Меню

Этапы изучения мирового океана

Этапы изучения мирового океана

С каждым плаванием по неизвестным морям, с каждой экспедицией человечество все больше и больше узнавало о водных просторах Мирового океана. Ни один из мореплавателей не оставил без внимания течения и ветры, глубины и острова. Можно назвать много имен тех, кто подарил людям первые сведения об океане: Колумб и Васко да Гама, Магеллан, пират Фрэнсис Дрейк, Кук, Беринг, Дежнев, Лаперуз… Список длинный. Как тут не вспомнить о замечательных русских кругосветных экспедициях Крузенштерна и Лисянского, Головина и Коцебу, Васильева и Шишмарева, Беллинсгаузена и Лазарева. На борту корабля Коцебу знаменитый русский физик Ленц разработал немало приборов для исследования океана. А сколько нового подарило людям плавание Чарлза Дарвина на корабле «Бигль»!

В изучение океанов вносили свою лепту не только профессиональные моряки. Достаточно добавить в качестве примера работу Франклина по созданию первой карты Гольфстрима и труд Ньютона по теории приливов… Наконец, в конце 40‑х годов прошлого столетия американский ученый Мори, иностранный член‑корреспондент Петербургской Академии наук, обобщил большинство добытых наукой сведений и написал первую «Физическую географию океанов». Первую по той полноте сведений, которые в ней содержались.

Все это время – от самых древних времен до работ первой океанографической экспедиции на специальном английском судне «Челленджер» – обычно объединяется в первый этап изучения океана.

Специально для тех, кто, может быть, не слыхал об этом плавании, сообщаю, что за три с лишним года (с декабря 1872 по май 1876‑го) «Челленджер» покрыл расстояние в 68 890 миль по Атлантике, Тихому и Индийскому океанам, а также по водам южных морей. Под руководством Чарлза Уайвилла Томсона и Джона Меррея экспедиция нанесла на карту 140 миллионов квадратных миль океанического дна. Ученые открыли 4417 новых видов живых организмов и установили 715 новых их родов. А сколько было остановок за время рейса? На них измеряли глубины с помощью лота, брали образцы донных пород. Зато, когда вернулись, ученые смогли составить самую первую карту распределения отложений дна.

С 1880 до 1895 года один за другим из печати вышли 50 томов отчета экспедиции с описанием собранных материалов. 70 ученых участвовали в создании этого труда. 40 томов были посвящены только описанию животного мира океана и 2 тома – миру растений.

Результаты этой экспедиции легли в основу всех современных океанологических исследований и до наших дней не утратили своего значения.

От плавания «Челленджера» до начала второй мировой войны идет второй этап изучения океана.

В 1921 году Владимир Ильич Ленин подписал декрет о создании плавучего морского научного института – ПлавморНИИ, которому передали небольшую деревянную парусно‑паровую шхуну «Персей». На борту «Персея» оборудовали 4 лаборатории, и сначала в них работали только 16 человек. Несмотря на такие скромные возможности первенца советского исследовательского флота, его экспедиции стали прекрасной школой для советских океанологов.

В этот период был сделан первый подводный фотоснимок и создан первый подводный кинофильм, рассказывающий о жизни коралловых рифов в районе Багамских островов. Специалисты немагнитного судна «Карнеги» разработали новые методы исследования магнитного поля. А голландский ученый Мейнес проделал первые опыты по измерению силы тяготения с подводной лодки.

Во время второго этапа ученые разбились на несколько групп, объединявших сторонников разных взглядов на происхождение океанов. Действительно, образовались ли они вместе с сушей или позже? Это были очень важные вопросы, от решения которых зависели дальнейшие направления развития теории всей планеты. Некоторые английские ученые защищали даже такое предположение, что когда‑то очень давно от Земли оторвался кусок и на месте образовавшейся впадины заплескались волны Тихого океана. А оторвавшаяся часть пошла на «изготовление» Луны…

В 1912 году немецкий ученый Альфред Лотар Вегенер высказал мысль о том, что материки, как огромные льдины, плавают на подстилающем земную кору слое вязкой массы. Что когда‑то все материки вместе составляли единый континент – Пангею, а остальная часть земного шара была покрыта водой. Потом Пангея раскололась, куски ее расплылись в разные стороны и образовали современные материки, разделенные современными океанами. С мнением Вегенера согласились далеко не все. В спорах приняли участие ученые многих стран. Но ни одна гипотеза, выдвинутая в то довоенное время, не могла достаточно убедительно объяснить происхождение океанических впадин.

Зато в других вопросах, связанных с океанами, был достигнут определенный прогресс. Так, например, в 30‑х и 40‑х годах большинство ученых поддерживало гипотезу советского академика А. И. Опарина о возникновении жизни в океанах Земли.

Третий этап развития океанологии начался с первого крупного послевоенного плавания в 1947–1948 годах. Океанографическая экспедиция на шведском судне «Альбатрос» исследовала глубоководные желобы на дне океана. Они оказались полнейшей неожиданностью для ученых. До 40‑х годов о таких образованиях в подводном рельефе никто и не подозревал. Весь ученый мир с напряженным вниманием следил за исследованиями, за тем, как этот уникальный феномен, скрытый от человеческих глаз, разрастался и отдельные желобы складывались в сложную систему. Большую роль в изучении глубоководных желобов сыграл новый советский экспедиционный корабль «Витязь». Он начал свою работу в Тихом океане в 1949 году и по праву считался тогда одним из самых больших и хорошо оборудованных океанологических кораблей. Ученые, работавшие на борту «Витязя», открыли самые большие глубины на земном шаре, отыскали в океане не только новые виды животных, но и обнаружили новый их тип – погонофоры.

Примерно в то же время занималась исследованием глубоководных желобов и датская экспедиция на судне «Галатея». Опуская свою драгу в вечную тьму глубин, датские ученые обнаружили там животных, похожих на тех, которые водились на нашей планете миллионы лет назад.

Откуда на Земле вода? Этот вопрос, вроде бы такой простой и очевидный, долгие годы не давал покоя ученым. В древности почти у всех народов мира существовали мифы о потопах.

Но мифы и сказки не могут служить основанием для научного знания. Так откуда же все‑таки взялась вода, заполнившая впадины земного рельефа? Много было высказано гипотез. В 1951 году американский ученый В. Руби выдвинул предположение об образовании гидросферы в результате разделения, расслоения – дифференциации мантии Земли.

Вода, до того входившая в состав вещества, из которого образовалась наша планета, теперь как бы «выжималась» из него. Капли сливались в лужицы. Из лужиц образовывались озера и моря, сливались океаны.

Эта идея была развита и обоснована советским ученым А. П. Виноградовым, и сегодня ее разделяет большинство геологов и исследователей океана.

С 1957 года, когда вошли в силу программы Международного геофизического года и Международного геофизического сотрудничества, начался четвертый этап в изучении океана. Важнейшим событием в международных исследованиях явилось открытие единой планетарной системы срединных океанических хребтов – настоящих горных систем, расположенных на дне океанов и скрытых под поверхностью вод. Известный советский ученый М. А. Лаврентьев установил, что вдоль этих подводных хребтов распространяются страшные волны цунами, несущие разрушения и гибель людям, живущим на побережьях.

В 1961 году начались работы по проекту «Молох». Геологи задумали пробурить толщу земной коры на морском дне, где она не такая толстая, как на суше, и достигнуть границы верхней мантии, чтобы узнать наконец, что она из себя представляет. В США было построено специальное буровое судно «Гломар Челленджер». И первая скважина была заложена у острова Гваделупа…

Добраться до мантии не удалось и по сей день, но сверхглубокое бурение принесло ученым немало интересного. Например, почему‑то все породы, пройденные буром, оказались сравнительно молодыми. А куда же девались старые осадки? И таких загадок оказалось хоть отбавляй…

Третий и четвертый этапы изучения Мирового океана явились настоящей эпохой Великих Океанографических Открытий. Сегодня океан, конечно, уже не тот непостижимо загадочный мир, каким он был еще всего полвека назад. И все равно он полон тайн. Чтобы изучить, чтобы обжить его просторы, уже недостаточно одних лишь исследовательских судов‑лабораторий и судов – научно‑исследовательских институтов. Сегодня в едином комплексе работают автоматические и обитаемые буи‑лаборатории, подводные аппараты, искусственные спутники Земли и пока еще не очень многочисленные подводные исследовательские группы акванавтов, живущих и работающих в подводных домах‑лабораториях.

Дата добавления: 2016-01-29 ; просмотров: 1334 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

История изучения Мирового океана

21 декабря 1872 г. в кругосветное плавание отправился первый в мире специально оборудованный океанографический корабль «Челленджер». Он вышел из английского порта Портсмут, имея на борту шесть ученых британской научной экспедиции. 15 февраля 1873 г. «Челленджером» была сделана первая из 362 океанографических станций. Океанографический корабль прошел по всем океанам (исключая Северный Ледовитый) около 70 тыс. морских миль и закончил свои исследования в мае 1876 г. в Англии. Огромный материал, собранный экспедицией за три года плавания, обрабатывался в течение ряда лет. Первый том трудов «Челленджера» вышел в 1880 г., а последний, пятидесятый — в 1895 г.

Читайте также:  Фон у океана стим

В создании этого труда под руководством Уайвилла Томсона и Джона Меррея участвовало 76 авторов. В издании содержатся материалы по зоологии (40 томов), ботанике (2 тома), физико-химическим процессам (2 тома), донным осадкам (1 том). Детальные исследования собранных «Челленджером» донных проб вместе с просмотром 12 тыс. образцов, добытых другими экспедициями, позволили Меррею и Ренару составить первую карту осадков Мирового океана. Ими же впервые была разработана классификация донных отложений. Не случайно, что большую часть трудов «Челленджера» занимали книги по зоологии. До экспедиции о жизни в море было почти ничего не известно. «Челленджер» впервые показал, что океан гораздо более населен разнообразными видами животных, нежели суша.

Исследования на «Челленджере» открыли новую эпоху в изучении океана: считается, что с этого времени зародилась новая наука — океанография.

Конечно, это не означает, что исследования океана не велись до «Челленджера». История изучения океана начинается намного раньше: от древних греков или даже египтян или карфагенян. Но то были общегеографические работы с целью познания устройства поверхности Земли, открытия новых земель.
Подробное описание истории изучения океана не входит в наши задачи. Мы скажем лишь об основных этапах его изучения, основных событиях, имевших наибольшее значение в развитии научных представлений об океане.

Большинство авторов выделяют четыре главных этапа изучения океана. Первый этап охватывает период общегеографических исследований до работ первой океанографической экспедиции на «Челленджере». Этот период богат географическими открытиями мореплавателей прошлого: Колумба, да Гама, Магеллана в средние века, Беринга, Кука, Лаперуза в XVIII в., Коцебу, Беллинсгаузена и многих других моряков, совершавших кругосветные плавания в начале XIX в. Магеллану принадлежит первая, правда не-удачная, попытка измерить глубину в центральной части океана. Однако уже в XVI в. первые отметки глубин открытого моря стали наноситься на карты (Меркатор, 1585; Вагенауер, 1586).

Первое океанологическое судно «Челленджер», осуществившее кругосветную экспедицию в 1872 — 1876 г.

Отдельные научные наблюдения проводились и во время кругосветных экспедиций XVIII — XIX вв. В экспедиции Крузенштерна и Лисянского были проведены определения температуры глубинных вод и относительной прозрачности. Участник плавания Коцебу известный физик Эмилий Ленц разработал новые приборы для исследования в океане, в частности новую конструкцию глубомера, разработал методику для наблюдения в океане и лабораторных исследований. Другой участник экспедиции — зоолог И. И. Эшшольц открыл новый тип морских животных — гребневиков. Сам О. Коцебу на основании наблюдений на коралловых островах высказал соображение о возможном происхождении атоллов, предвосхитив некоторые идеи Ч. Дарвина. Первооткрыватель Антарктиды Ф. Беллинсгаузен также обратил внимание на такой замечательный феномен Мирового океана, как коралловые атоллы. Он предположил, что кольцевой риф возникает в результате растворения известняков внутренней части островов. Теорию происхождения коралловых островов, которая и по сей день остается наиболее правдоподобной, создал, как известно, Ч. Дарвин после кругосветного плавания на корабле «Бигль». Важно заметить, что теория Ч. Дарвина рассматривает генезис атоллов не изолированно, а в связи с развитием океанических впадин.

В XVIII-XIX вв. появляются и первые научные работы, обобщающие сведения об океанах, отдельных процессах, происходящих в море. Первой океанографической сводкой является книга Л. Марсильи (1725 г.). В этой книге он высказывает идею о большом сходстве рельефа суши и морского дна. Одновременно Бюсли, автор способа изображения рельефа морского дна в виде изобат, составляет карты, на которых рисует продолжение горных стран и плато суши на дне морей и океанов. В обширном труде по теории Земли Бюффон обосновывает взгляды о единстве геологического строения суши и океана. Он считал, что в первоначальные этапы развития Земли существовал «первозданный» океан, из которого поднялась суша.

Нужно сказать, что представления о сходстве строения суши и океана, о возможности суши превращаться в морское дно и обратно возникли у древних греков. Аристотель говорил, что одни и те же пространства на Земле не всегда остаются морями, а другие континентами, напротив, все изменяется с течением времени. Страбон в своей «Географии» (I в. до н.э.) писал, что в рельефе суши и моря нет различий, на дне располагаются горные хребты и долины, подобные хребтам и долинам суши.

В XVIII-XIX вв. появляются отдельные обобщения о процессах, происходящих в водной массе океана. Первой работой по океаническим течениям нужно считать карту Гольфстрима, составленную в начале XVIII в. американским ученым и государственным деятелем Б. Франклином. Правда, еще ранее И. Ньютоном была создана теория приливов. Однако это частный случай приложения к океану всемирного закона тяготения, и Ньютон дал только могучее средство для изучения одного из замечательных явлений в Мировом океане.

В середине XIX в., когда сведений о поверхностных явлениях в океане (температуре, течениях, ветре, волнении) накопилось достаточно много, основатель американской Гидрографической службы М. Ф. Мори пишет «Физическую географию океана» и издает атлас ветров и поверхностных течений Мирового океана. Одновременно в 1854 г. он составляет первую батиметрическую карту северной части Атлантического океана. Она явилась обобщением результатов измерений глубин Северной Атлантики, предпринятых главным образом для обеспечения работ по прокладке подводных телеграфных и телефонных кабелей.

Однако развитие мореплавания, океанского промысла, настойчиво требовали более точных сведений об океане, о его природе. Организованная в третьей четверти XIX в. экспедиция на «Челленджере», ознаменовавшая второй этап изучения океана, не была случайным событием в истории океанографии.

Одновременно и вслед за «Челленджером» в открытый океан направились другие отряды ученых Бесплатные мониторинги хайпов. . В 1874 — 1876 и 1873 — 1878 гг. состоялись кругосветные экспедиции на немецком корабле «Газелле» и американском судне «Тускарора». В конце XIX — начале XX в. работают океанографические экспедиции: немецкие — на судах «Вальдивия», «Эди», «Стефан», «Планет», американские — на «Блейк», «Альбатрос», «Неро» и др., датская — на «Ингольф», английские — на «Эджерия», «Дарт», «Пингвин», «Дискавери II» и многие другие. Каждая из этих экспедиций обогащала науку новыми данными по различным областям океанографии. Особенно следует отметить большой вклад в изучение океанографических условий Тихого океана, внесенный исследованиями С. О. Макарова на корабле «Витязь» (1886 — 1889). Много сделано было по изучению Полярного бассейна норвежским ученым Ф. Нансеном, который открыл в период плавания на корабле «Фрам» глубины Северного Ледовитого океана и составил первую карту его дна. Ф. Нансен высказал исключительно важные идеи о происхождении подводного рельефа, особенно рельефа шельфа. Эти идеи не потеряли своего значения и в наши дни. Ф. Нансеном впервые были проведены геофизические исследования во время плавания. Сотрудник Ф. Нансена океанолог Свердруп впервые исследовал гидрологию Северного Ледовитого океана.

Советское экспедиционное судно «Витязь». Исследования, выполненные во время экспедиции на этом судне (начиная с 1949 г.) — важнейшая веха отечественной и мировой океанологии

Большое значение для изучения дна океана имело изобретение эхолота. Наиболее эффективное применение нового способа измерения глубин было осуществлено на немецком судне «Метеор», проводившем океанологические исследования в Атлантическом океане (1925 — 1927). Эхолот позволил во много раз увеличить производительность промерных работ, и знания о подводном рельефе стали возрастать с необычайной быстротой.

Второй этап истории изучения океана, от плаваний «Челленджера» до начала второй мировой войны, характеризуется переходом от описаний к исследованию в океане. В таком переходе весьма значительную роль играла молодая советская океанология. В 1921 г. В. И. Ленин подписал декрет о создании Плавучего морского научного института (Плавморнин), в состав которого вошли главным образом профессора Московского университета.

Структура института была комплексной, в нем были заложены основы всех направлений современной отечественной океанологии. Морской базой Плавморнина служил первенец советского исследовательского флота «Персей» — небольшая деревянная парусно-паровая шхуна с четырьмя лабораториями и научным составом в 16 человек. Несмотря на скромные возможности этого судна, его экспедиции были блестящей школой почти для всех выдающихся советских океанологов старшего поколения (Н. Н. Зубов, Л. А. Зенкевич, В. А. Богоров, В. В. Шулейкин, В. С. Буткевич, Е. М кабель мкэш . обработка смородины весной . Крепе и др.). В результате исследований «Персея» наука обогатилась выдающимися работами: динамический метод расчета течений Н. Н. Зубова, количественные методы изучения бентоса (Л. А. Зенкевич) и планктона (В. Г. Богоров) и т. п. Сотрудником Плавморнина Н. Н. Зубовым в то время был введен в научную литературу термин «океанология», что предусматривало приход на смену океанографическим, описательным работам исследований взаимодействия явлений и процессов в океане.

Читайте также:  Лост арк круизный лайнер сердце океана мокко

В результате большого размаха океанографических работ стали совершенствоваться методы изучения океана, появляться обобщающие сводки и, главное, новые идеи. Из новых методов отметим определение магнитного поля с немагнитного судна «Карнеги» (1909 — 1929), применение геофизических приборов для измерения силы тяготения с подводной лодки, осуществленное в 1923 — 1932 гг. голландским ученым В. Мейнесом, внедрение накануне второй мировой войны эхолотов-самописцев, первые попытки фотографирования морского дна, сделанные Юингом в 1940 г.

Обобщением знаний о рельефе морского дна стали многочисленные карты. В 1904 г. под руководством принца Монакского Альберта I в Монако была составлена Генеральная батиметрическая карта океанов на 24 листах в масштабе 1:10 000 000. В основу карты было положено 18 400 измерений глубин. Второе издание карты вышло в 1927 г., третье — в 1936 г. В довоенные годы были изданы и другие карты по отдельным районам Мирового океана. Наиболее подробной для Атлантического океана была карта, изданная после работ «Метеора» Т. Штоксом (1935 г.). Для Тихого океана Гидрографической службой США были изданы обзорные батиметрические карты разного масштаба. Батиметрические карты позволили рассмотреть вопрос о соотношении ступеней глубин в океанах, определить среднюю глубину океана. Первая кривая соотношения глубин была составлена Лаппараном в 1883 г. Более точную гипсографическую кривую в 1933 г. вычислил Э. Коссина. Эта кривая в общих своих чертах остается верной и по сей день. По гипсографической кривой можно уже было сделать выводы об основных морфоструктурах дна океана. На ней показаны шельф, материковый склон, глубоководные желоба, ложе океана.
Исходя из особенностей распределения глубин по гипсографической кривой, Траберт высказал мысль о коренных различиях в геологических структурах дна океана и морей. Возникло представление о древности и постоянстве (перманентности) океанов, которое было особенно популярно у американских геологов.

С другой стороны, большой популярностью пользовалась гипотеза Зюсса о возникновении, углублении и расширении океанов за счет погружения древней суши вследствие остывания и сжатия земного шара. Из этого следует, что принципиальной разницы в геологическом строении океанических впадин и материков нет. Эта точка зрения поддерживалась и отечественными геологами А. Д. Архангельским, Н. С. Шатским и многими другими. Л. Коберс, поддерживая выводы Э. Зюсса, считал, что высота океанического дна и материков определяется силами изостатического выравнивания.

Изучение географического распространения растений и животных на материках и островах наводило на мысль о возможном единстве последних в геологическом прошлом. Впервые в 1846 г. Фобе выдвинул гипотезу о существовании былых континентальных связей в виде «мостов» суши, т. е. перемычек между континентами. Более того, биогеографические данные служили одним из подтверждений гипотезы раздвижения (дрейфа) материков, выработанной, как известно, наиболее полно А. Вегенером в 1922 г. Идея о существовании в прошлом единого материка и об образовании Атлантического океана в результате отхода Евразии от Америки высказывалась еще в 1858 г. Сандре и Пеллигрини, а в 1908 г.- Тейлором и Бейкером, но наиболее полно и последовательно гипотезу о дрейфе континентов разработал А. Вегенер. В 30-е годы нашего столетия эта гипотеза пользовалась большой популярностью, а затем в 40-х годах и после второй мировой войны ее полностью отвергли, более того, ее не стали принимать всерьез и высмеивали.

Ни одна из гипотез, выдвинутых в довоенные годы, не могла удовлетворительно объяснить происхождение океанических впадин. Ф. Шепард, подводя итоги результатов изучения океана, в своей книге «Геология моря» (изданной в США в 1948 г.) пишет: «По-видимому, наиболее разумно оставить вопрос о происхождении океанических впадин на этом дискуссионном этапе, заметив, что он так же далек от определенного решения, как и вопрос о происхождении Земли». Более определенны в довоенные годы были представления о генезисе водной массы океана и происхождении органической жизни в нем. Уже в 30-40-х годах XX в. поддержкой большинства ученых пользовалась теория А. И. Опарина о возникновении жизни в океане. Рождение этой теории, естественно, предопределено огромным количеством и океанских биологических исследований, и изучением палеонтологами остатков древних организмов в морских отложениях континентов. Теория А. И. Опарина разрабатывается и уточняется и в наши дни.

Относительно генезиса морской воды большинство исследователей, исходя из теории Канта — Лапласа, придерживались почти полностью отвергнутых в настоящее время взглядов о конденсации воды на поверхности Земли по мере остывания планеты.

Первое крупное плавание после второй мировой войны совершила шведская океанографическая экспедиция на судне «Альбатрос» под руководством Ганса Петтерсона. С этого плавания 1947 — 1948 гг. начинается третий этап изучения, длившийся до 1957 г. — начала Международного геофизического года. Послевоенные экспедиции отличаются гораздо большей оснащенностью техническими средствами. Уже на «Альбатросе» впервые с успехом была применена длинная грунтовая поршневая трубка конструкции Кулленберга. В различных экспедициях широко использовались геофизические методы. Особенно следует отметить цикл геофизических исследований в Атлантике, проведенный под руководством Юинга сотрудниками Ламонской геологической обсерватории (США). Все послевоенные экспедиции были снабжены эхолотами-самописцами, которые непрерывно совершенствовались и достигли весьма большой точности. Непрерывное эхолотирование в сочетании с новыми методами определения места судна в океане резко увеличило информацию о рельефе океанских впадин.

Усовершенствовались, естественно, и приборы для гидрологических, биологических видов исследований, что также дало немедленный эффект. Одна из первых послевоенных экспедиций на датском судне «Галатея» (1950 — 1952), занимаясь драгированием дна в районе глубоководных океанских желобов, открыла новые виды животных — аналогов ископаемых организмов.

Подводная исследовательская лодка «Пайсис», способная опускаться на глубину до 2 тыс. м. Такого рода подводные аппараты — мощные средства изучения морских организмов, свойств воды, геологии и рельефа дна

Нужно отметить, что в первые послевоенные годы особенно большое внимание уделялось изучению глубоководных желобов, о которых до 40-х годов почти ничего не было известно. Но уже в 50-е годы была открыта сложная система глубоководных желобов — этого совершенно уникального феномена океана, понимание генезиса которого — несомненный ключ к познанию происхождения океанических впадин.

Исключительно важное место в изучении глубоководных желобов занимают исследования советских ученых на экспедиционном судне «Витязь». Исследования этого корабля — важнейшая веха не только в отечественной, но и в мировой океанологии. Он начал свои работы в Тихом океане в 1949 г. Тогда это был один из самых больших и самый совершенный по оборудованию океанологический корабль (водоизмещением 5,5 тыс. т, 13 лабораторий, 70 научных сотрудников на борту). «Витязем» сделано более 60 научных рейсов, во время которых собраны сотни проб донных колонок, образцов фауны, проб воды, открыты максимальные глубины океана, открыты не только многие новые виды животных, но даже и новый их тип — погонофоры. Исследования на «Витязе» послужили основой для создания крупных монографических сводок, и, прежде всего, многотомного труда сотрудников Института океанологии имени П. П. Ширшова АН СССР «Тихий океан», издание которого завершено в 1974 г.

В 1955 г. в Южном океане начала работать морская Антарктическая экспедиция АН СССР на исследовательском судне «Обь», позволившая собрать обширнейший материал по Приантарктическому району. Эти материалы были обобщены в монографических изданиях «Атласа Антарктиды».

Однако в области теории этот период не принес кардинальных идей о происхождении океанических впадин. По-прежнему противоборствуют две основные точки зрения. Согласно одной, океаны — древние, постоянно существовавшие образования; согласно другой, океаны молоды и образовались на месте суши. Конечно, эти старые гипотезы были сильно модернизированы в соответствии с новыми данными.

В то же время изменились взгляды на генезис океанских вод. В 1951 г. В. Руби (США) представил ряд доказательств, поддерживающих предположение об образовании гидросферы в процессе дифференциации мантии Земли. Затем эта идея была развита и обоснована А. П. Виноградовым, и в настоящее время ее разделяет большинство исследователей океана.

Читайте также:  Тихий океан особенности океана кратко

С 1957 г. начинается четвертый этап в изучении океана. Он связан с исследованиями, проводимыми по программам Международного геофизического года и Международного геофизического сотрудничества. В этот период изучение океана приобретает очень широкий размах, работы ведутся различными странами, и прежде всего СССР и США, по согласованным планам; происходит интенсивный обмен материалами, результатами исследований. В этот период создаются различные международные организации по координации исследований в океане. Так, в 1961 г. была организована Межправительственная океанографическая комиссия (МОК) в составе ЮНЕСКО. Международные исследования концентрируются по отдельным районам (например, Фарерско-Исландский порог) или отдельным проблемам («Тропический эксперимент» и др.). Невозможно перечислить хотя бы часть экспедиций, ибо ежегодно их бывает более десятка. Важно отметить, что происходит дальнейшее усовершенствование методов работы и оборудования, применяемого при исследованиях. Результаты не замедлили сказаться.

Важнейшим событием в изучении океана является открытие в конце 50-х годов единой планетарной системы срединных океанических хребтов (Юинг и Хизен, 1956; Менард, 1958). По мере сбора и систематизации данных о строении и природе срединно-океанических хребтов большинству геологов и геофизиков становится ясно, что эти структуры образуются и развиваются под действием процессов, происходящих в глубинах мантии Земли. Исследования конца 50-х — начала 60-х годов, особенно изучение срединных океанических хребтов и магнитных аномалий в их зоне, привели к рождению новой концепции — «глобальной тектоники плит», которая на новом уровне возрождает гипотезу Вегенера (Диц, 1961; Ф. Вайн, Д. Мэттьюз, 1963). Ныне эта гипотеза в преображенном виде совершает триумфальное шествие по миру, и многие исследователи посвящают памяти Альфреда Вегенера свои книги о «глобальной тектонике плит» (Сорохтин, 1974). Мобилистских взглядов в настоящее время придерживается большинство зарубежных морских геологов и геофизиков. Популярна она и в нашей стране.

В 1961 г. начали проводиться работы по проекту «Мохол», предусматривающие бурение сквозь толщу земной коры до границы с верхней мантией. Первая скважина была пробурена в Тихом океане у о. Гваделупа. С 1968 г. начало работать первое специальное океанское буровое судно «Гломар Челленджер».

Специальное буровое судно «Гломар Челленджер», проводившее по международной программе бурение дна океанов на глубинах до 6 км и получающее керны длиной до 1 км и более

Советские исследователи располагали большим научным флотом, который возглавлял корабль «Космонавт Юрий Гагарин» водоизмещением 45 тыс. т. В СССР действовали несколько океанологических центров: Институт океанологии имени П. П. Ширшова АН СССР с отделениями, Всесоюзный Институт морского рыбного хозяйства и океанографии, Государственный океанографический институт (Москва), Морской гидрофизический институт (Севастополь), Тихоокеанский океанологический институт, Институт биологии моря (Владивосток) и др.

Характернейшая черта современной океанологической науки — вооруженность новейшими техническими средствами. Все большее число крупнейших промышленных предприятий конструирует и изготовляет разнообразное оборудование для исследований в океане: различные типы судов, подводные лодки, специальные платформы и буи, специальные материалы (стали повышенного качества, стекловолокно, плавучие кабели, нейлоновые сети и т. п.), точные приборы для определения места судна, для производства геофизических работ.

В последние годы вместо маршрутных исследований океана получают распространение работы на полигонах или установка на длительное время буев. В исследованиях на полигонах принимает участие обычно несколько судов, одновременно замеряющих те или иные параметры водных масс океана. Такие исследования особенно важны при гидрофизическом изучении океана, так как позволяют охватывать значительную площадь и прослеживать изменения полей температур, солености, течений в пространстве. На полигонах устанавливаются также радиобуи, снабженные датчиками, непрерывно получающими и передающими на корабли или береговые базы информацию о параметрах водных масс. На кораблях и береговых станциях данные обрабатываются с помощью ЭВМ и автоматизированных электронных систем. Для изучения водных масс, взаимодействия атмосферы и океана особенно важны длительные наблюдения, позволяющие улавливать сезонные изменения. Поэтому нередко устанавливаются и обитаемые буи, представляющие собой заглубленные на глубину до 100 м огромные трубы, увенчанные надводными площадками с жилыми помещениями исследователей-наблюдателей. Такие буи позволяют проводить одновременные наблюдения на разных горизонтах глубины и в надводном слое. Исследования на полигонах с использованием буйковых станций сейчас проводятся зачастую по обширным, международным долголетним программам с участием сотен ученых и десятков кораблей. Таковы программы: «Изучение глобальных атмосферных процессов», «ПОЛИМОДЕ» (Полигон для изучения среднемасштабной динамики океана) — исследование вихрей течений в океане, «Изучение Индийского океана» и др.

Конечно, кроме различного рода датчиков, проводящих замеры солености, температур, течений непосредственно в море, широко используются и приборы для получения проб воды, которая анализируется затем лабораторными методами. Отбор проб производится батометрами различной конструкции, способными получать определенные объемы воды на заданной глубине. Биологические пробы отбираются океанологами с судов с помощью различных сетей, драг, соскребающих донную фауну, дночерпателей и т. п.

Особое место в изучении океана занимают подводные исследования. Они позволяют проводить измерения и наблюдения непосредственно в водной толще. Океанологи используют для этого акваланги, подводные лодки, стационарные подводные лаборатории. В настоящее время в разных странах работают десятки подводных аппаратов, способных погружаться на различные глубины, исследовать морские организмы, свойства морской воды, геологию и рельеф дна. Правда, подводные лодки не дают возможности исследователю находиться в подводной среде, он отделен от нее стенками корабля. Другое дело — подводные лаборатории, или подводные дома, когда в любое время человек может выплыть из помещения в открытое море. Впервые такие дома поставил на дно Средиземного моря Жак Кусто, доказав, что человек может неделями жить под водой, не выходя на поверхность. В Советском Союзе также проводились исследования из подводных домов. Наиболее известна подводная лаборатория «Черномор». Большое развитие в последние годы получили геологические и геофизические исследования Мирового океана. Морские геологи имеют богатый арсенал различного рода грунтовых приборов, способных отбирать пробы осадков и пород с любой глубины океана. Некоторое время назад в океане работало специальное буровое судно «Гломар Челленджер», которое по международной программе производило бурение на глубинах океана до 6 км и получало керны длиной до 1 км и более. Пробурив несколько сот скважин, эта плавучая буровая установка позволила получить бесценный материал по истории океана. Геофизические исследования включают в себя сейсмическое зондирование земной коры под океаном, исследование магнитного и гравитационного поля, теплового потока из недр земли. Вместе с глубоководным бурением геофизические методы позволяют получать наиболее ценный материал по происхождению и развитию океанических впадин. Глубинное сейсмическое зондирование, т. е. посылки сквозь толщу воды и дна при взрывах специальными пневматическими «пушками» или электрическими разрядами упругих колебаний среды, делает возможным по скорости прохождения сейсмических волн различать слои земной коры, судить о их составе, топографии, определять границу раздела между слоями, залегающими глубоко под дном океанов. Морские гравиметрические работы (изучение распределения силы тяжести в разных районах) дают сведения о плотности слоев, слагающих кору, примерном рельефе поверхности раздела коры и мантии, об изостатическом равновесии отдельных блоков и горизонтальной неоднородности вещества Земли. Магнитное поле отражает картину распределения магматических очагов, простирания зон расколов и разрывов земной коры. Наконец, исследования теплового потока сквозь дно океана дают представление о физических процессах, протекающих в недрах Земли, местах подъема к поверхности глубинного вещества, зонах раскола коры. В целом геофизическое изучение дна океана выявляет его тектоническое строение и тектоническую жизнь.

Геологические исследования, познание истории эволюции океанического ложа невозможны в наши дни без развития методов лабораторного анализа, методов обработки получаемых материалов. Современные физико-химические методы позволяют получать сведения о возрасте, происхождении, составе тех или иных геологических объектов. Широко используются рентгеноструктурный анализ, геохимические исследования, изучение изотопного состава океанических осадков. По изотопам углерода, урана, протактиния, иония, тория геологи научились определять абсолютный возраст пород, по изотопам кислорода — температуры океанских вод в те или иные геологические эпохи.

Геофизические, геологические исследования вместе с методами современной лабораторной обработки материала особенно бурно развивались в конце прошлого столетия. Благодаря этому был сделан ряд выдающихся открытий, накоплен обширный научный материал, утвердились новые представления, что позволяет сейчас нарисовать достаточно достоверную картину происхождения и истории развития Мирового океана.

Источник

Adblock
detector