В августе 1840 г. Росс был в Тасмании, где узнал, что Д.-Дюрвиль только что открыл берег Земли Адели; это заставило его начать свои исследования далее к востоку, на меридиане островов Баллени. В декабре 1840 г. экспедиция пересекла южный полярный круг на мер. 169° 40' в. д. и вскоре начала борьбу со льдами. Через 10 дней полоса льдов была пройдена, и 31 декабря увидели высокий берег Земли Виктория, одну из высочайших горных вершин которой Джемс Росс назвал именем инициатора экспедиции — Сабина (2900 м), а всю цепь гор высотой от 2000–3000 м — хребтом Адмиралтейства. Все долины этой цепи были завалены снегом и громадными ледниками, спускавшимися к морю. За мысом Адар берег повернул к югу, оставаясь гористым и неприступным. Росс высадился на один из островов Поссессион, в ш. 71° 56' и долготы 171°7', совершенно лишенном растительности и заселенном массой пингвинов, покрывших его берега толстым слоем гуано. Продолжая свое плавание далее на юг, Росс открыл острова Кульман и Франклин и увидел прямо к югу берег и высокую гору (вулкан Эребус) высотой в 3700 м, а немного восточнее был замечен другой вулкан, уже потухший, названный Террор, высотой в 3800 м. Дальнейший путь к югу был прегражден берегом, заворачивавшим на восток и окаймленным непрерывной вертикальной ледяной стеной, высотой до 60 м над водой, опускающейся, по определению Росса, на глубину около 300 м. Этот ледяной барьер отличался отсутствием всяких значительных углублений, заливов или мысов; его почти ровная, вертикальная стена тянулась на громадное расстояние. За пределами ледяного берега виднелись вершины высокой горной цепи, уходившей вглубь материка; она названа именем Парри. Росс прошел от Земли Виктории на восток около 840 км, и на всем этом протяжении характер ледяного берега оставался без перемены. Наконец, позднее время года заставило Росса возвратиться в Тасманию. В это плавание он достиг 78°4' ю. ш., между мер. 173° — 174° з. долготы. Во второе его плавание его суда 20 декабря 1841 г. снова пересекли южный полярный круг и пошли к югу. В начале февраля 1842 г., на меридиане 165° з. долготы, они достигли более открытого моря и направились прямо на юг, подойдя к ледяному берегу немного восточнее, нежели в 1841 г., они достигли 78°9' ю. ш., т. е. подошли к южному полюсу ближе, нежели кто-либо до сих пор. Дальнейшее плавание было преграждено сплошными льдами (пак), и экспедиция повернула на север.

В декабре 1842 г. Росс сделал третью попытку проникнуть на юг; на этот раз он избрал путь Ведделя и направился к Земле Людовика-Филиппа. Идя на восток, Росс, на меридиане 8° з. долготы, пересек полярный круг и 21 февраля достиг 71°30' ю. ш., з д. 14°51. [16]

Почти 30 лет спустя экспедиция на корвете «Челленджер» побывавл на острове Кергелен. Оттуда «Челленджер» направился на юг и дошел до 65°42' ю. ш. 64°18' ю. и 94°47' в.д. он определил глубину в 2380 м, и хотя, по карте Вилькса, берег должен был бы находиться на расстоянии всего 30 км, его видно не было.

В сентябре 1894 г. китобойное судно «Antarctic» посетило берега Земли Виктория; находившийся на нем для научных наблюдений Борхгревинк привез интересные сведения. Судно подошло к полярному кругу около островов Баллени, оттуда повернуло на восток, а, пройдя вдоль полярного круга до 174° в. д. — к югу В январе 1895 г. «Antarctic» был у мыса Адер, круто вздымающегося до высоты в 1000 м. Отсюда виднелись берега Земли Виктория, с высокими горами (до 3500 м), покрытыми снегом и ледниками; одна из вершин была свободна от снега; это, вместе с присутствием лавы на поверхности ледников, заставляет предполагать, что тут недавно происходило извержение. [13]

Таким образом, подробные исследования Южного океана начались ещё с первой половины 19 века. О новейших исследованиях данного участка Земли будет написано в следующих главах.

Глава 2. ИЗУЧЕНИЕ РЕЛЬЕФА ДНА ЮЖНОГО ОКЕАНА

Исследования дна морей и океанов начались сравнительно недавно. В конце XIX и в начале XX столетия они ограничивались измерениями глубин и сбором проб донных грунтов. Делали это весьма примитивно: с корабля на дно моря спускался груз на веревке или тросе, и по его длине определялась глубина, а прилипшая к грузу или захваченная прикрепленными к нему ковшами или трубкой проба позволяла судить о характере данного грунта. [10]

В 1920-х годах, а особенно после второй мировой войны в практику морских геологических работ начали внедряться геофизические методы исследований. Глубины океана и рельеф его дна стали изучать с помощью эхолотов, основанных на принципе измерения времени, затраченного на прохождение звукового сигнала с корабля до дна и обратно. Этот же принцип, но с применением особенно мощных сигналов позволил изучать внутреннее строение толщи рыхлых осадков, покрывающих дно. Сквозь эти осадки легко проникает звук, который отражается частично поверхностью дна, частично плотными породами земной коры, подстилающими рыхлые осадки. Мощные звуковые сигналы позволяют зондировать и наиболее глубокие слои земной коры — твердые магматические породы и даже подстилающие кору породы — верхнюю мантию Земли.

С помощью магнитометров, буксируемых кораблями, измеряется напряженность магнитного поля Земли и выявляются аномалии, причина которых — неоднородности структуры земной коры. Эти неоднородности изучают и с помощью судовых гравиметров, измеряющих величину силы тяжести, которая зависит от плотности пород. Все эти измерения не требуют остановки судов, что позволяет изучать большие пространства за короткое время. [6]

Однако геофизические методы дают возможность получать лишь физическую характеристику горных пород и рыхлых осадков со дна океана, а не сами их пробы. Эти методы не позволяют наблюдать и процессы, изменяющие дно океана. В прибрежной зоне на небольших глубинах вести наблюдения и брать пробы можно, пользуясь водолазным снаряжением, на мелководье особенно удобен акваланг.

На больших глубинах используются исследовательские глубоководные подводные лодки, которые позволяют людям выполнять широкий круг наблюдений на глубинах до 2–3 км.

И все же для повседневных геологических исследований больших океанских глубин наиболее широко применяются сейчас автоматические приборы.

Микрорельеф дна, осадки и выходы коренных пород успешно изучают с помощью подводных фотокамер и телевизоров. Грунтовые трубки и дночерпатели приносят пробы, а тралы и драги соскребают с поверхности дна обломки твердых пород. Еще глубже проникают в толщу дна буровые скважины. Бурением удается получать образцы из слоев, залегающих на 200 м. ниже поверхности дна океана. Число таких скважин пока невелико, но с каждым годом оно будет расти, потому что буровые скважины — это самый верный путь к изучению недр океанского дна. [33]

При создании карт рельефа дна океанов используют следующую методику. Для проведения на карте линий равных глубин пользуются следующим приемом. Решив, через какие вертикальные отстояния (ступени) будут их проводить, и предположив, что между каждыми двумя цифрами глубин на карте последние изменяются пропорционально горизонтальному расстоянию между ними, отыскивают между точками глубин места, где должны были бы приходиться глубины, выражаемые целыми числами метров или сажен (500, 1000, 1500, 2000, 3000 и т. д.), и уже через найденные таким путем точки на карте и проводят линии равных глубин. [1]

Однако после Бюаша прошло более 100 лет, прежде нежели собралось столько измерений глубин, что Мори мог издать в 1855 г. свою первую карту рельефа дна северного Атлантического океана.

С первого взгляда, казалось бы, не представляет особенного затруднения на основании нанесенных на карте глубин провести через них согласные кривые одинаковых понижений океанского ложа. На самом деле это работа очень сложная и трудная, и степень ее трудности могут хорошо себе уяснить только картографы и гидрографы, практически с такими работами знакомые.

Когда на карте имеется столько точек высот, что в данном масштабе и поместить, больше нельзя, то и тогда проведение горизонталей очень трудное дело, потому что их можно бывает провести различно и случается, что трудно решить, какое решение наиболее хорошо передает рельеф местности.

При решении такой задачи для наземной поверхности необходимо пользоваться картой более крупного масштаба, но и тогда могут возникнуть недоразумения.

Только топограф, снимающий местность (непременно мензулой), может нарисовать на планшете положение горизонталей по точкам высот, нанесенным на планшете, достаточно правильно. Действительно, топограф при этом видит перед собой рельеф местности и проводит горизонтали по точкам высот, руководясь картиной природы, раскинутой перед его глазами. Но даже и при подобных условиях работы нередко, при сложном рельефе, делаются ошибки.

В случае гидрографической работы условия получаются много более трудные. Гидрограф имеет в своем распоряжении только некоторое число точек глубин и по ним должен провести линии равных глубин. Действительный рельеф дна для него сокрыт и перед его глазами ничего нет, кроме отдельных точек глубин. Очевидно, в таком виде задача становится очень трудной, и ошибки в выражении подводного рельефа должны случаться много чаще и быть серьезнее по своему, значению.

Положение океанографа при решении такой задачи подобно гидрографу, но только еще труднее. Океанограф имеет в своем распоряжении малое число глубин, места их недостаточно точно известны, да и точность их различная. Он, как и гидрограф, не видит перед собой рельефа дна, который он изображает.

Потому-то на батиметрических картах океана, несмотря на их относительно мелкий масштаб, очень многие места Мирового океана имеют совершенно неточное выражение подводного рельефа, совершенно независимо от желания строивших карту ученых.

Способы построения батиметрических карт океана могут быть различны. Например, в одном случае составитель руководится исключительно данными одних промеров, тщательно проверенными. В другом случае автор будущей батиметрической карты принимает во внимание и другие океанографические сведения, например распределение в придонном слое температуры (потенциальной), и в случае недостаточности указаний рельефа непосредственно одними глубинами проводит изобаты, руководствуясь своими соображениями, основанными на косвенных данных.

Картина обследования рельефа дна океана имеет большое значение, потому что она рисует в значительной степени и вообще современное состояние наших сведений о физической природе Мирового океана.

Современная океанология уже располагает хорошими картами рельефа дна Южного океана, отражающими характер донных осадков, физические поля и глубинное строение земной коры. [33]

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА

Для изучения климатических особенностей и гидрологического режима существует два типа методов исследования: контактные и бесконтактные. К контактным методам относятся традиционные способы получения данных при непосредственном проведении измерений человеком в Южном океане. [6] Однако, из-за тяжелых условий для нахождения человека в акватории данного океана, на сегодняшний момент для сбора данных в основном используются неконтактные методы исследования.

С помощью таких исследований производится сбор данных по следующим направлениям:

·  Рельеф дна

·  Температура поверхности океана

·  Соленость на поверхности океана

·  Морские течения и динамика водных масс

·  Уровень моря

·  Состояние поверхности моря, волнение

·  Приводный ветер

·  Цвет воды,

·  Биопродуктивность

·  Морские льды [25]

Информативность спутниковых систем исследования Земли намного выше традиционных контактных методов. Определение, например, температуры поверхности Мирового океана с использованием только одного океанологического ИСЗ эквивалентно синхронным измерениям на 20 000 научно-исследовательских станциях.

Методика визуальных исследований Южного океана из космоса проста и не отличается существенно от методики обычных аэровизуальных наблюдений. Цветовые оттенки суши, облаков и акваторий приблизительно те же, что и при наблюдениях Земли с высоты 10 км. Хорошо различимы оттенки различных цветов, однако тестовые измерения зрения космонавтов показали, что контрастная чувствительность зрения космонавтов во время полета снижается, как правило, на 10–20 %. В условиях космического полета на 20−25 % также снижается по сравнению с земными условиями восприятие яркости цветов. [5]

Дистанционное зондирование в видимом диапазоне основано на наблюдении яркости рассеянного и отраженного океаном солнечного света. Такую съемку ведут с помощью оптических камер и сканеров: из российских – это многозональные сканеры МСУ-М, МСУ-СК и МСУ-Э на спутниках «Ресурс-О» и «Метеор», «Океан»; из зарубежных – сканеры спутников NOAA, Landsat, Spot, IRS и многих других, а также специально созданные для изучения цвета океана системы CZCS (Coastal Zone Color Scaner) спутников Nimbus и SeaWiFS (Sea viewing Wide Field Sensor — сканер цвета моря) спутника SeaStar.

Зондирование в тепловом инфракрасном диапазоне для определения температуры поверхности океана основано на измерении собственного теплового излучения поверхности океана. Наиболее известен сканирующий радиометр AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) на спутниках серии NOAA — его данные получили повсеместное признание и используются во всем мире; другой известный аналог — радиометр серии ATSR (Along Track Scanning Radiometer) на европейских спутниках ERS и Envisat.

Пассивное зондирование в микроволновом радиодиапазоне, который в отечественной литературе называют СВЧ-диапазоном, основано на регистрации собственного СВЧ и радиотеплового излучения океана (системы океан-атмосфера); активное (радиолокация) зондирование — на излучении со спутника и приеме отраженного/рассеянного морской поверхностью радиосигнала. Среди данных пассивных СВЧ-радиометров накоплены значительные массивы данных радиометров SSMR спутников Nimbus и SSM/I, спутников DMSP. С помощью пассивных радиометров можно получить информацию о температуре поверхности океана, сплоченности и толщине морских льдов и даже солености, а также влагозапасе облаков, интенсивности осадков, скорости ветра. Основным средством активного зондирования стали радиолокаторы бокового обзора с реальной антенной (РЛСБО) и антенной с синтезированной апертурой (РСА или SAR). Наибольший вклад в исследование океана внесли SAR на спутниках Seasat, ERS-1, ERS-2, Radarsat и Envisat, среди российских – РЛСБО на спутниках серии «Океан» и РСА на спутнике «Алмаз». На принципе активной локации работают также радиоальтиметры (для измерения уровня океана и высоты волн) спутников Topex/Poseidon, Jason и др., и скаттерометры (для измерения поля приповерхностного ветра) NSCAT, QuikScat и др. Большинство перечисленных датчиков позволяют вести глобальный мониторинг Мирового океана и их данные доступны через Интернет практически в реальном времени. [25]

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8