Реферат: Экспедиционные исследования в рейсах НИС «Дмитрий Менделеев» и их основные научные результаты
Научно-исследовательское
судно Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии Наук «Дмитрий
Менделеев» было построено в 1968 году и вышло в свой первый научный рейс в
феврале 1969 года. Экспедиционные плавания продолжались в течение 24-х лет и
завершились в 1993 году после рейса в Арктику. Всего за указанный период было
выполнено 50 рейсов. Научными отрядами собран огромный материал по всем
направлениям океанологической науки, приведший к ряду научных открытий и
обобщениям теоретического порядка. Полученные данные послужили основой для
многочисленных публикаций в нашей стране и за рубежом.
В
настоящей работе делается попытка осветить главнейшие результаты исследований в
океанах и морях по всем экспедиционным рейсам судна, сгруппированным по
признаку тематической направленности, объединяя иногда некоторые направления в
тех случаях, когда рейсы носили комплексный характер.
Прежде
всего, следует сказать о I - ом рейсе «Дмитрий Менделеев» (1969 год, начальник
Г.Н. Иванов-Францкевич), юбилей которого отмечался в ИО РАН в 1999 году. Рейс
проходил в тропической полосе Атлантического океана и имел главной целью
испытания на больших глубинах систем оборудования и приборов. В частности, было
выполнено траление в глубоководном желобе Пуэрто-Рико. Попутно проводилось
изучение пространственной структуры и динамики вод в пределах тропической
полосы вод Атлантики. Проверка приборов, последующая доделка и
усовершенствование оборудования, в том числе палубного, позволили успешно
провести исследования во всех последующих 49-ти рейсах судна.
Может
быть выделено пять тематических направлений рейсов, которые в количественном
выражении распределились следующим образом:
Гидрофизическое
направление |
25 |
Геолого-геофизическое
(включая один геохимический рейс) направление |
16 |
Гидробиологическое
направление |
7 |
Комплексное
(географическое) направление |
1 |
Техническое
направление |
1 |
Всего: |
50 |
В
двух рейсах, 21-ом и 22-ом, при выполнении гидрофизических, геологических и
биологических работ использовался подводный обитаемый аппарат «Пайсис»
Распределение
рейсов по акваториям было следующим:
Атлантический
океан (с морями) |
9 |
Тихий
океан (с морями) |
30 |
Индийский
океан |
3 |
Южный
океан (с морями) |
2 |
Северный
Ледовитый океан (с морями) |
1 |
Атлантический
и Тихий океаны |
1 |
Атлантический
и Индийский океаны |
1 |
Индийский
и Тихий океаны |
3 |
Всего: |
50 |
Основные результаты работ по рейсам
гидрофизического направления
Первые
четыре рейса (и частично пятый) проходили почти исключительно в тропической
полосе вод Атлантики. О I-ом рейсе было сказано выше. В трех последующих: 2-ой
(1969 год, Р.В. Озмидов); 3-й ( 1970 год, Л.М. Фомин) изучались особенности
структуры и спектральных функций океанической турбулентности, метеорологических
явлений в тропиках, а также структуры экваториальных течений, Гольфстрима,
пассатных течений и другие явления. Обнаружено явление меандрирования течения
Кромвелла и его асимметрия относительно экватора (А.С. Монин, Л.М. Фомин). На
переходе из Атлантики через Индийский в Тихий океан, проводились исследования
турбулентности структуры внутренних волн. Впервые были получены характеристики
турбулентности на больших глубинах океана (свыше 1000 м) и тонкой структуры
поля скорости (Р.В. Озмидов, А.С. Монин).
В
Индийском океане в 10-м рейсе (1973 год, В.И. Войтов) исследовались оптические
характеристики вод, их рассеивающие и поглощающие свойства, зависящие от
наличия взвеси и растворенной органики. Впервые определены наклоны
короткопериодных внутренних волн.
Начиная
с 11-го рейса (1973 год, Р.В. Озмидов) гидрофизические исследования
окончательно переносятся в Тихий океан (с редкими выходами в восточную часть
Индийского) и посвящаются, в основном, изучению пространственного распределения
основных гидрологических характеристик, гидрофизических полей, их мезо- и
макромасштабной временной изменчивости.
В
12-ом рейсе (1974 год, Г.Н. Иванов-Францкевич) и в 15-ом (1975 год, В.А. Ширей)
работы велись в основном на полигонах в северо- западной части Тихого океана и
были направлены на исследования механизмов генерации турбулентности тонкой
структуры и внутренних волн.
В
19-ом рейсе (1977 год, Р.В. Озмидов) открыт мезомасштабный антициклонический
вихрь, образовавшийся в меандре Куросио к югу от основной струи этого течения.
В
22-ом рейсе (1978 год, Р.В. Озмидов) с помощью ПОА «Пайсис» получены уникальные
сведения о турбулентных процессах в придонных слоях океана, о тонкой структуре
океанических полей и внутренних волн юго-западной части Индийского океанов.
Впервые
для Тихого океана в 24-ом рейсе «Дмитрий Менделеев» установлено явление
меандрирования экваториальных течений и определены их параметры (1980 год, В.Т.
Пака). Получены новые данные о микроструктуре и турбулентности вод, их связи с
поверхностным волнением и температурными показателями.
В
26-ом рейсе (1980 год, Л.М. Фомин) в Индийском океане, в районе Маскаренского
хребта, обнаружена область с исключительно мощными высокочастотными внутренними
волнами, возникающими в результате набегания баротропного прилива на подводные
возвышенности.
Исследование
характера пространственно-временной изменчивости гидрофизических полей в зоне
Полярного фронта по проекту «ПОЛИМОДЕ» проводились в 27-м рейсе (1981 год, В.А.
Бубнов). Эти исследования были продолжены в 30-ом рейсе судна (1982 год, И.Ф.
Шадрин), когда полностью подтвердилось представление о разделении
Антарктического Циркумполярного течения (АЦТ) на две струи с двумя фронтальными
разделами: собственно Полярным фронтом и Субантарктическим фронтом.
32-ой
рейс «Дмитрий Менделеев» (1984 год, Б.Н. Филюшкин) был акустическим. Изучалось
распространение звука низкочастотной реверберации на меридиональном разрезе в
Тихом океане. Впервые исследованы характеристики частотно-модулированных
сигналов на протяженных трассах, проводились испытания новых технических
средств, усовершенствовались методы изучения акустических шумов по проекту
«АКУСТИКА».
Исследования
закономерностей распространения лазерного излучения на трассе атмосфера – океан
проводилось в 36-м рейсе (1985 год, В.П. Николаев) в морях Тонга, Филиппинском,
Фиджи и Каролинском. Впервые изучено влияние бактерий на оптические свойства воды.
Аналогичным по тематике был и 39-й рейс (1987 год, В.И. Войтов), когда в
Филиппинском море также велись наблюдения за лазерным излучением.
Еще
ранее, судно перешло в северо-восточную часть Тихого океана, где в 37-м рейсе
(1986 год, И.Ф. Шадрин) в зоне Калифорнийского течения велись наблюдения
скоростей, и детально исследовался топографический вихрь. Одновременно на
полигонах сейсмоакустическми методами изучался осадочный покров, мощности и
плотности слоев. Зарегистрировано более 200 землетрясений.
Последним
тихоокеанским рейсом был 40-1 (1987 год, В.А. Бубнов). Получены представления о
непрерывной пространственно-временной эволюции полей течений и гидрографических
характеристик северо-западной части Тихого океана.
Двумя
короткими рейсами в Атлантическом океане завершились экспедиционные плавания
НИС «Дмитрий Менделеев» по тематике гидрофизического направления. В 46-ом рейсе
(конец 1991 года, В.М. Журбас) исследовались мелкомасштабная турбулентность,
тонкая структура гидрофизических полей, процессы взаимодействия океана и
атмосферы. В 48-ом (середина 1993 года, Д.Ю. Корякин) проводились
гравиметрическая и гидромагнитная съемки в сочетании с работами на полигонах с
многолучевым эхолотом по картированию рельефа дна.
Основные
результаты работ по рейсам геолого-геофизического и геохимического направлений
12
рейсов этого направления проведено в Тихом океане, 1- в Средиземном море и 1 –
в Северном Ледовитом океане.
Комплексные
геолого-геохимические и геофизические исследования Восточно-Тихоокеанского
поднятия (ВТП), районов островов Пасхи и Сала-и-Гомес были проведены в 8-ом
рейсе «Дмитрий Менделеев» (1972 год, А.П. Лисицын). Главное внимание было
уделено изучению металлоносных осадков, морфоструктуры хребтов
срединно-океанического типа, глубоких узких депрессий дна, в частности рифтовых
долин и трансформных разломов. Детально изучен состав и закономерности
распределения металлоносных осадков, пробы с которыми получены на 52-х
станциях.
Установлено,
что максимальная концентрация рудного вещества в осадочных слоях наблюдается в
местах, где сочетаются структурные элементы разного генезиса и возраста и где
тектоническая картина оказывается особенно сложной. На ВТП, в частности, это
связано с «перескоками» центров спрединга и изменениями темпов расхождения
литосферных плит по ходу геологического времени. Даны количест-венные
характеристики присутствия рудного вещества в осадках.
Геохимическим
и, отчасти, гидрохимическим был 9-й рейс судна (1973 год, А.А. Аксенов),
маршрут которого проходил в центральной части Тихого океана в районе Гавайских
островов и атолла Уэйк. Изучалась геохимия процессов современного
осадкообразования и химического состава вод. Выполнен подробный гидрохимический
разрез по параллели 19 градуса с. ш. от Гавайских островов до Мексики. Завершен
сбор материалов по составлению первого геохимического профиля осадков Тихого
океана.
13-
й рейс (1974 год, А.А. Геодекян) проходил в Охотском море и был посвящен
геолого-геофизическим и геохимическим исследованиям, направленным на оценку
процессов нефтегазоносности. Изучался газовый режим водной толщи и верхней
части осадочного покрова. Представлена схема районирования региона Охотского
моря по плотностным и сейсмоскоростным показателям осадочной толщи.
Детальное
изучение металлоносных осадков в полосе Восточно-Тихоокеанского поднятия было
продолжено в 14-м рейсе «Дмитрий Менделеев» (1975 год, Ю.А. Богданов).
Установлена связь их образования с характером гидротермальной деятельности в
глубине рифтовых депрессий и разломных ущелий. Выявлены этапы усиленной
концентрации рудных частиц в ходе геологической истории, в процессе спрединга
хребтов срединно-океанического типа и общих морфоструктурных преобразований
картины дна.
В
северо-западной части Тихого океана (Филиппинское море), в 17-м рейсе судна
(1976 год, А.В. Пейве), по проекту «ОФИОЛИТЫ» проводилось изучение
ультраосновных и основных пород. Разработана и предложена модель эволюции
земной коры этого бассейна. В более южных районах океана изучалось строение
желобов Южно-Китайского, Каролинского, Соломонового и Кораллового морей.
Широкие
комплексные геолого-геофизические исследования, включавшие подробный анализ
морфоструктуры дна, измерения теплового потока, геомагнитного поля,
драгирования образцов коренных пород были выполнены в 21-ом и 23-ем рейсах
«Дмитрий Менделеев» (1978-1979 годы, Ю.П. Непрочнов) в Тихом океане. Особенно
детально были исследованы такие крупные элементы морфоструктуры, как
возвышенности Шатского и Хесса, глубинные разломы Императорский и Меррей, а
также Северо-Восточная котловина с ее полем железо-марганцевых конкреций.
Проведены работы на геотраверзе от возвышенности Шатского к Северо-Восточной
котловине, позволившие сравнить полученные результаты с материалами прошлых
лет. Впервые использовался ПОА «Пайсис», с которого удалось провести биологические
сборы на атолле Хермит и выполнить наблюдения подводных склонов горы Дмитрия
Менделеева с взятием образцов пород.
В
25-ом рейсе судна (1980 год, А.П. Лисицын) комплексными геолого-геофизическими
исследованиями была охвачена широкая акватория центральной и восточной частей
Индийского океана. Главной задачей работ здесь было изучение металлоносных
осадков, ареалы распространения которых составляют в общей сумме приблизительно
1,6 млн. кв. км. Как и в Тихом океане, эти работы проводились в тесной связи с
изучением характера тектонических преобразований дна под влиянием
геодинамических процессов в масштабе всей акватории океана, диктуемых явлением
спрединга. Геотермическими измерениями выявлено наличие «горячей» мантии в
районе тройственного сочленения Западно-Индийского, Аравийско - Индийского и
Центрально- Индийского хребтов. Исследована морфоструктура хребта Брокен, на
котором открыта подводная гора, названная именем П.Л. Безрукова. Закартированы
рифтовые долины и трансформные разломы этих хребтов. Дана количественная оценка
биопродуктивности по данным вещественного состава пелагических осадков в
котловинах.
28-ой
и 29-й рейсы снова проходили в Тихом океане, на этот раз в его центральной
части. В первом из них (1982 год, В.А. Ширей) изучались поля железо-марганцевых
конкреций, отличающиеся высокой продуктивностью в Центральной котловине и в
полосе дна между разломами Кларион и Клиппертон, входящими в систему Великих
разломов Тихого океана. Впервые в центре океана удалось драгировать породы
нижних горизонтов коры и верхней мантии. В том же году, но уже в 29-м рейсе
(1982 год, Ю.П. Непрочнов, Я.Н. Семенихин) судно перешло на северную окраину
океана, где по проектам «ГЕОПОЛ» и «АКВАНЕФТЬ» приступили к изучению
геофизических полей и тонкой структуры земной коры в целях выявления условий
нефтегазонакопления. Получены новые данные о морфоструктуре и осадочном чехле
хребта Ширшова и Командорской котловины. Закартирован ряд разломов земной коры.
Проведена корректировка морфоструктурных карт.
Страницы: 1, 2
|