В Тихом океане Миклухо-Маклай сделал пять станций с измерением температуры через каждые пять сажен (две в заливе Консепсьон и по одной у Вальпараисо, у острова Питкерн и острова Мангарева). Два ряда измерений температур в Тихом океане – один ряд на глубинах до 500 сажен на 32°26? ю. ш. и 73°10? 28'' з. д. и другой – на глубине до 1000 сажен на 14°40?7'' ю. ш. и 164°01?51'' з. д.
Для проверки гипотезы Гумбольдта о том, что температура поверхностных вод океана понижается по мере приближения к берегам, Миклухо-Маклай измерял поверхностные температуры океана при приближении к бухте Консепсьон, к Вальпараисо и к островам Пасхи, Мангарева, Таити, Уполу (Самоа), Ротума и к Новой Ирландии.[370]Надо отметить, что этот вопрос до сих пор окончательно не выяснен. Известно лишь, что во многих районах понижение температуры поверхностных вод, по мере приближения к берегу, объясняется сгонно-нагонными явлениями, создающими у берегов перемешивание теплых поверхностных вод с более холодными глубинными.
Для деятельности Миклухо-Маклая характерно, что он не только наблюдал, но, производя наблюдения, отмечал, для какой цели эти наблюдения были произведены и какие выводы из них можно сделать. Наблюдая резкие суточные колебания температуры поверхностных вод в Рио-де-Жанейро, Маклай, среди других факторов, отмечал влияние на спокойную воду солнечной радиации в дневное время и излучения – в ночное. Указывая на низкую температуру вод материковой отмели восточного побережья Южной Америки, он объяснял это явление малыми глубинами, а однородность вод у восточного входа в Магелланов пролив, так же как и в самом Магеллановом проливе, сильным приливным перемешиванием.
Миклухо-Маклай в своей работе отметил большую помощь, оказанную ему в его исследованиях командиром корвета Павлом Николаевичем Назимовым, старшим офицером П. П. Новосильским и командой «Витязя».
8 сентября 1871 г. «Витязь» пришел в залив Астролябия (берег Маклая на Новой Гвинее), где Миклухо-Маклай обосновался для своих этнографических работ.
15 сентября корвет отправился на Дальний Восток. На пути к заливу Астролябия и во время стоянки на якоре в этом заливе «Витязь» положил на карту северо-восточный берег Новой Гвинеи, залив Астролябия с прилегающими островами, бухту Константина и пролив между островом Лонг-Айленд и берегом Новой Гвинеи, названный проливом Витязь.
Во время пребывания в заливе Астролябия, помимо основных своих работ по этнографии и биологии, Миклухо-Маклай вел три раза в день правильные метеорологические наблюдения и измерения температуры поверхностной воды, а также наблюдения над уровнем моря. Это были первые правильные гидрометеорологические наблюдения в этом районе Мирового океана.
* * *О Маклае, оставшемся на Новой Гвинее, до Петербурга доходили лишь смутные слухи. Поэтому клиперу «Изумруд» под командой капитана 2-го ранга Михаила Николаевича Кумани, стоявшему в Шанхае, было приказано пройти к Новой Гвинее.
7 декабря 1872 г. «Изумруд» стал на якорь в бухте Астролябия, из которой вместе с Маклаем на борту вышел 22 декабря. Попутно он описал пролив между островом Каркар (Дампир) и Новой Гвинеей, названный проливом Изумруд. В Гонконге Маклай покинул корабль.
Следующее свое путешествие на Новую Гвинею, на этот раз в ее северо-западную часть, Маклай совершил в 1874 г. на специально нанятом местном парусном судне. Здесь Маклай открыл не обозначенный на карте пролив между Новой Гвинеей и небольшим архипелагом Мавара, названный проливом великой княгини Елены. В этом районе он пробыл неделю.
Третье посещение Новой Гвинеи (берега Маклая) продолжалось с конца июня 1876 г. по середину ноября 1877 года. За это время, помимо обычных для Миклухо-Маклая исследований, он собрал интересные сведения о землетрясениях в районе берега Маклая, а также установил, что этот берег на большом расстоянии от береговой черты «представляет не что иное, как выдвинутый из моря коралловый риф».[371]
В июне 1878 г. Маклай приехал в Сидней и свои путешествия стал совершать из этого порта. В 1881 г. по его настоянию в Сиднее была открыта морская биологическая станция.
В 1879–1880 гг. Маклай четвертый раз побывал на Новой Гвинее, а в начале 1881 г. пятый раз.
В начале 1882 г. Мельбурн посетила русская эскадра в составе судов «Африка», «Пластун» и «Вестник». На «Вестнике» Маклай добрался до Сингапура, где пересел на корвет «Азия», возвращавшийся в Россию через Суэцкий канал. В Генуе он пересел на броненосец «Петр Великий» и во второй половине сентября 1882 г. вернулся в Петербург. Таким образом, после почти двенадцатилетних путешествий Маклай завершил кругосветное плавание.
Уже в конце 1882 г. Маклай снова отправился в Индонезию для продолжения своих исследований. В Батавии (ныне Джакарта, столица Индонезии на острове Ява) он случайно увидел корвет «Скобелев» под командой капитан-лейтенанта Вадима Васильевича Благодарева. «Скобелев» должен был итти во Владивосток, но Маклай уговорил находившегося на судне контр-адмирала Копытова зайти в залив Астролябия. В середине марта 1883 г. он в шестой и последний раз побывал на Новой Гвинее.
«Скобелев» простоял в заливе Астролябия двое суток и положил на карту северо-западную часть залива, бухту Алексея и несколько небольших островков, из которых крупнейший был назван островом Скобелева. Сошел Маклай с корвета на Филиппинских островах.
Все другие свои морские переезды Миклухо-Маклай совершал на иностранных судах.
3. Макаров как океанолог
Среди русских мореплавателей-исследователей Степан Осипович Макаров занимает совершенно особое место. Макаров был исключительно разносторонним – он был ученым-океанографом, изобретателем-конструктором, теоретиком кораблестроения и военно-морского дела, выдающимся организатором и флотоводцем. В любое дело, к которому Макаров прикасался, он вносил всегда нечто новое, иногда совершенно опрокидывающее прежние представления, Макаров обладал редким сочетанием способности производить тонкие наблюдения, анализировать отдельные явления и обобщать результаты наблюдений и исследований.
Особое значение Макаров всегда придавал точности производимых наблюдений. Он подчеркивал, что «одно дурное наблюдение портит сто хороших».
Макаров писал: «Пропуски в наблюдениях не составляют важного недостатка, но непростительно заполнять пустые места воображаемыми величинами. В одном журнале я встретил запись, замечательную по своей поучительности и принадлежащую давно уже, к сожалению, вышедшему в отставку штурманскому офицеру Тимофею Тимофеевичу Будрину, который отметил: „пишем, что наблюдаем, а чего не наблюдаем, того не пишем“. Слова эти стоят того, чтобы их вывесить на поучение молодежи в каждой штурманской рубке».[372]
Придавая большое значение точности наблюдений, Макаров понимал, что исследователь должен твердо знать все особенности и возможности используемого им прибора или метода. Этому правилу С. О. Макаров неуклонно следовал и в показе необходимости тщательного исследования приборов, в показе того, как надо выявлять особенности и возможности приборов и методов, большая его заслуга. Приборы и методы, которыми пользовался Макаров, сейчас устарели, но никогда не устареют преподанные им уроки в этом отношении.
Используя уже существовавшие в его время приборы, Макаров сам, в случае нужды, изобретал и строил новые. Так, для исследования глубинных течений в Босфоре ему понадобился измеритель скорости глубинных течений, которого тогда еще не было. Макаров изобрел и средствами корабля «Тамань», которым он командовал, изготовил такой прибор, названный им флюктометром. Во время плавания на «Витязе» Макаров усовершенствовал батометр Ленца, изобретенный во время кругосветного плавания на шлюпе «Предприятие», и в результате сконструировал батометр Витязя.
При исследовании Босфора Макарову понадобилось брать образцы воды с точно заданных глубин. Так как батометры для этой цели не годились, он использовал обычную помпу, отверстие приемного шланга которой можно опустить точно на желаемую (небольшую, конечно) глубину. Этот прием с большим успехом применялся впоследствии норвежскими учеными для исследования вод фьордов, в которых наблюдаются по вертикали резкие скачки температуры и солености.
Для непрерывных записей температуры поверхностных слоев моря на ходу судна Макаров использовал обыкновенный самописец температуры воздуха, направляя на его приемную часть тонкую струю забортной воды.
Изучая возможности определения скорости морских течений в глубоких районах океана, он рекомендовал опускать одновременно на разные глубины два измерителя скорости течений и судить об относительных скоростях течения по разности показаний этих приборов. Этот прием впоследствии был разработан в деталях Нансеном и в научной литературе стал известным как прием Нансена, что неправильно.
Много других очень остроумных технических усовершенствований внес Макаров в современную ему технику океанологических наблюдений.
Для обработки наблюдений он построил много новых графиков и вычислил много вспомогательных таблиц. В частности, ему принадлежит сохранившееся до сих пор определение удельного веса морской воды как отношение ее удельного веса при температуре 17,5° к удельному весу дестиллированной воды той же температуры.
Макаров придавал особое значение всякого рода обобщениям. Он писал: «Я считаю, что обобщение никогда не преждевременно—оно может быть основано на большом числе наблюдений или на малом, иметь более прочный фундамент или менее прочный фундамент, но оно всегда полезно для обзора и проверки уже сделанного и для того, чтобы правильно наметить ход дальнейших наблюдений. Откладывая обобщения, мы рискуем потерять напрасно многие годы».[373]
Во время своих плаваний Макаров не сделал в сущности ни одного географического открытия – не открыл ни одного острова, ни одного залива, ни одного пролива,[374] но зато в своих работах он в буквальном смысле этого слова открыл многие явления в Мировом океане и заслуженно стал одним из основоположников современной океанологии.
Кроме ряда статей в периодической литературе, Макаров оставил нам четыре книги, описывающие его океанологические работы, а именно:
1. «Об обмене вод Черного и Средиземного морей», 1885.
2. «„Витязь“ и Тихий океан», 1894.
3. «„Ермак“ во льдах», 1901.
4. «Гидрологические исследования, произведенные в 1895 и 1896 годах б Лаперузовом проливе и в других местах», 1905.[375]
Любопытно сравнить книги, написанные знаменитыми русскими мореплавателями (предшественниками Макарова) с книгами самого Макарова. Оказывается, они резко отличаются друг от друга. Предшественники Макарова описывали, иногда весьма полно и красочно, открытые и посещенные ими острова и берега, клали эти острова и берега на карту, описывали жителей, населявших эти острова. Словом, они описывали главным образом участки суши и морские пути между ними. Ничего подобного нет в книгах Макарова – его книги посвящены морским водам и льдам, они вскрывают законы, управляющие морскими водами и льдами.
Вот почему книги предшественников Макарова сейчас представляют в значительной мере лишь исторический и этнографический интерес.
Наоборот, книги Макарова никогда не устареют, потому что в них содержится бесконечное количество мыслей и догадок Макарова, его рассуждений и предположений. Они всегда будут настольными книгами моряков и исследователей морей. Всякий моряк и исследователь моря должен знать стихию, влияние которой он постоянно испытывает, а книги Макарова как раз и облегчают понимание Мирового океана.
Как ни разнообразны работы Макарова в области океанологии и как они ни переплетаются одна с другой по своей направленности и по своим выводам, все же их можно, в известной степени условно, разделить на три больших раздела: Макаров и проливы Мирового океана, Макаров и Тихий океан и Макаров и Северный Ледовитый океан.
4. Макаров – основоположник учения о проливах
(1881–1882)
В ноябре 1881 г. Макаров, к этому времени уже заслуживший широкую известность своими теоретическими работами о непотопляемости кораблей и боевыми подвигами во время русско-турецкой войны 1877–1878 гг., вступил в командование военным пароходом «Тамань». Пароход стоял в Константинополе в качестве стационера при русском посольстве. Вместо того чтобы проводить свободное от службы время на дипломатических приемах и балах, Макаров решил заняться изучением весьма заинтересовавшего его явления, а именно: существования в Босфоре двух противоположных течений – верхнего из Черного моря в Мраморное, и нижнего – из Мраморного моря в Черное. Местные рыбаки были убеждены в существовании таких течений, однако в научной литературе того времени высказывались по этому поводу весьма путаные и противоречивые мнения.
Надо подчеркнуть, что до своих работ в Босфоре Макаров, хотя и был знаком с производством обычных судовых гидрометеорологических наблюдений, но совершенно не был подготовлен к предстоящим ему сложным океанологическим исследованиям.
Прежде всего он решил проверить самое существование нижнего течения. Для этой цели он начал погружать со шлюпки на разные глубины простой бочонок. При малой глубине погружения бочонок увлекался по направлению из Черного моря в Мраморное, при большем погружении бочонок начинало тянуть по направлению к Черному морю, причем с такой силой, что шлюпка тянулась против поверхностного течения.
«Когда я убедился, – пишет Макаров, – что нижнее течение существует, захотелось определить точно границу между ним и верхним течением. Когда сделалось очевидным, что граница эта идет по длине Босфора не горизонтально, а с некоторым наклонением к Черному морю, захотелось выяснить этот наклон, наконец, захотелось выяснить подмеченные колебания границы между течениями, в зависимости от времени года и дня, от направления ветра и пр. Точно так же было интересно определить относительную скорость течения на разных глубинах и распределение воды по удельному весу.»[376] Так по мере исследования возникали новые вопросы, для решения которых ставились новые исследования. В результате Макаров получил почти исчерпывающую картину водообмена Черного и Мраморного морей.
Отправляясь в Константинополь, Макаров не предполагал заниматься исследованиями Босфора и потому не захватил с собой ни приборов, ни каких-либо пособий. Ему приходилось самому решать не только, что именно надо делать, но и чем и как надо работать.
Для задач, поставленных себе Макаровым, надо было иметь по крайней мере четыре прибора: термометр для измерения температуры воды, ареометр для измерения ее удельного веса, батометр для доставания образцов воды с разных глубин и измеритель течений на глубинах. Термометры, ареометры и батометр Макаров выписал, в частности он получил лучший из тогда существовавших батометр русского физика Ленца. Измеритель скорости морских течений (флюктометр) изготовили на «Тамани» судовыми средствами.
Флюктометр состоял из пропеллера, к оси которого был приделан колокольчик. При вращении пропеллера специальный язычок ударял по колокольчику. В воде звуки распространяются приблизительно в пять раз быстрее и гасятся значительно медленнее, чем в воздухе. Звук колокольчика был отчетливо слышен у железного борта в трюме судна. Таким образом, можно было определить число оборотов пропеллера за любое время, а соответствие числа оборотов пропеллера и скорости течения было определено по наблюдениям в поверхностном слое, скорость которого определялась иными приемами.