Лаборатория для изучения океана

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Лаборатория взаимодействия океана с водами суши и антропогенных процессов ИО РАН

Сотрудники Лаборатории изучают моря и внутренние водоемы: как океан взаимодействует с пресноводным материковым стоком, механизмы воздействия человека на морские и береговые системы, включая загрязнение морской среды. Ученые развивают разработанные численные модели речных плюмов в океане. Это районы в океане, которые находятся под влиянием стока рек. Через них вещества из рек (в том числе те, которые создал человек) попадают в океан, поэтому важно знать, как ведет себя речная вода.

Кроме того, исследователи оценивают загрязненность морей вблизи устьев рек, ищут проявления разгрузки в море подземных вод, прогнозируют риски подводных оползней и др. Ученые уже исследовали Каспийское, Карское, Южно-Китайское моря, атлантический шельф Южной Америки и несколько крупных внутренних водоемов. Изучение водоемов востребовано сегодня, так как они – показатели экологического состояния планеты.

Сотрудники Лаборатории считают, что современные методы и средства океанологических исследований могут и должны применяться не только к океану и морям, но и к озерам и водохранилищам. В последние годы сотрудники провели натурные измерения на озерах Балатон и Иссык-Куль и на Горьковском водохранилище. Наибольшую известность в научном сообществе приобрели результаты, связанные с мониторингом Аральского моря.

Посетите лабораторию, чтобы увидеть, как по возвращении из экспедиций ученые анализируют пробы воды и какие выводы делают на их основе.

Лаборатория физико-геологических исследований ИО РАН

Лаборатория на принципиально новом уровне изучает процессы современного и древнего накопления осадков в Мировом океане.

Последние исследования Лаборатории позволили оценить роль разных процессов во взаимодействии геосфер и обрисовать перспективы добычи минеральных ресурсов океана. Материал для исследования собрали в шести комплексных океанологических экспедициях в Северной Атлантике, включая ее субполярные регионы. Ученые получили новые данные о цикле важного парникового газа метана и о его связи с современными климатическими изменениями. Исследовались процессы извлечения микроэлементов из воды сообществами фито- и зоопланктона, а также преобразования микрочастиц по мере оседания на дно. Изучались потоки осадочного вещества в Северной Атлантике и их сезонная/межгодовая изменчивость, а также скорости накопления осадка.

Эти исследования связаны со стремлением понять историю изменения природной среды и климата, записанную в природных архивах – донных осадках Мирового океана. В будущем эти исследования позволят прогнозировать погоду на недели и месяцы вперед.

Загляните в лабораторию, чтобы познакомиться с одним из ведущих российских океанологов и оборудование, которое помогает его коллегам получать уникальные результаты.

Лаборатория донной фауны океана ИО РАН

Сотрудники Лаборатории исследуют фауну больших глубин Мирового океана. Это единственная лаборатория с такой специализацией в России и одна из немногих в мире. Ключевое направление научных исследований Лаборатории – изучение крупномасштабных причин и закономерностей распределения жизни на дне океана.

Посетив один из архивов лаборатории, можно увидеть жителей Мирового океана, собранных с самых потаенных уголков и хранящих важную информацию.

Лаборатория взаимодействия океана и атмосферы и мониторинга климатических изменений ИО РАН

Сотрудники Лаборатории исследуют климат Мирового океана и влияние Мирового океана на предсказуемость крупномасштабных изменений климата. Исследования изменений климата океана позволяют оценивать влияние аномалий океанской циркуляции в Атлантике на формирование и развитие атмосферных среднеширотных циклонических образований и, как следствие, на европейскую погоду и климат.

Совместно с коллегами сотрудники Лаборатории изучают динамику катастроф – наводнений, связанных с экстремальными осадками и волнами, и землетрясений.

Загляните в лабораторию, чтобы услышать об этом из первых уст.

Источник

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт океанологии им. П.П. Ширшова
Российской академии наук

О лаборатории

Сотрудники Лаборатории среди участников экспедиции на Северный полюс, август 2007г.

Лаборатория химии океана была организована в Институте океанологии в 1976 году на базе Кабинета органической геохимии (1969г). Целью работ Лаборатории стало химическое и биогеохимическое исследование всех основных элементов морской экосистемы для выявления их изменений под воздействием природных и антропогенных факторов.

Создателем коллектива (1964г) и его научным руководителем является Заслуженный деятель науки РФ, доктор гелого-минералогических наук, профессор, академик РАЕН Евгений Александрович Романкевич. С 2005 года Лабораторию возглавляет доктор геолого-минералогических наук Валерий Иванович Пересыпкин. С 2016 года ио рук. лабораторией к.ф-м.н. Ветров Александр Александрович, с 2020 года руководитель лаборатории кандидат биологических наук Ульянцев Александр Сергеевич. В составе Лаборатории химии океана работает 19 человек, в том числе 4 доктора наук и 5 кандидатов наук.

Исследования химического состава воды, взвеси, донных осадков и биоты в Институте океанологии им. П.П. Ширшова всегда являлись неотъемлемой частью комплексного изучения прибрежной зоны, морей России и Мирового океана. При этом фундаментальные разработки глобальной проблемы круговорота веществ сопровождались изучением концентраций и потоков антропогенных соединений. В условиях усиливающегося загрязнения эти исследования приобрели особое значение в настоящее время. За несколько десятилетий целенаправленного изучения химического состава океана были разработаны новая методология многодисциплинарного изучения морской среды, изменяющейся под воздействием природных и антропогенных факторов, а также химико-аналитические методы анализа морской, иловой и речной воды, взвеси, донных осадков, аэрозолей, планктона и бентоса. Это впервые дало возможность сопоставлять на количественном уровне результаты химического изучения различных морских объектов, почв и потоков веществ с суши.

Особенность подхода к решению экологических задач и проблем рационального природопользования заключается:

• в охвате изучением и контролем всей системы взаимодействующих природных сред, включая снег, лед, аэрозоли, поверхность моря, толщу воды, донные осадки, представителей планктона и бентоса;
• в оценке состава и потоков веществ в системе биосинтез — речной сток — абразия берегов — эоловый и ледовый разнос химических веществ различного генезиса;
• в высокоточных химико-аналитических определениях комплекса наиболее информативных показателей состояния морской среды, в использовании наряду с химическими оптических, гидрохимических, ферментативных, литологических показателей;
• в создании банка данных наиболее информативных индикаторов состояния среды, самоочищения, захоронения химических веществ.

Лаборатория провела десятки экспедиций в Тихий, Индийский, Атлантический океаны, в моря Российской Арктики и Антарктики, в Черное, Охотское, Японское, Балтийское, Берингово моря, в том числе несколько комплексных биогеохимических экспедиций. Были разработаны методы квазисинхронного отбора различных проб и определения показателей состояния среды. Стратегия оценки необходимого и достаточного набора данных для решения конкретных задач базировалась на дистанционных и натурных наблюдениях in situ.

Основные направления работ Лаборатории химии океана:

• Экспертная оценка состояния среды по молекулярным маркерам класса углеводородов, лигнина, фенолов, пестицидов, ПАУ, диоксинов.
• Выявление природной и антропогенной составляющей потоков и фонового уровня среды при освоении нефтегазовых ресурсов в акваториях, строительстве нефте- и газопроводов, нефтеналивных терминалов и др.
• Совершенствование гистохимических, битуминологических, хроматографических, хромато-масс-спектрометрических и других методов изучения природных органических соединений и загрязняющих веществ во всех объектах морской экосистемы.
• Составление баз данных по химии морской среды.
• Создание количественных балансовых моделей круговоротов (циклов) природных и загрязняющих органических веществ в системе биота — атмосфера — океан — суша — донные осадки с особым акцентом на цикл углерода, с которым связаны круговороты биогенных веществ и тяжелых металлов природного и техногенного происхождения.
• Разработка проблемы генезиса органического вещества в гидротермальных системах различного типа.
• Изучение масштабов неорганического синтеза углеводородов и их молекулярного состава.
• Совершенствование методологии системного изучения океанических процессов и создание основ химии морской среды и Мирового океана.

Научные заслуги Лаборатории химии океана позволяют коллективу Лаборатории участвовать в крупных проектах по обеспечению экологической безопасности России:

• ФЦП «Мировой океан» (1999-2002, 2003-2007гг.),
• ОВОС, «Голубой поток» КТК (Каспийского трубопроводного консорциума),
• проекты «Анива», «Сахалин», проведение экологических экспертиз,
• гранты президента РФ («Ведущая научная школа»), гранты Российского Фонда Фундаментальных Исследований,
• участие в РГ SCOR, научных Советах по проблемам геохимии РАН, Межведомственной ихтиологической комиссии.

Сотрудники Лаборатории отмечены Правительственными наградами и Премиями выдающимся ученым России.

Главные достижения Лаборатории за последние 5-6 лет

• Создана количественная модель потоков, баланса, круговорота углерода в Мировом океане. Рассчитан обмен разных форм углерода со смежными геосферами Земли.
• Получено численное выражение закона локализации масс углерода в донных осадках Мирового океана. Открыто, что депо накопления органического вещества в современном океане совпадает с очагами нефтегазонакопления.
• Решена фундаментальная проблема трансформации важнейших классов органических соединений в системе аэрозоли — планктон — взвесь — донные осадки; получены количественные оценки деструкции биополимеров, синтеза геополимеров и их перехода в осадочный резервуар.
• Разработана системная методология многодисциплинарного изучения круговорота веществ в Мировом океане (аэрозоли, планктон, бентос, морская, иловая и речная вода, коллоиды, взвеси, донные осадки и почвы), а также химико-аналитические методы анализов. Это впервые дало возможность получить сопоставимые данные для основных объектов биосферы, которые необходимы для климатических прогнозов и рационального природопользования.
• Разработаны основы нового направления в океанологии — органической химии океана. Установлены маркеры полярного литогенеза, генезиса органического вещества в донных отложениях Мирового океана. Разработаны модели региональных циклов веществ для Арктических морей России, общая балансовая модель, карты первичной продукции по многолетним спутниковым и натурным данным (1978-2006 гг.). Выполненные исследования являются составной частью для прогноза изменения климата в Арктическом регионе.
• Обобщены результаты многолетних исследований и созданы основы геохимии лигнина в Мировом океане (докторская диссертация Пересыпкина В.И.). Доказано, что лигнин и его производные являются одним из основных источников и прямым индикатором потоков терригенного и антропогенного органического вещества в Мировом океане.
• Установлен углеводородный состав органического вещества рифтовых зон и получены принципиально новые данные по генезису гидротермальных нефтей и соотношению биосинтеза, хемосинтеза и термокатализа в сульфидных рудах, гидротермальных донных отложениях и флюидах гидротермальных полей Срединно-Атлантического хребта (Менез Гвен, Лаки Страйк, Рэйнбоу, Лост Сити, Брокен Спур, Таг, Снейк Пит, 14 o 45′ с.ш.) и Восточно-Тихоокеанского поднятия (9 o 50’с.ш., 21 o с.ш., и впадины Гуаймас).
• Впервые разработана методика выделения дальтоновых фракций наночастиц в морской и речной воде. Выявлены их состав и поведение в зависимости от адсорбционных центров, резонансных потенциалов и взаимодействия органических веществ с минеральной матрицей. Результаты работы позволяют прогнозировать дальность распространения частиц различных размерностей в конечных водоемах стока при поступлении в них природных и техногенных веществ.

Источник

Лаборатория для изучения океана

Планета, на которой мы живем, — Земля — похоже получила неправильное имя. Из космоса Земля кажется голубой, потому что более двух третей ее поверхности покрыто водой (океанами, морями, озерами, реками и др. водными объектами). Жизнь зародилась в воде, и хотя многие формы жизни обосновались на суше, большая часть все еще находится в своей колыбели — в море. На Земле насчитывают четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Все океаны сообщаются между собой и образуют Мировой океан. Мировой океан был и остается одним из самых загадочных мест нашей планеты. Даже космос покорен человеком настолько, что там можно побывать в качестве туриста. Но мировой океан не спешит раскрывать своих тайн. Загадочные существа, сумевшие приспособиться к жизни глубине океана, поражают человеческое воображение (п рил.1).

Цель работы – изучить тайны Мирового океана, а также историю возникновения и развития техники, помогающей изучать морские глубины .

Собрать сведения о тайнах и загадках Мирового океана.

Собрать сведения об аппаратах, изучающих подводный мир на разных глубинах.

Познакомиться с внешним видом этих аппаратов по картинкам и фотографиям.

Рассказать своим одноклассникам о технике, помогающей изучать подводный мир.

Гипотеза. Самое загадочное место на планете – это Мировой океан.

Актуальность. В течение многих столетий люди стремились исследовать подводный мир. Поэтому не случайно, что с каждым годом нам удается узнавать какие-то новые факты о Мировом океане. Существует специальная наука — океанология, специализирующаяся на исследованиях океана. И л ишь с помощью новейшей техники можно постичь тайны морских глубин.

2. Интерес людей к изучению Мирового океана.

Полтора века назад океанское дно представлялось исследователям как огромная равнина, на которой нет ничего. Некоторые даже полагали, что оно является неким порталом между нашим и другим миром, поэтому первые исследования океана пытались направить именно на его дно. Начались исследования подводного мира просто: любознательные пловцы набирали в легкие как можно больше воздуха и ныряли, стараясь опуститься по возможности глубже, но постоянно выныривали на поверхность, чтобы набрать воздуха. Так как воздушного запаса хватало лишь на полторы-две минуты, а предельная глубина погружения составляла не больше двух-трех метров.

Первое серьезное исследование было организовано в 1822-1826 годах британскими учеными. Судно под названием «Челленджер» с командой ученых отправилось в экспедицию с целью изучения океанских глубин (прил.2). Исследователи измеряли глубины с помощью свинцовых шаров весом около центнера. Но метод был далеко не совершенен: шар очень медленно отпускался и неточно определял глубину. В начале двадцатого века появились эхолоты. Это устройства, позволяющие измерять глубину с помощью звукового импульса, который отталкивается от морского дна. Такое измерение занимает всего несколько секунд. Эхолотами были снабжены практически все суда, измерения проводились в ходе движения судна. Современная система измерения глубины океанского дна носит название «Глория» и проводит измерение океанских глубин широкими полосами. Активные исследования океана начались после окончания Второй мировой войны. В 1950-1960 годах была выявлена природа океанского дна: это открытие перевернуло представление человека о Земле. Открытия доказали относительно молодой возраст океана и факт движения литосферных плит, благодаря которому облик планеты меняется и сейчас.

В настоящее время для исследования применяются современные аппараты, такие, как батискаф и батисфера. Батискаф — это самоуправляемый аппарат, оборудованный кабиной для экипажа и специальными прожекторами. Аппарат опускается на океанское дно. Корпус батискафов состоит из легкого металла, в нем расположен специальный балласт и жидкость, которая легче воды. Это позволяет батискафу свободно перемещаться по дну. Система жизнеобеспечения рассчитана на экипаж до трех человек. Батисфера представляет собой стальной шар, который опускают на стальном тросе с борта корабля. Батисфера также оборудована специальными отсеками для экипажа и исследовательской аппаратурой. Глубоководные аппараты очень прочные, ведь на большой глубине им приходится выдерживать огромное давление: от 800 до 1000 атм. Примерно такое давление на батискаф создадут два опущенных на него авианосца! В последние десятилетия на глубине 10-20 метров устанавливают специальные лаборатории, которые снабжены всем необходимым оборудованием. Для исследования океана специальной аппаратурой оснащаются и подводные лодки. Также в изучении океанских глубин принимают участие специальные суда, самолеты и спутники Земли. Для того, чтобы получить наиболее полные сведения, исследователи разных стран объединяются.

Так одним из объектов исследований российских глубоководных аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» являются гидротермальные океанские поля. Это своего рода глубоководные «оазисы» со своим микроклиматом и фауной. У этих подводных оазисов есть и более звучное название — «черные курильщики», название которым дали клубы черного дыма, поднимающегося над вершинами «башен», высотой в десятки метров, сложенных из вулканических пород. Но на самом деле это не дым, а морская вода, проникающая в кипящие вулканические недра, смешавшаяся там с магмой и превратившаяся в пар (прил.3).

Но еще удивительнее другое. Температура этого дыма около 400 0 С. Вдобавок он ядовит, поскольку в его состав входят метан, свинец и многие другие вещества, несмотря на это «башни» покрыты толстым слоем организмов. Главная загадка в том, почему в столь экстремальных условиях все они не только живут, но и проявляют необыкновенную активность. Пока на этот счет есть только гипотезы.

Съемка на глубине 8-10 тысяч метров — задача не из легких. Однако человечество решило и эту задачу. Современные батискафы и глубоководные субмарины оснащены множеством камер, что дает возможность снимать трехмерное видео, а также для съемок используется мощнейшее осветительное оборудование, ведь на океанском дне царит кромешная темнота.

В 2007 году «Миры» первыми в мире достигли дна Северного Ледовитого океана на Северном полюсе. А кроме морей и океанов они исследовали также озера: российское озеро Байкал и Женевское озеро в Швейцарии.

3. Загадки и другие тайны.

Океан всегда притягивал человека своей неизвестностью. Несмотря на то, что в последние десятилетия океанография очень продвинулась в своем развитии, некоторым загадкам, связанным с океанскими глубинами, человек так и не нашел объяснения. Вот несколько интересных фактов о морских глубинах, которые вызвали моё любопытство и показались мне наиболее интересными.

3.1. Загадки Мирового океана.

Марианская впадина является самым глубоким местом на Земле относительно уровня моря. Ее глубина составляет более 11 тысяч метров, а давление на дне превышает атмосферное в 1100 раз! Казалось бы, в таких условиях жизнь невозможна, но некоторые факты говорят об обратном. Американские исследователи столкнулись с шокирующей ситуацией: глубоководный аппарат с металлическими стенами толщиной 15 сантиметров опускался на дно Марианской впадины. Как только он достиг крайней точки, исследователи услышали страшный скрежет. Аппарат начали тут же поднимать на поверхность. Увидев его, команда пришла в ужас: батискаф был сильно помят, в некоторых местах даже отстала краска, а трос, на котором его погружали (его толщина 20 сантиметров), был почти полностью перекушен. К сожалению, пострадавший борт не был оснащен камерами, и о причине столь серьезных повреждений можно только догадываться.

В 90-е годы прошлого столетия возникло множество легенд и невероятных историй о Марианской впадине: браконьеры рассказывали о том, что в этом месте часто видно свечение, мелькание огней, а иногда судно начинает буксовать, будто натыкаясь на что-то (прил.4).

Множество тайн и загадок таят в себе морские глубины. Ученые шутят, что подводный мир изучен хуже, чем обратная сторона Луны, и это действительно так: жизнь океана изучена человеком всего на пять процентов.

Загадочное место, именуемое Бермудским треугольником, располагается рядом с одноименными островами и Флоридой. Первыми жертвами загадочного места стали члены экипажа военного самолета в 1945 году. Пилоты до последнего выходили на связь с диспетчером и говорили, что на них надвигается «белая вода». Далее самолет бесследно исчез вместе с людьми, которые были на борту. Борт, направленный им на помощь, постигла та же участь. В общей сложности в Бермудском треугольнике исчезло около 50 военных и морских судов. В 80-е годы прошлого века случаи исчезновения стали гораздо реже (прил . 5).

3.2. Другие тайны Мирового океана.

Множество тайн и загадок таят в себе морские глубины. Ученые шутят, что подводный мир изучен хуже, чем обратная сторона Луны, и это действительно так: жизнь океана изучена человеком всего на пять процентов.

Еще одно загадочное место нашей планеты, которое часто путают с Бермудским треугольником. Феномен этого места заключается в том, что вода здесь двигается по часовой стрелке, образуя гигантскую воронку. Кроме того, здесь часто можно увидеть миражи: например, солнце одновременно на востоке и на западе. Ранее мореходцы рассказывали, что здесь можно встретить плотоядные водоросли. Разумеется, таких хищников там нет, однако мелкие водовороты, вызванные сейсмической активностью, вполне могут вызвать крушение небольших судов (прил.6).

В Тихом океане есть место под названием Море дьявола, оно не отмечено ни на одной карте, однако известно всем мореплавателям, и суда стараются обходить его стороной. Здесь происходило и происходит большое количество кораблекрушений, часто внезапно возникают сильные бури, которые меняются зыбью. Участок океанского дна здесь сейсмически активен, часто и быстро происходит формирование вулканических островов. Кроме того, здесь очень высокая циклоническая деятельность: часто бушуют тайфуны и тропические циклоны (прил.7) .

Это место располагается в Норвежском море. Феномен заключается в том, что ежедневно два раза в сутки здесь возникает водоворот, сила которого в сотни раз превышает силу обычных океанских течений. Интересно, что примерно раз в полгода водоворот внезапно меняет свое направление. Неопознанные подводные объекты В Персидском заливе есть место, где периодически возникают огромные светящиеся вращающиеся круги. Ранее ученые объясняли их появление свечением планктона, которое вызвано подводными землетрясениями. Однако эта теория не объясняет правильной формы светящихся объектов и исходящих от них ярких лучей (прил.8) .

Глубины морей и океанов с незапамятных времен привлекали внимание ученых, особенно биологов. Они стремились узнать, существует ли жизнь в пучине океана, где царит вечная тьма, ледяной холод, а давление воды достигает многих сотен атмосфер.

4. Техника, помогающая изучать подводный мир.

Человек начал осваивать подводный мир еще в глубокой древности. И звестны случаи, когда воины под водой выстраивали целые искусственные рифы для вражеского судна или же совершали другие мелкие шалости, например, обрезали якоря. Для дыхания они приспосабливали трубки и мешки с воздухом. Но такие устройства были неудобны — мешки постоянно всплывали на поверхность, да и воздуха в них вмещалось маловато. Потом, уже в наше время, частыми гостями морских глубин стали моряки-водолазы, затем к ним присоединились морские охотники, спортсмены, геологи, археологи, океанографы. С развитием науки и техники менялись, совершенствовались способы спуска человека под воду. История исследования морского дна — это в значительной степени история развития техники спуска на глубины.

Водолазный колокол — одно из самых древних приспособлений для спуска человека под воду. В прошлом это деревянный ящик без дна. При опускании такого ящика в воду в нем остается воздушный пузырь, в котором может находиться и дышать водолаз. Внутреннее воздушное пространство колокола позволяет водолазу некоторое время дышать и совершать активные действия – выходить или выплывать наружу для осмотра и ремонта подводной части судов, либо для поиска затонувших сокровищ. Выполнив работу, водолаз возвращается в колокол и устройство при помощи крана или лебедки поднимают на поверхность водоема (прил.9) .

С помощью водолазного колокола в районе Балтийского моря следует упомянуть спасение в 1663 г свыше 50 орудий с затонувшего у Стокгольма шведского военного корабля “Ваза”. В дальнейшем водолазные колокола различных конструкций нашли широкое применение при спасательных работах и строительстве подводных сооружений. Их используют и в настоящее время. Водолазные колокола положили начало всем видам водолазной аппаратуры, работающей на сжатом воздухе. От водолазного колокола развитие пошло по двум направлениям. Плотное закрытие водолазного колокола снизу и снабжение воздухом при нормальном атмосферном давлении привели к появлению батисферы. С другой стороны, путем увеличения подачи воздуха, чем достигается выравнивание давления с окружающим давлением воды, удалось перейти к водолазным аппаратам, обладающим большой маневренностью под водой. В 1717 г английский астроном Хэлли предложил дополнительное снабжение водолазного колокола воздухом из погружаемых на глубину воздушных резервуаров. Затем родилась идея — уменьшить водолазный колокол до небольшого шлема, к которому сверху подается воздух. Одним из первых такое устройство предложил в 1718 г русский изобретатель-самоучка Ефим Никонов. Его шлем представлял собой прочный деревянный, обтянутый кожей, бочонок со смотровым окном. Воздух в него подавался по кожаной трубе. Во второй половине 18 века для водолазного дела стали применять воздушный насос, это помогло усовершенствовать устройства для погружения в воду.

Жесткий скафандр. В 1797 г на Одере под Врацлавом была испытана построенная Клингертом “водолазная машина”, а в 1819 г англичанин А.Зибе построил водолазный аппарат, состоящий из металлического шлема и прикрепленной к нему кожаной куртки с рукавами. В 1837 г Зибе окончательно отработал водолазный костюм, снабдив его привинчивающимся шлемом с дыхательным клапаном, который приводился в действие самим водолазом. Теперь костюм был цельным, а свинцовые башмаки и балласт обеспечивали достаточную устойчивость на дне. Зибе назвал этот водолазный костюм скафандром, таким образом, был создан прототип современного тяжелого водолазного снаряжения. Однако при всех достоинствах современного водолазного костюма ему присущи и серьезные недостатки: большой вес снаряжения и малая подвижность водолазов под водой, ненадежность шлангов подачи воздуха, большое сопротивление, оказываемое морскими течениями (прил.10) .

Акваланг (прил.11). В настоящее время на глубинах до 90м используется водолазный костюм, выполненный из прорезиненной ткани. Он даёт возможность водолазу быть под водой подвижным, способным к любой работе. Так же используется акваланг, который представляет собой баллон со сжатым воздухом. Современный акваланг был изобретён в 1943 году известным французским исследователем Жак-Ивом Кусто в сотрудничестве с талантливым инженером Эмилем Ганьян. Акваланг произвёл революцию в изучении и освоении Мирового океана — человек почувствовал себя в чужой стихии совершенно свободным. За первым изобретением сразу последовали другие.

Акваланг позволяет находиться под водой от нескольких минут (на глубине около 40 м) до часа и более (на небольших глубинах). Спуски с аквалангом на глубины более 40 м не рекомендуются, так как вдыхание воздуха, сжатого до большого давления, может привести к азотному наркозу. У человека нарушается координация движений, мутится сознание (прил.12) .

Для исследования моря на больших глубинах используют батисферы и батиск афы. Батисфера — плавательное средство с экипажем на борту для разведки морских глубин. Батисфера была изобретена в США Отисом Бартоном и Уильямом Биби; у нее стальные стенки и окна-иллюминаторы из толстого закаленного стекла, через которые можно наблюдать подводную обстановку. Под воду она опускается с судна на тросе. Внутри шара помещаются 1—2 человека, запасы воздуха, научная аппаратура и телефон для связи с поверхностью. Максимальная глубина погружения, достигнутая с помощью батисферы в 1948 г., составляет 1360 м.Батисферу применяли в основном в 30-е годы XX в. Ее спускали с подводного судна на стальном тросе до глубин свыше 900 м (прил.13) .

Батискаф — Батискаф был изобретен Огюстом Пикаром из Швейцарии и впервые применен в 1948 г. Он представляет собой батисферу, подвешенную под резервуаром-поплавком. Все это устройство может погружаться или оставаться на плаву, его движением можно управлять. Для горизонтального перемещения служат винты-пропеллеры. Несмотря на то, что прочность кабины рассчитана на давление морской глубины в 20 км, первые пробы спуска батискафа производились без экипажа. Глубина его опускания была 1380 м. Второй, более усовершенствованный, батискаф «Триест» совершил погружение уже на глубину 3150 м. А в 1954 г. погружение составило 4050 м. В январе 1960 г. Пикар вместе с Доном Уошем из ВМФ США опустились на батискафе «Триест» до глубины 10916 м (что примерно равняется высоте полета реактивных пассажирских самолетов) в Тихом океане (Марианская впадина близ о. Гуам). Этот рекорд пока никем не превзойден (прил.14) .

Подводная лодка. На океанической поверхности балластные цистерны подводной лодки полны воздуха. При погружении открываются клапаны цистерн, выпуская содержащийся там воздух, а потом вода заполняет их через отверстие в днище лодки. Для того чтобы оказаться на поверхности, в верхнюю часть цистерн впрыскивают сжатый воздух под огромным давлением вытесняя воду. Как правило, на подводных лодках используют дизельные двигатели у поверхности воды и батареи на аккумуляторах при погружении на большие глубины. Атомные подводные лодки могут обходиться без дозаправки топливом месяцами. Пресная вода и кислород для экипажа добываются из моря. Самая первая на земле атомная подводная лодка под названием «Наутилус» была сделана в США в 1954 году, которая совершила путешествие через весь Северный полюс под кромкой льда. Аппаратура для исследования морских глубин в виде атомных подводных лодок остается популярна и по сей день.

Современные подводные лодки способны выдержать давление воды н а больших глубинах погружения. Внутри прочный корпус разделен на отсеки переборками, что повышает живучесть корабля в случае течи. Глубина погружения — одна из главных характеристик подводного корабля. До первой мировой войны считалась достаточной 50-метровая глубина, так как позволяла подводной лодке укрыться и не быть обнаруженной противником. Позже, с увеличением глубины возрастала свобода движения, лодка становилась мобильнее. На сегодняшний день возможная глубина погружения лодок может составлять в среднем 700 м (прил.15) .

Исследовательские суда. Базой всех проектов по изучению морских глубин являются исследовательские суда . Одним из них является «FS Poseidon». На его борту ученые всего мира недавно начали проверку автономного подводного аппарата SEAL 5000. В отличие от дистанционных аппаратов он абсолютно независим, не соединен кабелем и может создавать очень точные карты морского дна (прил.16, 17) .

Непосредственную помощь в исследовании морских глубин оказывают немногочисленные морские суда. Но это не просто корабли , а плавучие обсерватории. В мире имеется всего несколько сотен больших исследовательских судов и за их экспедициями можно наблюдать через Интернет. Самое современное исследовательское судно в мире «Maria S. Merian». Спущено на воду в 2007 году. На борту судна может работать 20 ученых (прил.18) . В их распоряжении лаборатория, оборудованная для самых разных исследовательских миссий. Это судно может идти 48 часов, не загрязняя воды.

5. Анализ данных социологического опроса. Анкета и её результаты.

В рамках данной темы я запланировал проведение социологического опроса с целью выяснения осведомленности одноклассников относительно аппаратов, которые использовались ранее и в настоящее время для исследования морских глубин .

Мною была составлена анкета, включавшая в себя следующие вопросы:

1. Какова значимость исследований Мирового океана ?

2. Необходимо ли, по вашему мнению, дальнейшее освоение Мирового океана ? а) да, конечно;

3. Как вы думаете, влияют ли знания, полученные в результате исследований Мирового океана и морского дна , на нашу жизнь? Каким образом?

Первые два вопроса этой анкеты позволяют оценить актуальность проблемы исследований Мирового океана , с точки зрения учащихся. После обработки ответов на эти вопросы я получил следующие данные: на вопрос №1:

— 35% опрошенных ответили — «очень высока»;

— 62% полагают, что высока;

— и всего 3% респондентов находят, что роль исследований Мирового океана в нашей жизни незначительна.

— 82% ответили: «Да, конечно»;

На основании полученных данных можно сделать вывод: роль программ по изучению морских глубин оценивается одноклассниками высоко, большинство опрошенных не сомневаются в необходимости дальнейших морских исследований.

Вопрос, в анкете под номером 3, в отличие от двух первых требовал самостоятельного ответа опрашиваемого и был направлен на выяснение степени осведомленности одноклассников о применении знаний, полученных в результате исследований морских глубин .

К сожалению, данный вопрос вызвал затруднения. Около 18% опрошенных дали ответ «Ничего не знаю». Ответы, данные на этот вопрос оставшимися 72%, были достаточно однообразны: возможность делать снимки морского дна его рельефов и разнообразной флоры и фауны , находящейся на больших глубинах, поиск затонувших кораблей и сокровищ , изучение степени загрязнения Мирового океана, вылов рыбы в промышленных масштабах и поиск новых форм жизни на больших глубинах.

Жюль Верн в своем увлекательном романе «20 000 миль под водой» на много десятилетий опередил своих современников. Миллионам людей всего мира гениальный фантаст открыл океан с его неисчислимыми богатствами. Глубины океана и в самом деле прячут бесценные сокровища, и Жюль Верн не сомневался, что придёт день, когда человек сумеет овладеть ими.

Сейчас морское дно таит в себе еще множество загадок и тайн, которые нам с вами только предстоит разгадать.

Без техники мы слепы в глубинах. Каждый новый вопрос требует новое оборудование. Исследования часто терпят неудачу из-за прерывания связи. Однако изобретательность не знает границ. Ученые, инженеры, механики и моряки входят в международные команды пытающиеся извлечь тайны из морских глубин. Бесчисленное множество специальных устройств и аппаратов опускается на морское дно в поисках ответов (прил.19) .

Изучение Мирового океана имеет большое значение для поиска полезных ископаемых, рыболовства и судоходства.

Занимаясь этой работой, я узнал много интересной информации о морских тайнах и об аппаратах, которые использовались для изучения морских глубин ранее и в современности . Один из последних новых сконструированных подводных аппаратов для научных исследований был построен в 2012г. в Австралии и называет он «Джипси Челленджер», предназначенный для погружения на любые глубины Мирового океана. Продолжают вести свои исследования и все другие подводные аппараты, которыми располагают современные океанографы, в том числе и наши российские «Миры». Ведь океан хранит еще великое множество разных тайн которых хватит на целые поколения ученых. Может быть, океанографами станут кто-то из моих одноклассников?

П риложение 1. Тайны морского дна.

П риложение 2. Глубоководный аппарат «Челенджер».

П риложение 3. Глубоководный аппарат Мир-1.

Приложение 4. Марианская впадина.

П риложение 5. Бермудский треугольник.

П риложение 6. Саргассово море.

П риложение 7. Море дьявола.

П риложение 8. Водоворот Мальстрема.

Приложение 9. Водолазный колокол.

Приложение 10. Скафандр.

Приложение 11. Акваланг.

Приложение 12. Аквалангист.

Приложение 13. Батисфера.

Приложение 14. Батискаф.

Приложение 15. Подводная лодка.

Приложение 16. Исследовательское судно «FS Poseidon»

Приложение 17. Автономного подводного аппарата SEAL 5000

Приложение 18. Исследовательское судно «Maria S. Merian»

Приложение 19. Аппараты для исследования морских глубин.

1. Викторова И. перевод с английского «Юный исследователь. Подводный мир» — Москва, «РОСМЭН», 1994г.

2. Дерюгин К.К. « Человек покоряет глубины океана» — Москва: Наука, 1965г.

3. Журнал детская энциклопедия «Учёные под водой» — Москва, №3/2019

4. Энциклопедия для умников и умниц. Моря и океаны. — Москва, — издание на русском языке ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2012 , Machaon

Источник