тиск діє з однаковою силою на всі частини тіла, можна підрахувати, що він на глибині 10 м дорівнює 36 т, а на стометровій глибині, що її досягають аквалангісти, становитиме близько 200 т. Наше тіло витримує такий тиск лише тому, що воно само складається переважно з води. Тиску бояться порожнини нашого тіла: легені, лобні й носові пазухи, що за підвищеного тиску зменшуються.

Все це стосується людини. Але ті самі закони фізики діють і на підводні апарати. Ось чому вчені та інженери крок за кроком вдосконалювали підводні батискафи, човни, камери для спостережень, підводні будиночки тощо (рис. 2).

Наукова література й періодична преса часто повідомляють про спуски на великі глибини різних апаратів із загадковими назвами: «ТИНРО-2», «ОСА-3- 600», «Пайсис», «Бентос-300», «Северянка», «Трієст»,

«Архімед»

Підводні апарати, будиночки й лабораторії для досліджень на різних глибинах (із книги С. Л. Осокіна «Світовий океан»Рис. 2.:

1 і 2 планер для транспортування легководолазів; 3 і 4 — автономний «мокрий» транспортувальник легководолазів; 5 —буксирувальник легководолазів; 6 — автономний «сухий» транспортувальник легководолазів; 7—транспортувальник легководолазів — «підводний пліт»; 8—гідростат «Север-Ь; 9—гідростат Галеацці; 10 — батисфера Бібі-Бартона; 11 —твердий скафандр Галеацці КМ/200; 12 і 13-апарати типу «Спортсмен»; 14 - «Піскес»; 15 - «поринаюче олюдце»; 16 — «Бентос-У»; 17 — «Старт-11»; 18 — «Алюмінаут»; 19 — «Опост Пікар»; 20 — «Діп

Джіп»; 21— «Куросіво-П»; 22—«Долфін»; 23 — «Діл Квест»; 24 — «Морей ТУІА»; 25 — «Тріг.ст»; 26 «Діпстар 4000»; 27 — апарат фірми «Дженерал Мілс»; 28 — «Бівер»; 29 — «Кабма-рин»; ЗО — «Старт III»; 31 — «Алвін»; 32 — «Іоміурі»; 33 — «ДОВБ»; 34 — «БЗЗУЗ»; 35 — «Робот»; 36 — «Мобот»; 37 — «Іпіто»; 38 — «Соларіс»; 39 — «Теленауте»; 40 — «ОМІ — КДЛМ»; 41 — камера для леїховодолазів; 42 — камера для легководолазів «ЖТО»; 43 —камера «Галеац-ці»; 44 — камера «Сі Дшер»; 45 — підводний будиночок «зірка» (експеримент «Преконти-нент ІІ»|; 46 — гараж для «поринаючого блюдця»; 47 — глибоководний будиночок (експеримент «Преконтинент II»); 48 - підводний будиночок (експеримент «Преконтинент-Ш»); 49 і 50 — підводні лабораторії «Сілаб І» і «Сілаб II»; 51 і 52 —камера для леїховодолазів «Оушен системе».

 

підводні апарати кораблі наутилуси

«Алвін», «Алюмінаут», «ДСРВ», «Бівер-І\/», «Ихтиандр», «Садко», «Аргус», «Спрут», «Черномор» і под. Що вони собою являють?

Переважно це підводні плавучі лабораторії, батискафи або стаціонарно розміщені на дні будиночки (рис. 2).

З-поміж перших геологічні дослідження з глибоководних апаратів розпочали швейцарські інженери О. Пікар і його син Ж. Пікар. У 1953 р. вони опускались на дно Середземного моря на зробленому за проектом

О. Пікара батискафі «Трієст» і вивчали донні осади. Перегодом з'явилось багато батискафів, з яких вивчали переважно континентальний шельф. Занурювались вони до глибин 200—300 м на 4—10 год. зі швидкістю до 11 км/год. (6 вузлів).

Незабаром було створено нові глибоководні апарати, призначені для вивчення максимальних океанічних глибин: «Архімед», «Діпстар», «ФРНС- 3» та інші.

Але повернімось до біографії знаменитого «Трієста». Після того, як було здійснено кілька подорожей на різні глибини, його продали військово- морському флотові США. У О. Пікара не вистачало коштів для експлуатації свого апарата, бо на кожне його опускання витрачалось багато тисяч

доларів. Уже будучи в розпорядженні ВМФ США, «Трієст» у січні 1960 р. досяг дна Маріанського жолоба — найбільшої глибини планети. До ре­кордної глибини він спускався 4 год. 43 хв. Коли Ж. Пікар і офіцер ВМФ США Д. Волш через ілюмінатори побачили освітлене прожекторами океанічне сіре мулисте дно, прилади показали глибину 10 910 м. За два роки перед тим найбільшу глибину в цій западині та взагалі на планеті відкрили радянські вчені з науково-дослідного судна «Витязь», і становить вона 11 022 м. Збудований зі сталі завтовшки ЗО—40 см, батискаф із кожним кілометром занурення чимраз відчутніше потріскував. Коли він сягнув дна, тиск на кожний сантиметр поверхні дорівнював 1100 кг. За теоретичними розрахунками деяких учених уважалося, що на таких глибинах життя неможливе. Яким же було здивування дослідників, коли перед ілюмінатором, у світлі прожектора, пропливла схожа на камбалу риба! Згодом з'явилася креветка... Дослідники не знали, що життя на цій глибині вже зафіксували радянські вчені.

«Трієст» знаходився на дні лише ЗО хв., але перебування людини на такій глибині мало дуже важливе наукове значення. У 1961 р. у Франції збудували досконаліший батискаф «Архімед». Поблизу берегів Японії він опускався на глибину 9200 м. Під час одного з занурень 1966 р. на борту цього апарата в безодню океану опустилася перша жінка — професор В. Троїцька.

У 1964 р. у США було спущено на воду цікавий апарат «Алюмінаут». Його стінки були зроблені з особливого алюмінієвого сплаву і мали товщину 165 мм, що дозволяло йому занурюватись на робочу глибину до 4570 м. Апарат мав торпедоподібну форму довжиною 15,5 м. Він міг приймати до шести чоловік екіпажу та різноманітне обладнання. Цей апарат також було використано для геологічних досліджень дна. З його допомогою з підводного плато Блейк (поблизу півострова Флорида) піднято зразки залізомарганцевих конкрецій.

Після знаменитої «Денізи» Ж.-І. Кусто з'явилася ціла плеяда аналогічних апаратів, що могли пірнати на глибини 300, 610, 1220, 3965 і 6100 м.

Своєрідний апарат під назвою «Бен Франклін» побудував Ж. Пікар на американські кошти. Він мав форму циліндра діаметром 3 м і довжиною 14 м. На його борту могли вільно розміститися шість гідронавтів. Цей апарат уславився тривалим підводним дрейфом. За місяць мандрів усередині течії Гольфстрім він подолав відстань 2800 км. Завдяки досконалим приладам підводні мандрівники могли досить точно визначати шлях дрейфу, його швидкість, місцеположення в будь-який час, записати на стрічку ехолота рельєф дна та ін.

Учені стежили також за найрізноманітнішими мешканцями підводного царства. Дуже цікаві дані було одержано від спостережень за особливостями Гольфстріму. Під час плавання апарат неодноразово підіймали та опускали внутрішні хвилі теплої течії, а одного разу великий вихор води виштовхнув його на поверхню з глибини 200 м.

Крім наукових, названі підводні апарати виконували інші завдання.

іб

«Трієст», приміром, брав активну участь у пошуках американського атомного підводного човна «Трешер», що зник у квітні 1963 р. Після кількох занурень в Атлантичному океані (400 км на схід від міста Бостон) цей батискаф виявив на глибині понад 5000 м уламки «Трешера». «Алюмінаут» урятував американський апарат «Алвін», що зазнав аварії. До речі, саме «Алвін» виявив на дні Атлантичного океану поблизу берегів Іспанії водневу бомбу, що впала у воду під час вибуху американського бомбардувальника над Іспанією.

Значний вклад у вивчення шельфів північних морів Росії вніс радянський підводний човен-лабораторія «Северянка», перебудований 1958 р. з військового підводного човна. Це був перший випадок експедиційних досліджень під водою, тобто безпосередньо в середовищі океану. Не важко уявити, яку велику й різноманітну інформацію дав науковий підводний човен, пройшовши приблизно 15 тис. миль невідомими підводними шляхами північних морів і Північної Атлантики. Після того було збудовано новий підводний апарат «Север-2». На ньому дослідники могли опускатися до глибини 2000 м і проводити спостереження на значному віддаленні від судна-носія «Одис-сей», що поєднує в собі властивості дослідницького і промислового судна. Апарат мав спеціальний пристрій, що дозволяв йому утримуватися на постійній відстані від дна. Майже рівночасно з апаратом «Север-2» з'явився двомісний, схожий на фантастичну рибину, самохідний апарат «ТИНРО-2». Після успішних випро­бувань у Чорному морі його носієм було призначене науково-дослідне судно «Ихтиандр». Апарат міг проводити геологічні, іхтіологічні, археологічні та інші дослідження на глибині до 400 м. З ангара судна-носія апаратом оперував потужний спускно-підіймальний пристрій. Після відходу від судна командир апарата переходив на так званий звукопідводний зв'язок. За його допомогою підтримувався постійний телеграфний і телефонний зв'язок із судном та іншими підводними апаратами.

У 1975 р. успішно пройшов випробування апарат під назвою «ОСА-3- 600», призначений для трьох акванавтів. Він міг заглиблюватися до 600 м і виконувати таку саму роботу, що й «ТИНРО-2».

«Север-2» і «ОСА-3-600» мають маніпулятори, які точно повторюють рухи людської руки. Це дозволяє підіймати і класти до спеціального висувного контейнера все, що лежить на дні.

В 1976 р. проводились підводні дослідження з апарата «Бентос-300». Він має 30-метрову довжину і здатний перебувати в автономному плаванні біля двох тижнів із 12 акванавтами на борту.

Мініатюрний підводний човен «Аргус» може опускатися до глибини 600 м і вивчати геологію дна.

Значну допомогу у вивченні геології дна морів можуть надати різні роботи і автомати.

В Інституті океанології Академії наук колишнього СРСР (нині Росії) було створено кілька підводних роботів для збирання на дні геологічних зразків. Одному з них дали назву «Краб», хоч він більше схожий на «Луноход».

Завдяки телевізійній установці та пристроєві для приймання і виконання команд він маніпуляторами підбирає і складає в бункер геологічні зразки з глибини до 3000 м. Подібну конструкцію має і апарат «Манта-1,5».

У 1979 р. радянські вчені провели великі дослідження дна Чорного моря з допомогою тримісного апарата «Пайсис», що опустився на 1820 м, і нежилих апаратів типу «Звук» і «Ман-та-1,5». Апарати опускалися на дно понад ЗО разів, подолали 164 км, зробили 3,5 тис. знімків, записали на відеоплівку телевізійних фільмів на 17 годин. Перегодом учені й конструктори розробили акваробот другого покоління «Скат».

Велику цінність становлять наукові дані, одержані під час тривалого перебування акванавтів у підводних будиночках. Про них відомо з різних джерел масової інформації, наукової та науково-художньої літератури.

Перший підводний будиночок під назвою «Діоген» було встановлено 1962 р. на шельфі Середземного моря (в гавані Марсельського порту) під керівництвоа великій (б) глибинах:  1 — намм невтомного Ж.-І. Кусто. Мешканцями цього будиночка були досвідчені водолази А. Фалько і К. Веслі. Мета семидобового перебування французьких акванавтів на глибині 10 м—медико-біологічні дослідження. Це був перший із серії підводних експериментів, що їх задумав Кусто під назвою «Преконтинент».

Експеримент «Преконтинент» одразу привернув увагу нафтових компаній. Вони добре збагнули переваги, що їх могли надати такі будиночки під час експлуатації підводних нафтових і газових родовищ. Досить установити їх на дні й поселити там робітників, як буріння свердловини стане значно дешевшим, ніж буріння зі штучно насипаних островів.

Після першого експерименту Кусто дійшов висновку, що під водою можна встановити постійні океанографічні станції — лабораторії, по-новому провадити пошуково-розвідувальні роботи, прокладати трубопроводи і розводити цінні породи риб.

Новий штурм глибин за програмою «Преконтинент» Кусто розпочав із великим розмахом. На глибині 11 м у Червоному морі, за 25 миль від Порт-Судана, розмістилася «Морська зірка», що справді скидалася на величезну чотирипроменеву зірку. Тут же було поставлено гараж для «Денізи» та склад для зберігання скутерів-буксирів, балонів із повітрям, пластикових мішків із рідкісними рибами.

Експеримент, що тривав ЗО діб, завершився успішно. За словами Кусто, його можна буде поновити у будь-якій прибережній зоні, і це допоможе людству освоїти підводний світ.

Незабаром американці в районі Багамських островів і поблизу Каліфорнійського узбережжя розпочали інтенсивні дослідження в підводних лабораторіях. Але заповзятливий Кусто не збирався поступатися першістю. Тоді ж, коли США розпочали дослідження в «Сілабі-2», Кусто наказав опустити на дно гавані Монако новий підводний будиночок «Преконтинент- 3». Його відбуксирували до мису Феррат і встановили на глибині 100 м. Забезпечені найновішою підводною технікою, акванавти перебували у «Преконтиненті-3» 20 діб.

У той час розпочалися експерименти в підводних будиночках багатьох країн, у тому числі в Чехословаччині, Польщі, Болгарії, на Кубі, у ФРН, Англії.

У 1969 р. тривалі підводні експерименти було проведено у СІЛА під назвою «Тектайт-1». Біля одного з Віргінських островів на глибині 15 м було встановлено рекорд тривалості перебування людини, яка дихала азотно- кисневою сумішшю, під водою — 60 діб.

У колишньому СРСР широкі дослідження в підводних лабораторіях розпочалися 1966 р., коли в різних місцях Чорного моря було опущено на дно «Ихтиандр-65», «Ихтиандр-67», «Ихтиандр-68», «Садко-1», «Садко-2», «Черномор-1», «Черномор-2».

До програми досліджень, поруч із різними медико-біологічними, входили океанологічні, зокрема підводні геологічні дослідження. Особливо вдалими за конструкцією, обладнанням та умовами життя є «Черноморы». П'ять акванавтів можуть жити в таких будиночках два місяці на глибині до 60 м.

Отже, крім медико- біологічних       і технічних експериментів у підводних будиночках, важливе місце   займає вивчення геологічної будови морського дна. Описані апарати та будиночки дають дослідникам можли­вість одержувати потрібну інформацію про поверхневі шари осадових порід морського дна. Але цього ніяк не достатньо, щоб мати повне уявлення про його геологічну будову.

Способи бурші ш на малій та великій глибинах

Мал. 3. Способи бурші ш на малій (а) та великій (б) глибинах:

1 — намивній острів; 2 — земснаряд; 3 — платформа на опорі; 4 — плавучі цистерни; 5 — самопідіймальна платформа; 6 — трубчасті опори; 7 — підіймальний механізм; 8 — напівзануре- на платформа; 9 — судно з буровою установкою

 

Найширшу (хоч вона й дорого коштує) геологічну інформацію може дати тільки глибоке морське свердлування. Його можна проводити зі штучно насипаних островів, естакад (у Каспійському морі), спеціальних бурових платформ, а також із бурових суден та барж (рис. 3). Глибоке буріння має цільове спрямування: для експлуатації родовищ нафти й газу або для одержання наукової інформації про геологічну будову дна океанів і морів.

Попри те, що нині буріння технічно можливе на глибинах Світового океану до 6 км, основні роботи все ж проводяться на мілководді в місцях великих родовищ нафти й газу.

Велику і надзвичайно важливу роботу для вивчення геології дна виконують спеціальні судна з буровими вишками. Такі судна мають велику мобільність, упродовж тривалого часу не потребують допоміжного обладнання, забезпечують буріння на значно більших глибинах, ніж на плавучих платформах.

Найбільш досконалим довго вважалося бурове судно США «Гломар Челінджер». Буріння з нього почали 1968 р., після того, як було розроблено проект глибоководного буріння в океанах для збирання інформації про вік і потужність гірських порід дна.

Згодом кілька подібних суден було побудовано у Франції. На початку 90-х рр. їх у різних країнах уже налічувалося більше двадцяти. Зараз найдосконалішим вважається бурове судно США «Джойдес Резольюшен», яке здійснює буріння в різних частинах Світового океану. Але найшвидше дані про осади морського дна дослідники одержують за допомогою ґрунтових «трубок», дночерпаків і драги.

Ґрунтові «трубки» — це труби довжиною переважно до 8 м і діаметром 50—127 мм. Іноді застосовують «трубки» довжиною до 10—12 м і навіть більше з діаметром 145 мм. Достатньо' «трубці» з тягарем дозволити вільно впасти на дно, а потім підняти її лебідкою на борт — і зразки донних відкладів можна досліджувати. Причому «трубка» може підняти зразки відкладів із більших глибин, ніж будь-яке бурове судно. Вчені Інституту геологічних наук НАН України дістали осади з глибини 10 031 м в западині Тонга (Тихий океан), що дотепер є своєрідним світовим рекордом.

Іноді застосовують «трубки», що їх забивають у дно пневматичним способом невеликими вибуховими зарядами, вібропоршневі та ін. Для взяття проб уламкових порід і конкрецій з поверхні дна використовують дночерпаки і драги.

Різноманітну інформацію про рельєф і геологічну структуру дна дали також геофізичні методи досліджень, які почалися в післявоєнні роки, а потім чимраз ширше розгорталися під час Міжнародного геофізичного року (1957—1959 рр.), виконання робіт за Міжнародним проектом верхньої мантії (1961 — 1971 рр.) і Міжнародного геодинамічного проекту (1971

—   1981 рр.).

Від колишнього СРСР дослідження проводили Інститут океанології, Інститут фізики Землі, Інститут земного магнетизму і поширення радіохвиль, Сахалінський комплексний науково-дослідний інститут; від США —

Скріппсовський океанографічний інститут, університети штатів Вашингтон, Орегон у Корваллісі, Гавайський у Гонолулу та Геологічна обсерваторія Ламонта— Доерті Колумбійського університету в Палісейдс; від Японії — Інститут вивчення океанів та Інститут вивчення землетрусів Токійського університету; від Австралії — університет Нового Південного Уельсу в Сіднеї; від Нової Зеландії — Океанографічний інститут у Веллінгтоні. Крім того, до цих досліджень долучилися науково-дослідні інститути й університети інших морських держав.

Можна впевнено говорити про те, що сучасні уявлення про будову земної кори океанічного типу попервах спиралися на геофізичні дослідження. Серед методів перед ведуть сейсмічний, гравіметричний і магнітометричний.

Важливим досягненням у розвитку геофізичних методів досліджень можна вважати вимірювання глибин ехолотом. Його винайшли у 20-х рр. американці. Спочатку він давав інформацію про глибини через кожні 20 хвилин руху судна (в середньому через 5 км). Але вже перед другою світовою війною СІ1ІА застосували ехолот-самописець. Відтоді вимірювання глибин проводиться майже завжди таким ехолотом. Його дія базується на фіксації часу проходження ультразвуку через воду від вібратора- випромінювача до дна і назад до вібратора-приймача. Вони неперервно під час руху судна записують будь-які глибини. Ехолоти типу ГЕЛ-2 надійно вимірюють глибини навіть до 10 000 м. Важлива роль при морських дослідженнях належить фотографуванню. Якщо надводне фотографування з літаків, космічних кораблів і супутників фіксує переважно загальні риси рельєфу і геологічної будови дна мілководдя, то фотографування підводне фіксує всі деталі. На таких фотографіях виразно видно предмети розміром у кілька сантиметрів.

Отже, ми розглянули найважливіші кроки проникнення людини в глибини моря з метою вивчення його рельєфу, геологічної будови та життя в товщі й на дні, а також видобутку корисних копалин. З наведених прикладів можна переконатися, що особливо активне проникнення людини і апаратів у глибини Світового океану відбувалося приблизно в останні ЗО років. Поза сумнівом, ми станемо свідками нових наукових відкриттів і технічних перемог на шляху до вивчення і освоєння його природи.

Наукові досягнення. Кожен рейс науково-дослідних суден різних країн — це нові й нові дані про природу Світового океану. Головні результати досліджень за останні 40 років такі:

Відкрито й досліджено систему підповерхневих течій, що рухаються на схід уздовж екватора під тонким шаром південних пасатних течій. У Тихому океані це протитечія Кромвеля, в Атлантичному — Ломоносова, в Індійському — Тареєва.

Виявлено синоптичні вихори, що зароджуються на периферіях океанічних течій та в центральних частинах круговоротів екваторіальних районів океанів. Ці фізичні аналоги циклонів і антициклонів у атмосфері охоплюють усю товщу води і діють протягом багатьох років.

Завдяки застосуванню малоінерційної апаратури для вимірювання температури, солоності, електропровідності, швидкості поширення звуку у водах, а також течій, відкрито мікроструктуру океану. Виявляється, що води Амазонки окремими «лінзами» поширюються на сотні миль серед атлантичних вод. Такі «лінзи» солоних вод Червоного моря потрапляють у води Індійського океану. Всі вони мають вихровий характер. Встановлено також, що випарування води спричиняє зниження температури поверхні океану на 1 °С.

Відкрито так звані підводні звукові канали в шарах води на глибині до 200—500 м у помірних, до 2000 м — у тропічних широтах. Звуки в цих каналах поширюються на величезні відстані, не послаблюючись.

На підставі батиметричних карт учені дійшли висновку про єдність системи серединно-океанічних хребтів Тихого, Індійського та Атлантичного океанів, про їхні сейсмічність і вулканізм. Доведено, що океанічні жолоби

—    це не просто максимальні глибини, а важливі тектонічні провінції — антиподи серединно-океанічних хребтів. Земна кора тут завтовшки 5— 7 км і занурюється під континентальну.

Океанічне дно розширюється в різні боки від серединно-океанічних хребтів. Відповідно переглянуто низку теоретичних положень про формування земної кори. Гіпотеза про дрейф континентів, що її запропонував 1912 р. А. Вегенер, завдяки новим обґрунтуванням сформувалась як теорія тектоніки літосферних плит.

У Карибському морі відкрито п'ять видів не відомих науці риб. У жолобі Кайман виявлено нову родину морських зірок — кайманостеліди. Кистепері риби — целаканти вважалися вимерлими в пізньому палеозої, та їх знайшли в районі Коморських островів. Вважалося, що молюски класу моноплакофори існували лише від кембрію до девону, але 1952 р. їх було піднято живими з глибини 4 км. Описано більше ніж 280 видів тварин на глибинах понад 8000 м і доведено, що життя існує в усій водній товщі.

Отож, період географічних відкриттів ще не закінчився, але вже настав час виявлення загальних географічних закономірностей.

Завдяки різнобічним і послідовним дослідженням Світового океану вітчизняними і зарубіжними вченими створено й розвинено такі науки, як фізика моря, морська метеорологія, хімія моря, морська геологія, геоморфологія і динаміка прибережної зони, біологія моря. Кожна з цих наук має свій предмет дослідження, метод, теорію і проблеми.

Океаном почали займатися й економісти. Адже впродовж тривалого часу використання багатств Світового океану було по суті хижацьким. В умовах інтенсивного розвитку техніки це призвело до забруднення і збіднення його біологічних ресурсів. Звідси й необхідність створення справжньої, науково обґрунтованої концепції раціонального використання природних ресурсів Світового океану, яка спиралася б на точні знання. Великі надії щодо цього покладаються на фізичну географію Світового океану.

 

1. Як змінювалися уявлення про Світовий океан від античних часів до подорожей X. Колумба і Ф. Магеллана? 2. Що дали для поповнення знань про океани подорожі А. Тасмана, В. Беринга, Дж. Кука, І. Крузенштерна, Ю. Лисянського, Ф. Беллінсгаузена і М. Лазарева, О. Коцебу? 3. Які результати досліджень одержані під керівництвом Міжнародної ради з вивчення морів? 4. Хто з дослідників моря у 20— 30-ті рр. зробив значний внесок у вивчення Арктичного басейну?

5. Які заслуги Ж.-І. Кусто і О. Пікара в освоєнні морських глибин?

6. Дайте характеристику керованим і некерованим підводним апара там. 7. Що являють собою підводні будиночки? 8. Охарактеризуйте методи вивчення геологічної будови і рельєфу дна.

Ця сторінка дозволяє вам скачати реферат чи повідомлення "Історія дослідження океану" можна на нашому сайті народна освіта. Ми працюємо для Вас =)

Категорія: Географія

Автор: admin от 26-01-2013, 00:51, Переглядів: 9991