Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев

В середине XVII века голландский механик Гюйгенс включился в решение задачи по созданию точных морских часов для голландского флота. Гюйгенс придумал использовать маятник как основу для часового механизма. Это впервые позволило получить очень точные часы, но только для суши. В морскую качку маятник работал плохо, и морские часы у Гюйгенса так и не получились. Он предложил заменить маятник на пружину, но до ума пружинные часы довести не успел. Лишь в середине XVIII века, через сто лет непрерывных экспериментов и испытаний, вначале в Великобритании, а потом и во Франции разработали точные пружинные часы, которые надежно работали в море. В Великобритании в середине XVIII века изобрели и секстант, который позволил более точно определять широту. Удивительно, но на многих современных судах до сих пор хранят секстант на случай, если электронные навигационные приборы откажут.

Первенство Великобритании в морской навигации и создании морских часов стало одной из причин принятия Гринвичской обсерватории в качестве места прохождения нулевого меридиана. Символично, что к середине XVIII века Голландия сошла со сцены морских сверхдержав, проиграв борьбу за колонии в Индии, Африке и Северной Америке. Символично и то, что Гюйгенса, главного голландского часовщика, в зените карьеры переманили во Францию, где он возглавил созданную Французскую академию наук с четкой ориентацией на прикладные исследования.

Морские часы еще долго оставались штучным товаром, самым ценным прибором на судне. Если приходилось оставлять судно, первым делом спасали судовой журнал и судовой хронометр. В морских портах стали подавать оптические (спуск шара или флага на мачте) или звуковые сигналы (выстрел из пушки) в фиксированные часы для сверки судовых часов. В Санкт-Петербурге в Петропавловской крепости до сих пор ежедневно в полдень производится выстрел из пушки, а на мачте Гринвичской обсерватории ежедневно в час дня опускается шар. Только к середине XIX века появилось промышленное производство точных морских часов, одним из лидеров которого стала Швейцария. Наручные часы, один из главных символов роскоши в современном мире, – это прямое следствие многовековой эпопеи по созданию точных морских часов.

Первые океанологи

В настоящее время для человечества очень важно изучение Мирового океана, которое невозможно без научных морских экспедиций и проведения измерений в океане. Но так было далеко не всегда. Несмотря на то, что еще в античные времена люди научились строить хорошие суда и ходить в далекие плавания, наука об океане не была востребована. Даже в эпоху Великих географических открытий, когда мореплавание стало ключом к военному и экономическому благополучию европейских стран, научные исследования в океане не воспринимались как важная и полезная деятельность. Моряки, конечно, обращали внимание на процессы в океане, но только на его поверхности. Глубины океана интересовали человека только в вопросе опасности посадить корабль на мель, измерения глубин больше нескольких десятков метров практически не велись. Только в середине XIX века с развитием технологий и возможностей человека по использованию природных ресурсов появилось понимание, что процессы на суше, в атмосфере и в Мировом океане полезно изучать. Тогда появились первые реальные проекты морских научных экспедиций.

Первая океанологическая экспедиция была организована правительством Великобритании на парусно-паровом судне «Челленджер», большом корабле с экипажем в 240 человек. Королевскому научному обществу были выделены средства на переоборудование судна (изначально «Челленджер» был военным кораблем) и покупку научного оборудования. На «Челленджере» были организованы биологические и химические лаборатории, которых не было на военном корабле. Также были установлены лебедки, которые опускают приборы с поверхности моря на большие глубины, чтобы производить измерения всей толщи воды. Кроме того, на судно были закуплены приборы, которые позволяют проводить измерения в толще воды, брать пробы воды и донного грунта. Стоит отметить, что примерно такое же переоборудование торговых или военных судов под научно-исследовательские задачи было и остается обычной практикой в океанологии. Только во второй половине XX века стали строить специализированные научно-исследовательские суда.

Рис. 94.Маршрут экспедиции «Челленджера» в 1872–1876 годах

Экспедиция «Челленджера» прошла в 1872–1876 годах, ученые поработали в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах и заложили основы современной океанологии с особым вниманием к морским глубинам. В первой морской научной экспедиции было описано несколько тысяч новых видов морских животных. Впервые были проведены масштабные измерения глубин океана (почти 500 измерений), и была составлена первая карта глубин Мирового океана. Максимальная измеренная на «Челленджере» глубина океана составила 8367 метров – это измерение было сделано в Марианском желобе, совсем недалеко от самого глубокого места в Мировом океане. До этих измерений не было известно, что океан может быть настолько глубоким, так как глубины в сотни метров и километры не так просто измерить. На «Челленджере» впервые были взяты пробы морского грунта почти в полутора сотнях точек Мирового океана. До этой экспедиции была популярна теория, что дно океана покрыто батибиусом, из которого образуется живое вещество, то есть промежуточным звеном между неорганической материей и органической жизнью. Измерения донных осадков на «Челленджере» показали, что никакого батибиуса в природе не существует. На «Челленджере» впервые была исследована температура морской воды на разных глубинах, были взяты десятки проб морской воды для исследования их химического состава.

Переоборудование судна, закупка приборов и работа 240 человек на судне в течение 3,5 лет – все это стоило довольно дорого. Тем не менее Великобритания, ведущая морская держава, вложилась в эту программу. Исследования процессов на дне океана были в те годы очень актуальны из-за развития технологии прокладки телеграфных кабелей по дну моря. Благодаря этому во второй половине XIX века люди впервые стали активно осваивать и изучать морское дно. Сам «Челленджер», к большому сожалению, не дожил до наших дней: его пустили на слом в 1921 году.

Последние белые пятна на карте

К началу XX века на карте Земли практически не осталось белых пятен. Последними крупными неисследованными районами оставались только Арктика и Антарктида. То, что Антарктида – большой материк, стало понятно уже в середине XIX века, но гораздо дольше оставалось неизвестным: есть ли аналогичный большой участок суши в районе Северного полюса? Чтобы это проверить, необходимо было добраться до полюса или хотя бы до центральной части Арктики, что безуспешно пытались сделать британские, американские, шведские и немецкие экспедиции. В 1870-е годы появилась гипотеза, что добраться до полюса можно, дрейфуя во льдах. Надо лишь иметь