С ноября 1881 по сентябрь 1882 г. в разных районах Босфора Макаров сделал четыре тысячи определений температуры, столько же определений солености и тысячу измерений скорости. Столь большое число измерений оказалось возможным только потому, что Макаров сумел заинтересовать исследованиями своих ближайших помощников – лейтенантов Баркарева и Евницкого, штабс-капитана корпуса флотских штурманов Всеволодова и мичмана Волкова.
Обработав наблюдения, Макаров пришел к выводу, что нижнее течение создается разностью плотностей черноморских, менее соленых, и мраморно-морских, более соленых вод, а верхнее течение – избытком на Черном море атмосферных осадков и речного стока над испарением. Далее он показал, что граница между верхним и нижним течениями находится у Мраморного моря на глубине 20 м, а у Черного моря – на глубине около 50 метров.
Он установил также, что нижнее течение, подобно реке, следует по изгибам русла, а верхнее – стремится пройти кратчайшим путем от мыса к мысу. Наконец, оказалось, что объем вод, несомых верхним течением, почти в два раза превышает объем вод, несомых нижним течением, и что уровень Черного моря почти на 40 см выше уровня Мраморного моря.
Изучая явления в Босфоре, Макаров пришел к очень важному выводу: «Течение в Босфоре интересно не только как местное явление, но и как средство к разъяснению общих законов движения вод в океанах». Отмечая далее трудность изучения течений в океанах, он писал, что теоретическую часть дела легче всего обработать в одном из таких проливов, как Гибралтарский, Баб-эль-Мандебский, Босфор или Дарданеллы:
«Изучив подробно одно из этих течений, определив разность давлений жидкостей в покое и в движении, влияние этого движения на статическое давление на известной глубине и пр., мы могли бы приступить к теоретическому определению течений в океанах».[377]
Результаты своих работ в Босфоре Макаров изложил в замечательном труде «Об обмене вод Черного и Средиземного морей», напечатанном в 1885 году. Этот труд был удостоен премии Российской Академии наук и создал Макарову славу выдающегося ученого в области океанографии.
После исследований в Босфоре Макаров стал горячим поборником изучения режима проливов. Он писал:
«Проливы, все без исключения, представляют большой интерес в гидрологическом отношении, и чем больше станций сделано в различных местах пролива по его длине и ширине, тем лучше очертятся происходящие в нем различные гидрологические явления. Курсы поперечные в широких проливах, как Формозский и Корейский, дают более интересный материал, чем продольные. Подходя к проливам и в проливах, интересны наблюдения и на поверхности».[378]
Во время своих последующих плаваний Макаров в каждом из пройденных им проливов проводил более или менее подробные наблюдения. Так, во время кругосветного плавания на винтовом корвете «Витязь» (1686–1889) Макаров подметил следующие особенности проливов:
Бельт (Большой) – граница между верхней легкой и нижней тяжелой водой, в противоположность тому, что имеет место в Босфоре, не только не опускается по мере удаления от океана, но в некоторых случаях при приближении к берегу даже поднимается выше.
Английский канал (Ла-Манш) – вода от поверхности до дна перемешана. Макаров объяснил это влиянием сильных приливо-отливных течений. Такое же явление в дальнейшем он наблюдал в Формозском проливе, в проливах Курильских островов, словом во всех проливах с сильными течениями.
Магелланов пролив характерен однородными водами от поверхности до дна.
Лаперузов пролив подвергся более тщательным исследованиям Макарова. Оказалось, что поверхность, разделяющая теплое течение из Японского моря и холодное течение из Охотского, наклонена по направлению к Сахалину. Попутно Макаров обнаружил на дне пролива обилие организмов, что он связывал с наличием постоянного придонного течения и отсутствием в придонных водах илистых частиц.
Вандименов пролив (Осуми) Макаров считает сходным по гидрологическому режиму с Сангарским и Лаперузовым проливами.
Симоносэкский пролив—наблюдения показали, что течение в нем преимущественно направлено на запад.
Формозский пролив также подвергся особому изучению. Здесь Макаров обнаружил, что воды по вертикали весьма однородны, но зато поперек пролива резко отличаются и по температуре, и по солености.
Корейский пролив—температура по направлению от корейского берега к японскому повышается (холодное Корейское течение и теплая ветвь Куро-Сио). По обе стороны порога этого пролива воды на глубинах резко отличаются по температуре. Так, на глубине 400 м по северную сторону Корейского пролива температура на 8° выше, чем по южную.
Сангарский пролив (Цугару) – в поверхностных слоях пролива преобладает отливное течение, направленное на запад.
Проливы Курильских островов в летнее время характерны холодной водой (ниже температуры прилегающих вод Охотского моря и Тихого океана), что Макаров объяснил приливным перемешиванием, доходящим до дна.
Татарский пролив—в летнее время в середине пролива воды холоднее, чем у берегов.
Малаккский пролив—соленость воды значительно выше, чем в прилегающих морях, и вода перемешана от поверхности до дна.
Баб-эль-Мандебский пролив—значение этого пролива особенно подчеркнуто Макаровым, так как он соединяет Красное море, в которое не впадает ни одна река, с Индийским океаном. К сожалению, из-за скверной погоды Макарову не удалось произвести здесь надежных наблюдений.
Гибралтарский пролив представляет в гидрологическом отношении полное подобие Баб-эль-Мандебскому проливу (и Босфору. – Н. 3.).
К этому надо прибавить, что некоторые из перечисленных проливов посещались Макаровым по нескольку раз и каждый раз он не упускал случая повторить и дополнить свои наблюдения.
Кроме наблюдений над температурой и удельным весом, Макаров там, где позволяла глубина, собирал образцы грунта.[379]
Последний раз Макаров вернулся к изучению проливов в 1894 г., когда был назначен начальником эскадры Средиземного моря. Выезжая из Петербурга, он думал в новом своем плавании ограничиться наблюдениями температуры и удельного веса, т. е. теми же наблюдениями, что и в Босфоре. Однако по прибытии в Пирей Макаров заинтересовался сложными и неправильными течениями в Халкидском проливе, отделяющем остров Эвбею от материка. Он решил: «…там, где есть поверхностное течение, должна быть разность уровней, следовательно, если хотим ясно понять перемену течений, нужно изучать колебания уровня моря, а это возможно лишь при посредстве самопишущих приборов».
В соответствии с этим высказыванием Макаров раздобыл два самописца уровней и один из них немедленно установил в Поросе.
Однако вскоре он получил приказание срочно с эскадрой итти в Тихий океан. Самописцы проработали всего три дня, но и за это короткое время Макарову удалось объяснить неправильности течений в Халкидском проливе тем, что к южному и северному входу в пролив входят приливные волны с разными фазами и с разных направлений.
Во время плавания эскадры на Дальний Восток Макаров дополнил сделанные им раньше наблюдения в проливах.
В октябре 1896 г. Макаров на крейсере «Адмирал Корнилов» отправился в заинтересовавший его еще во время плавания на «Витязе» Лаперузов пролив и произвел там много наблюдений, в том числе измерений глубины. В результате он дал очень верную океанологическую характеристику этого пролива.
Свои исследования режима проливов Халкидского и Лаперуза Макаров изложил в труде «Гидрологические исследования, произведенные в 1895 и 1896 гг. в Лаперузовом проливе и в других местах», напечатанном уже после гибели Макарова под Порт-Артуром в «Записках» Академии наук (1905) под редакцией академика М. А. Рыкачева.
Приведенный перечень работ С. О. Макарова в различных проливах очень краток, но даже из этого краткого перечня видно, что никто ни до Макарова, ни после него не уделил так много внимания изучению проливов, никто не сделал так много выводов из этого изучения. Поэтому мы вполне вправе считать Макарова основоположником учения о проливах Мирового океана.
5. Макаров и Тихий океан
(1886–1889)
Исследования С. О. Макаровым северной части Тихого океана были выполнены во время совершенного им в 1886–1889 гг. кругосветного плавания на парусно-паровом корвете «Витязь», которым он командовал.
В задачи плавания «Витязя» совершенно не входили какие-либо научные исследования и открытия, и в личном составе корабля не было ученых-профессионалов. Это было обычное плавание русского военного корабля, выполнявшего определенные военные задачи. Если «Витязь» впоследствии так прославился, что его имя красуется на фронтоне Океанологического музея в Монако среди других названий кораблей, на которых были проведены крупнейшие научные исследования Мирового океана, то эту славу заслужили простые русские офицеры и матросы, увлеченные на путь служения науке своим замечательным командиром.
«Витязь» вышел из Кронштадта 31 августа 1886 г., прошел через Магелланов пролив в Тихий океан и после заходов в Вальпараисо, Кокимбо, Нуку-Хива (Маркизские острова) и Гонолулу 13 апреля 1887 г. пришел в Иокогаму и здесь вступил в состав Тихоокеанской эскадры. В сентябре того же года «Витязь» отправился в отдельное плавание, затянувшееся на целых полгода. Во время этого плавания он посетил многие порты и острова, производя их описание и обследуя их пригодность для захода и стоянки военных кораблей.
По возвращении из этого плавания «Витязь» производил гидрографические работы, в том числе описал две бухты близ Владивостока. Одновременно он занимался разными перевозками в наших дальневосточных морях.
И декабря 1888 г. «Витязь» отправился из Нагасаки в Россию, прошел через Суэцкий канал и Средиземное море и 20 мая 1889 г. вернулся в Кронштадт.
Всего в этом плавании «Витязь» пробыл 993 дня, из них на якоре 467 дней и на ходу 526 дней. Под парусами было пройдено 25 856 морских миль и под парами 33 412 миль.
Макаров отмечает, что «гидрологические наблюдения на корвете „Витязь“ состояли в наблюдениях над температурой и удельным весом морской воды на поверхности и на глубинах, в определении скорости течений в океане на поверхности, а в реках на поверхности и глубинах, в измерении глубин и собирании образцов грунтов и воды. Температура поверхностной воды записывалась на переходах во время плавания по 6 раз в сутки, одновременно с метеорологическими наблюдениями… определение удельного веса поверхностной воды производилось (сначала.—Н. 3.) один раз в сутки, в полдень, доктором Шидловским…»[380]
Затем, когда вахтенные начальники приучились и приохотились к этому делу, определение удельного веса поверхностной морской воды стали производить через каждые четыре часа. В некоторых районах для точного установления границ морских течений, определения температуры и удельного веса морской воды велись в продолжение многих часов через каждые 5–6 минут.
Во время плавания на «Витязе», так же как и во время исследования Босфора, Макаров очень много внимания уделял методике и точности произведенных им наблюдений.
Образцы воды для последующего определения ее температуры и удельного веса брались с глубин 25, 50, 100, 200, 400 и, реже, с глубины 800 метров. Добывались эти образцы специальным батометром типа «Витязь», сделанным на самом корвете по типу батометра Ленца. Образцы воды с малых глубин доставались насосом, шланг которого опускался на желаемую глубину.
Химический состав морской воды на борту «Витязя» не определялся. Из плавания было привезено 150 бутылок с образцами воды из разных районов океана и впоследствии эти образцы были обработаны доктором Шидловским, первое время плававшим на «Витязе».
Скорости морских течений определялись по сравнению счислимых и обсервованных мест корабля.
Измерение глубин производилось (из-за отсутствия необходимых приспособлений) только до 800 метров. Для взятия проб грунта применялись особые щипцы, прикрепляемые к лоту. Иногда образцы грунта, вместе с придонными организмами, добывались драгой, сделанной «домашними» средствами.
После того как была закончена первичная обработка материалов, собранных на «Витязе», Макаров увидел, что их по некоторым районам собрано недостаточно для суждений об общей циркуляции вод океана. Поэтому он ограничил район, подлежащий исследованию, и избрал для анализа лишь северную часть Тихого океана. В этом районе «Витязем» собрано было наибольшее количество материалов и, кроме того, Макаров был знаком с ним по своим предшествовавшим плаваниям.
[381]