Краткая история исследований Мирового океана
Океан для древнего человека был враждебной стихией. Народы, населявшие побережья морей и океанов, занимались лишь сбором даров моря, выброшенных на берег: съедобных водорослей, моллюсков, рыб. Проходили столетия, и океанический простор все шире открывался человечеству. Мореплаватели древних времен — финикийцы и египтяне, жители островов Крит и Родос, древние народы, населявшие берега Индийского и Тихого океанов, — имели по тем временам неплохое представление о господствующих ветрах, морских течениях и штормовых явлениях, умело используя их для мореходства. Финикийцы были первыми мореплавателями древности (3000 лет до н. э.), сведения о которых дошли до настоящего времени. Сначала они плавали вдоль берега, не теряя из вида сушу. Уже тогда финикийцы, жившие на восточном побережье Средиземного моря, распространили свои владения далеко на запад. Они знали о Красном море, Персидском заливе, берегах Африки, ходили в открытое море без компаса, ориентируясь по звездам. Средством для далеких плаваний могли быть плоты, а затем, по мнению известного норвежского ученого Тура Хейердала, и камышовые лодки. В Месопотамии и древней Индии мореходные лодки из камыша строились довольно внушительных размеров. Центры такого судостроения были, по-видимому, только в Южной Америке, Африке и Индии. Несколько десятилетий назад в Индии, севернее Бомбея, нашли руины морского порта Лотхал. В его восточной части откопали выложенную кирпичом огромную верфь (площадью 218 30 м2). Таких сооружений не обнаружено ни в Элладе, ни в Финикии, этому порту примерно четыре с половиной тысячи лет. На острове Бахрейн обнаружен еще более древний порт. Подобные открытия дали возможность ученым выдвинуть предположение, что первенство мореходства с финикийцами могут оспаривать жители побережья Индийского океана.
В античные времена через Средиземное море пролегали основные пути населявших его берега народов, многие из которых прославились как искусные мореходы. Греки, сменившие в господстве на море финикийцев, во время своих плаваний начали изучать и осваивать прибрежные районы и природу моря. Во время первых плаваний греков до Геркулесовых столбов (Гибралтар) были основаны многие греческие колонии (Массилия — ныне Марсель, Неаполис — ныне Неаполь и др.). Ученый и путешественник Геродот (V век до н. э.) уже утверждал, что Индийский и Атлантический океаны едины, а также пытался дать объяснение сути приливов и отливов. Античные греки заметили, что суда, приближающиеся к Геркулесовым столбам, попадали в зону высоких волн при безоблачном небе и отсутствии ветра. Это явление было устрашающим для древних греков, и лишь отдельные смельчаки могли бросить вызов этой страшной стихии.
В трудах Страбона говорится о единстве Мирового океана. Великий ученый античности Птолемей в своем труде "География" собрал воедино все географические сведения того времени. Он создал географическую карту в конической проекции и нанес на нее все известные тогда географические пункты — от Атлантического океана до Индокитая. Птолемей утверждал о существовании океана на запад от Геркулесовых столбов. Аристотель, учитель Александра Македонского, в своем известном труде "Метеорология" тоже обобщил все сведения, известные в те времена об океане. Кроме того, он проявлял большой интерес к морским глубинам и распространению в них звуковых сигналов. Об этом он рассказывал юному Александру Македонскому и о тех выгодах, которые можно получить, проникнув в водные глубины. До наших дней сохранились ассирийские барельефы, изображающие людей, которые стремятся погрузиться под воду с помощью мехов из козьих шкур. В древних хрониках говорится, что, по совету своего учителя Аристотеля, Александр Македонский провел под водой несколько часов в литой сфере из толстого стекла. После таких экспериментов Александра Македонского появляется профессия водолазов, которые играли большую роль в морских войнах того времени. Сохранились сведения, что в древнем Риме был специальный корпус водолазов. Для связи со своими агентами в осажденных городах римляне направляли водолазов, к руке которых прикреплялись тонкие свинцовые пластины с выгравированными на них депешами. Уже в средние века искусство водолазов было прочно забыто. И только с наступлением эпохи Возрождения и великих географических открытий оно возрождается вновь. Знаменитый Леонардо да Винчи увлекается конструированием дыхательных аппаратов для погружения в морские глубины.
После греков наступает время господства на море римлян. Победив жителей Карфагена, римляне покорили всю восточную часть Средиземного моря и оставили подробное описание завоеванных прибрежных земель. Римский философ Сенека поддерживал гипотезу, согласно которой из первичного Хаоса выделились Земля и воды Океана. Он имел верное представление о балансе влаги на Земле и считал, что испарение равно количеству воды, вливаемому в море реками и дождями. Это заключение позволило ему сделать вывод о постоянстве солености вод Мирового океана.
В раннем Средневековье скандинавские мореплаватели (норманны, или викинги) совершали свои путешествия, хорошо зная о существовании течений в Атлантическом океане, о чем свидетельствуют скандинавские саги.
В средние века в развитии географических и океанографических знаний наступил длительный перерыв. Даже прежние широко известные истины мало-помалу забывались. Так было забыто представление о сферичности Земли, а к Х1 веку довольно совершенные карты Птолемея заменились весьма примитивными. В этот период хотя и совершались морские путешествия (плавания арабов в Индию и Китай, норманнов в Гренландию и к берегам Северо-Восточной Америки), но существенных океанографических открытий или обобщений не было сделано. Арабы вывезли из Китая компас, при помощи которого в мореплавании были достигнуты огромные успехи. Таким образом, период исследований от древних финикийцев до эпохи великих географических открытий может быть назван предысторией научных исследований океана.
Дальнейшее развитие исследований связано с крупными географическими открытиями конца XV — начала XVI века. Готовясь к своему плаванию, X. Колумб первым наблюдал за пассатными ветрами над Атлантикой и проводил наблюдения над течениями в открытом океане. В конце XV века Б. Диаш обогнул мыс Доброй Надежды, назвав его мысом Бурь, и установил, что Атлантический и Индийский океаны соединены между собой. Себастьян Кабот, открывший вторично после норманнов Лабрадор и Ньюфаундленд (1497—1498), был первым, кто сознательно воспользовался течением Гольфстрим. В это время становится известно и холодное Лабрадорское течение. Первым кругосветным плаванием Ф. Магеллана (1519—1522) было практически доказано, что Земля является шаром и все океаны связаны между собой. При этом было определено соотношение суши и океана. Экспедиция Васко да Гама проложила морской путь из Европы в Индию. По пути велись наблюдения за морскими течениями, волновыми процессами и направлениями ветров.
В XVI—XVIII веках совершались многочисленные плавания в различные районы Мирового океана и постепенно накапливались сведения в области океанологии. Следует отметить плавания Витуса Беринга и А. И. Чирикова (1728—1741), в результате которых был (вторично после Семена Дежнева, 1648 г.) открыт Берингов пролив и обследованы обширные пространства северной части Тихого океана, работы Великой Северной экспедиции (1734—1741) в морях Северного Ледовитого океана (Челюскин и др.) и три экспедиции Дж. Кука (1768—1779), обследовавшего Тихий океан от Антарктиды (71 ю. ш.) до Чукотского моря в Арктике. Во всех этих плаваниях были собраны важные сведения о гидрологии Тихого и Северного Ледовитого океанов и их морей.
Великие географические открытия свидетельствуют, что именно океан определяет вид нашей планеты, влияя на природу всех ее частей. С тех пор к океану началось пристальное внимание со стороны ученых, политиков и экономистов.
В XIX веке экспедиционные исследования Мирового океана стали еще более интересными. Ценные океанографические материалы были получены в результате отечественных и зарубежных кругосветных плаваний. Среди них выделяются плавания И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского на кораблях "Нева" и "Надежда" (1803—1806), производивших глубоководные океанографические наблюдения, определение течений и наблюдения над уровнем моря, и плавания О. Е. Коцебу на кораблях "Рюрик"
(1815—1818) и "Предприятие" (1823—1826). Особо следует упомянуть об экспедиции Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева на шлюпках "Восток" и "Мирный" в Антарктиду (1819—1821), открывшей берега Антарктиды и внесшей большой вклад в изучение антарктических льдов (их классификацию и физико-химические свойства).
Но фундаментальные комплексные и интенсивные научные исследования Мирового океана начинаются лишь со второй половины XIX века, когда одна за другой начинают снаряжаться океанологические экспедиции на специальных судах. Это в значительной степени диктовалось практическими соображениями.
Среди экспедиций необходимо отметить значительные работы английских ученых на корвете "Челленджер" в 1872—1876 гг. За три с половиной года английскими учеными было выполнено 362 глубоководных исследования в трех океанах. Собранные на "Челленджере" материалы были настолько обширны, что на их обработку ушло 20 лет и опубликованные итоги экспедиции заняли 50 томов. С этой экспедицией связано начало современных комплексных исследований Мирового океана.
В те же годы комплексные исследования глубин океана, рельефа его дна и донных отложений, физических характеристик водной толщи, донной флоры и фауны были проведены в Тихом океане русским морским офицером К. С. Старицким. А в 1886—1889 гг. русские моряки на корвете "Витязь" под руководством С. О. Макарова проводили новые исследования во всех трех океанах.
Немного позже Россия проявляет интерес к изучению Северного Ледовитого океана, организовав экспедицию под руководством Г. Я. Седова.
В конце XIX века в Берлине на Международном географическом конгрессе был учрежден международный совет по исследованию океанов и морей, в задачу которого входило изучение морских промыслов с целью охраны их от хищнического истребления. Но совет много сделал и для развития науки. Им были изданы международные океанографические таблицы по определению солености морской воды, плотности, по содержанию в ней хлора. Совет установил стандартные горизонты для наблюдения в морях и океанах, распределил Мировой океан на регионы между странами. Кроме того, совет занимался и стандартизацией новых методов исследований в создании научной аппаратуры.
В начале XX века и до Второй мировой войны активные исследования проводятся в полярных широтах и в антарктических водах.
После Второй мировой войны экспедиционные исследования Мирового океана получили новое развитие. Широко известны труды шведской кругосветной экспедиции на судне "Альбатрос"; датской экспедиции на судне "Галатея"; английской на "Челленд-жере-II"; японской на судне "Риофу-Мару", ряд американских исследований на "Дискавери" и исследования, проводимые российскими учеными на судне "Витязь II". В это время в Мировом океане работало около 300 научных экспедиций из различных стран на специально оборудованных судах. Многие морские экспедиции открыли экваториальные противотечения, уточнили границы и режимы уже известных течений, изучили течения Западных Ветров и восточное течение в антарктических водах, открыли глубинное течение Кромвелла в Тихом океане и Ломоносова в Атлантическом, течение Гумбольдта под Перуанским течением. Многочисленные эхолотные промеры позволили получить общую, достаточно подробную картину рельефа дна Мирового океана. Были обнаружены новые хребты (хребет Ломоносова, пересекающий области Северного Ледовитого океана), многие впадины, подводные вулканы. Определено новое значение максимальной глубины Мирового океана, обнаруженное в Марианской впадине и равное 11 022 м. Началось интенсивное проникновение человека в глубины океана для непосредственного их изучения. В середине XX века большое внимание ученых было уделено созданию глубоководной техники. Строятся глубоководные аппараты во Франции, Японии, Англии, Канаде, в Германии, России и в ряде других стран. Значительный вклад в создание подводных аппаратов внес швейцарский физик Огюст Пикар, который в 1953 г. на батискафе собственной конструкции опускался на глубину 3160 м. После смерти О. Пикара его дело продолжил сын — Жак Пикар, который в 1960 г. на батискафе "Триест" вместе с Данном Уолшом совершил погружение в Марианскую впадину. С этих пор началось интенсивное изучение морских глубин.
Для глубоководных погружений необходимо было усовершенствовать дыхательную систему для подводных аппаратов. Это открытие связано с именем швейцарского ученого Ганса Келлера. Он понимал, что в дыхательной системе нужно четко поддерживать необходимое давление кислорода, азота и углекислого газа на том же уровне, что и при нормальном атмосферном давлении. Ученым были рассчитаны тысячи вариантов газовых систем для различных глубин. В конце 1960-х гг. в бывшем Советском Союзе, США появляется целая серия подводных аппаратов для исследований океанических глубин: "Ихтиандр", "Садко", "Черномор", "Пайсис", "Спрут". В конце века подводные аппараты достигают глубины 6000 м (Аргус, Мир, Клиф). В США появляется судно "Атлантис", оборудованное роботами для изучения органической жизни в глубинных слоях. Одновременно (1983—1988) с корабля "Келдыш" проводятся глубинные исследования в Индийском океане: были подняты образцы вулканических отложений из глубины 2000—6000 м. В это же время проводится эксперимент "Полимоде" по изучению в центральной Атлантике океанических подводных вихрей, напоминающих атмосферные циклоны и антициклоны. Размеры этих вихрей имеют в диаметре 200 км и проникают до глубины 1500 м. Полигоном для этого эксперимента был выбран знаменитый "Бермудский треугольник".
Важный вклад в исследование Мирового океана внесли экспедиции всемирно известного ученого, писателя Ж. И. Кусто на судах "Калипсо" и "Альсиона". За 87 лет своей жизни (1910—1997) он сделал много открытий: усовершенствовал акваланг, создал подводные дома и ныряющие блюдца, изучал органическую жизнь в Мировом океане. Им написано более 20 крупнейших монографий, снято более 70 научно-документальных фильмов о жизни в водах Мирового океана. За фильм "Мир без солнца" ученый получил своего первого "Оскара". Ж. И. Кусто был бессменным директором океанографического музея в Монако. Его исследования показали человечеству возможность постройки специальных подводных лабораторий. Еще в 1962 г. им впервые был проведен опыт, получивший название "Преконтинент-I". Два аквалангиста в подводном доме-лаборатории "Диоген", установленном на глубине 25,5 м, проводили опыт и в течение 5 часов в сутки работали в аквалангах на глубине 25—26 м. В 1963 г. Ж. И. Кусто проводит второй эксперимент — "Преконтинент-II" — в Красном море, где было установлено два подводных дома. В результате обобщения ценного опыта двух экспериментов появляется "Преконтинент-III", проведенный в 1965 г. в Средиземном море в районе Монако (мыс Феррам). На глубине 100 м шесть аквалангистов проживают в подводном доме в течение 23 суток. В ходе этого эксперимента исследователи погружались на глубину 140 м. После проходил эксперимент "Преконтинент-IV" с погружением на глубину 400 м.
В 70—80-е гг. XX века Ж. И. Кусто первым поднимает проблему загрязнения Мирового океана. Совершает многочисленные погружения в глубины Мирового океана.
С конца XX века научные исследования проводятся на специально оборудованных судах с использованием новейших измерительных устройств, средств телеметрии, физико-химических меодов, количественного анализа, кибернетических приемов обработки информации при помощи ЭВМ.
Современные исследования Мирового океана отличаются международной координацией полученных результатов исследований, которые стекаются в Международный океанологический комитет (МОК). Ныне в составе научного морского флота всех стран мира, по данным ООН, насчитывается более 500 судов.