Измерения глубин показали, что в Мраморном море существуют три котловины, с глубинами свыше 1000 м, вытянутые приблизительно по параллели.
В связи с измерениями глубин интересно отметить, что во время работ экспедиции 10 июля 1894 г. в районе восточной котловины произошло землетрясение.
При обследовании района не было обнаружено никаких признаков подводного извержения, но зато после землетрясения глубины этой впадины оказались значительно больше измеренных англичанами в 1879–1890 годах. Шпиндлер отметил, что если будущие исследователи выявят дальнейшее увеличение глубин в обследованном месте, то это будет первое доказанное опускание морского дна за историческое время.
Океанологические исследования показали, что в Мраморном море, как и в Босфоре, существует поверхностное течение из Черного моря и глубинное течение из Средиземного моря. Соленость поверхностных вод около 24‰, соленость глубинных – около 38‰, а температура около 14°. Линия раздела течений проходит через все море на глубинах 14–20 метров. Кислород и придонная жизнь существует на всех глубинах Мраморного моря.
Таким образом, исследования экспедиции показали, что Мраморное море является в сущности проточным морем и что Босфор, Мраморное море и Дарданеллы можно рассматривать как единую проливную систему, обладающую единым океанологическим режимом.
Надо напомнить, что первая точная карта побережий Мраморного моря была составлена в результате русской съемки, выполненной в 1845–1847 гг. под начальством капитана 1-го ранга М. П. Манганари. Первая точная океанологическая съемка этого моря, как мы видели, была выполнена русскими в 1894 году.
9. Исследование Кара-Богаз-Гола
(1897)
Каспийское море – величайшее в мире озеро, по своим размерам и по составу солей напоминающее моря Мирового океана и потому называемое морем, – издавна привлекало внимание русских исследователей, сначала как один из возможных путей в Индию, затем колебаниями своего уровня, наконец своими богатыми рыбными и нефтяными промыслами.
Одной из примечательностей Каспийского моря является его залив Кара-Богаз-Гол.
Впервые в Кара-Богаз-Гол входил на гребной шлюпке известный путешественник, географ и натуралист Григорий Силыч Карелин, работавший в Каспийском море в 1832, 1834 и 1836 годах.
Карелин пришел к выводу, что наблюдающееся сильное течение из Каспийского моря в Кара-Богаз-Гол обусловлено отсутствием в этом заливе речного стока, очень малым количеством атмосферных осадков и очень сильным испарением, на что уже указывал Ф. И. Соймонов.
Первая полная опись (включая промеры) Кара-Богаз-Гола была произведена в 1847 г. лейтенантом Иваном Матвеевичем Жеребцовым, входившим в этот залив на пароходе «Волга». При этом Жеребцов первый заметил, что при измерении глубин лот приносил со дна не обычные грунты, а «соль».
Для того чтобы окончательно выяснить влияние Кара-Богаз-Гола на режим Каспийского моря, в частности на его рыбное хозяйство, в 1894 г. была организована экспедиция геолога Н. И. Андрусова. Однако эту экспедицию постигла неудача. Ее бот вместе со всеми инструментами и хозяйством погиб во время бури. Андрусов все же собрал на берегах залива коллекции флоры и фауны и, в том числе, трупы рыб, занесенных в Кара-Богаз-Гол течением из Каспийского моря. Эти рыбы оказались пропитавшимися солью и вывяленными на солнце.
Спутник Андрусова, штурман Максимович с двумя матросами остался зимовать в проливе, соединяющем Каспийское море с заливом Кара-Богаз-Гол, на туркменской лодке и провел там очень интересные наблюдения. По его записям, течение в Кара-Богаз-Голе существует круглый год, ослабевая несколько лишь зимой. Ход рыбы по проливу прекращается с ноября до середины февраля, когда температура воды у берегов понижается до 10° и исчезают рачки, служащие рыбам пищей. Весной с появлением рачков по проливу спускается громадное количество рыбы разных пород, а за нею молодые тюлени.
Пройдя короткий пролив (около 5 км) и попадая в крепкий раствор вод Кара-Богаз-Гола, рыба перестает плавать, слепнет и засыпает. Иногда она забрасывается волной и ветром на берег, где становится добычей птиц. Максимович и его спутники также питались этой рыбой.
Для уточнения и пополнения сведений, полученных от Андрусова и Максимовича, Министерство земледелия, ведавшее в то время рыбными промыслами, организовало в 1897 г. новую экспедицию, в состав которой вошли гидролог Шпиндлер, зоолог Остроумов, химик Лебединцев и геолог Андрусов. Все эти ученые уже принимали участие в совместном изучении Черного и Мраморного морей. Морское министерство предоставило в распоряжение экспедиции колесный пароход «Красноводск».
Большим результатом этой экспедиции было открытие на дне Кара-Богаз-Гола (наибольшая глубина 13–14 м) пластов глауберовой соли. Соленость вод Кара-Богаз-Гола оказалась в среднем около 164‰, но в некоторых местах доходила до 200‰.
Дальнейшие исследования показали, что летом, когда температура придонной воды повышается почти до 30°, много соли переходит в раствор. Зимой соль осаждается и во время бурь выбрасывается на берег, образуя на нем громадные валы. О валах мирабилита на берегах Кара-Богаз-Гола писал еще Г. С. Карелин.
Более тщательные, имеющие целью промысел, исследования Кара-Богаз-Гола были проведены уже в XX веке.
10. Мурманская научно-промысловая экспедиция
(1898–1906)
Баренцово море по своему транспортному значению, по своим богатым промыслам и по океанологическим характеристикам занимает особое место среди других морей, омывающих берега нашей Родины.
Через Баренцово море проходит Великий Северный морской путь из Атлантического океана в Тихий, а также путь в Белое море. Юго-западное побережье Баренцова моря никогда не замерзает и порты Кола (ныне Мурманск) и Александровск-на-Мурмане (ныне Полярный) были единственными для России незамерзающими портами в северных водах. Кроме того, в противоположность другим морям, омывающим берега европейской части России, выход из Баренцова моря в Мировой океан между Скандинавией и Шпицбергеном широк, а потому и сравнительно безопасен.
Баренцово море чрезвычайно интересно и своим режимом. Через широкие проходы между Скандинавией и Шпицбергеном с юго-запада и между Землей Франца-Иосифа и Новой Землей с северо-востока в Баренцово море протягиваются языки больших глубин. Ничто не мешает водообмену между Норвежским и Баренцовым морями и между Арктическим бассейном и Баренцовым морем. Через широкий проход между Скандинавией и Шпицбергеном в Баренцово море вливаются теплые воды Нордкапского течения – одного из ответвлений системы Гольфстрима. Через широкий проход между Землей Франца-Иосифа и Новой Землей в Баренцово море проникают льды и холодные поверхностные воды из Арктического бассейна. Кроме того, через тот же проход глубинным течением поступают теплые атлантические воды, вливающиеся в Арктический бассейн в районе к северо-западу от Шпицбергена и в дальнейшем огибающие с севера Шпицберген и Землю Франца-Иосифа.
Как уже отмечалось, северное побережье Мурмана фактически никогда не замерзает. Зато в северной части Баренцова моря, даже в летнее время льдов в иные годы бывает так много, что Земля Франца-Иосифа оказывается доступной только для ледоколов и ледокольных пароходов.
На Шпицбергене, на Северном острове Новой Земли и в особенности на Земле Франца-Иосифа много ледников, спускающихся в океан и рождающих айсберги.
Дно Баренцова моря также весьма своеобразно – на нем можно различить затопленные морем фьорды и речные долины.
Вокруг главных архипелагов Баренцова моря – Шпицбергена, Земли Франца-Иосифа и Новой Земли – достаточно выражены так называемые «огибные» течения, огибающие архипелаги и крупные острова по часовой стрелке. У мурманского побережья ярко выражены приливо-отливные явления и приливо-отливные течения, затушевывающие постоянные течения. В центральной части Баренцова моря господствуют медленные течения, направленные против часовой стрелки.
В зимнее время большая часть Баренцова моря покрывается льдами. В летнее время почти все Баренцово море освобождается от льдов.
Во время льдообразования поверхностные воды охлаждаются и осолоняются. Плотность их повышается, и в результате вертикальное перемешивание доходит во многих местах Баренцова моря до дна. Вертикальное перемешивание доходит до дна и в южных, никогда не замерзающих районах Баренцова моря, где оно происходит исключительно за счет зимнего охлаждения. Благодаря зимнему вертикальному перемешиванию, а на мелководьях, кроме того, вследствие ветрового и приливо-отливного перемешивания, придонные воды Баренцова моря везде хорошо насыщены кислородом, а поверхностные воды богаты биогенными веществами. Благодаря именно этим условиям Баренцово море является одним из самых «плодородных» районов Мирового океана. Рыбные его богатства до сих пор еще не используются полностью.
Все это, вместе взятое, придает Баренцову морю исключительное значение. Для теоретика Баренцово море – ни с чем не сравнимая лаборатория, в которой на небольшой глубине и на небольшом сравнительно пространстве можно изучать многие явления Мирового океана.
Инструментальное изучение теплового, солевого и газового режима Баренцова моря началось сравнительно недавно.
Первые догадки, основанные на метеорологических данных и на распределении льдов в Баренцовом море, принадлежат Дове (1848) и Петерманну (1852), высказавшим предположение, что Нордкапское течение прослеживается до Новой Земли.
В 1869–1870 гг. были напечатаны отчеты о работах Ф. Ф. Яржинского, А. Ф. Миддендорфа и М. К. Сидорова, также указывающие на распространение Нордкапского течения далеко на восток. В частности, М. К. Сидоров высказал предположение о существовании течения «вдоль Мурманского берега и оттуда к Печорскому заливу», ссылаясь на то, что он видел стеклянные поплавки норвежского (или ньюфаундлендского) типа на Гуляевской Кошке.[393]
[395].Но так как существование морских организмов определяется условиями среды, в которой они обитают, то естественно, что изучение биологии моря должно опираться на параллельное всестороннее изучение всех процессов, входящих в океанологию в современном понимании этой науки, т. е. процессов физических, химических, биологических, геологических и взаимодействия атмосферы с океаном.
В состав Международного совета вошли крупнейшие океанологи того времени: X. Диксон, М. Кнудсен, О. Крюммель, С. Макаров, Дж. Меррей, Ф. Нансен и О. Петтерссон.
Международный совет прежде всего обратил внимание на разработку единой методики производства океанологических наблюдений. Так, в результате весьма тщательных исследований было окончательно установлено постоянство солевого состава океанических вод, т. е. постоянство относительного содержания главных солей, определяющих основные свойства морской воды. Это в свою очередь позволило определять соленость морских вод по удельному весу, определяемому ареометрами (физическим путем), и по содержанию хлора, определяемому химическим путем. Одновременно были разработаны «стандартные» горизонты, на которых всем судам, производящим океанологические исследования, рекомендовалось измерять температуры и с которых надо было брать образцы воды для дальнейших химических исследований. Кроме того, Международным советом были намечены линии (стандартные разрезы), по которым в определенные сроки (февраль, май, август, ноябрь) должны были производиться океанологические наблюдения. Такие линии были намечены в Атлантическом океане у берегов Англии и в морях Балтийском, Северном, Норвежском и Баренцовом. На долю России выпало производство наблюдений на стандартных разрезах в северной и восточной частях Балтийского моря и в Баренцовом море. Стандартные разрезы в Баренцовом море были намечены по следующему пути: от Кольского залива по Кольскому меридиану (33°30? в. д.) на север до 75° с. ш., затем на юго-восток к Гусиной Земле (Новая Земля) и оттуда к Кольскому заливу.
Единообразие методов исследования, установленное Международным советом, позволило сравнивать наблюдения отдельных экспедиций. Установление сроков наблюдений дало возможность следить за сезонными колебаниями океанологических характеристик. Повторение наблюдений из года в год позволило улавливать вековые изменения этих характеристик.
Но главное значение работ, производимых по плану Международного совета, было в том, что они повлекли за собой создание новой отрасли океанологии – промысловой океанологии.
Как мы видели, изучению горизонтального и вертикального распределения океанологических характеристик уделялось внимание еще в XVIII в. и особенно с начала XIX века. Но в те времена наблюдения производились главным образом у берегов и служили почти исключительно навигационным целям. Это было время изучения так называемого «навигационного» слоя океана, толщиной всего в пять-десять метров. Какие процессы происходят глубже, – мореплавателей как таковых мало интересовало. В открытом море их интересовали течения, волны и льды. У берегов к этому прибавлялись колебания уровня моря и грунты, определяющие безопасность стояния на якоре. В XIX в. начались и глубоководные наблюдения, но они производились главным образом для географических целей.