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.

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 ЭмилийЛенц 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. 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.