В 1920 и 1921 гг. на Белом море работала также экспедиция, возглавлявшаяся профессором Петром Юльевичем Шмидтом. Эта экспедиция преследовала главным образом научно-промысловые цели.
С 1922 г. начала работать комплексная океанологическая экспедиция, организованная только что созданными научными учреждениями: Российским гидрологическим институтом и Северной научно-промысловой экспедицией. Возглавил эту экспедицию профессор Константин Михайлович Дерюгин, уже ранее известный своими исследованиями фауны Кольского залива.
Экспедиция под руководством Дерюгина на разных судах и в разных районах Белого моря работала до 1926 г. включительно, причем основные результаты были получены уже в 1922 году. В этом году экспедиция на предоставленном ей Гидрографическим управлением Морского ведомства судне «Мурман» (прежде «Андрей Первозванный» Мурманской научно-промысловой экспедиции, 1900–1906 гг.) выполнила ряд важных океанологических разрезов, впервые осветивших основные особенности режима Белого моря. Эти разрезы в дальнейшем выполнялись и другими экспедициями, но полученные ими результаты в сущности лишь дополняли и уточняли то, что было получено экспедицией 1922 года.
Главными результатами этой экспедиции надо считать установление следующих фактов:
1. Температура вод Белого моря, начиная с глубин 100–125 м, ниже минус 1,4°, а соленость около 30‰. Таким образом, по температуре своих придонных вод Белое море является одним из самых холодных морей Мирового океана.
2. Поверхностные воды Белого моря в летнее время характерны большими вертикальными градиентами температуры. Так, на одной из станций, сделанных «Мурманом», была отмечена на 15 м глубины температура 13,7°, а на 20 м только 4°.
3. На разрезе Мудьюгский остров – Кандалакша, приблизительно на продолжении линии восточного берега Горла Белого моря был обнаружен подъем к поверхности моря холодных глубинных вод, а на продолжении линии западного берега Горла опускание теплых (в летнее время) поверхностных вод на глубину. Пятно холодных вод Дерюгин назвал «полюсом холода», а пятно теплых вод «полюсом тепла»[407]. Наличие этих пятен К. М. Дерюгин объяснил существующей на Белом море циркуляцией поверхностных вод.
4. Экспедиция 1922 г. подтвердила существование в Горле Белого моря и в онежских проливах полной однородности вод по вертикали как по температуре, так и по солености. Эта однородность создается во все времена года сильными приливо-отливными явлениями, перемешивающими воды от поверхности до дна.
5. Экспедиция 1922 г. выявила, что воды Белого моря, вплоть до самых глубинных, хорошо насыщены кислородом. Объясняется это хорошим вертикальным перемешиванием: постоянным, приливо-отливным и сезонным, создаваемым в зимнее время охлаждением поверхностных слоев моря, осолонением их при льдообразовании, а также общей циркуляцией вод этого моря.
6. Экспедиция 1922 г. выяснила, а последующие экспедиции подтвердили, что многие представители фауны, обычные в соседних районах Баренцова моря, отсутствуют в бассейне Белого моря. Этот факт К. М. Дерюгин объяснил особенностями океанологического режима Горла Белого моря, а именно: воды Горла всегда перемешаны от поверхности до дна и их температура в летнее время поднимается до 8–10°, а зимой спускается до – 1,8°. Кроме того, грунты Горла, благодаря большой скорости приливо-отливных течений, состоят из песка и более крупных частиц. Такие резкие колебания придонной температуры, а также крупнозернистые грунты неблагоприятны для некоторых донных организмов и препятствуют обмену организмами Баренцова и Белого морей.
Перечисленные особенности и другие, имеющие меньшее значение, ставят Белое море на особое место среди других морей Мирового океана. Но еще более выделяется по своим характеристикам северо-восточная часть Белого моря, соединяющая с Баренцовым морем его центральную часть, или так называемый Бассейн. Эта северо-восточная часть состоит из Воронки, заключающейся между мысами Святой Нос и Канин Нос на севере, и островом Данилов и мысом Воронов на юге, и Горла, расположенного южнее Воронки и простирающегося на юг до линии между мысами Никодимский и Вепревский.
Через Воронку и Горло проходят важные морские пути из портов Белого моря на запад – на Мурман и в Атлантический океан, а на восток по Северному пути в Тихий океан. Эти районы имеют, кроме того, сами по себе большое народно-хозяйственное значение как районы промыслов гренландского тюленя. А между тем океанологический режим Воронки и Горла исключительно своеобразен. Сильные приливо-отливные явления (колебания уровня и течения), постоянные туманы и частые штормовые погоды в летнее время, льды, дрейфующие под воздействием ветров и течений в зимнее время, а также множество мелей в Воронке, давно заслужили Воронке и Горлу славу «кладбища кораблей». Так, например, в 1870 г. в Воронке и Горле Белого моря погибло 50 парусников и 1 пароход, в 1894 г. погибло 25 судов[408]. Очень много судов потерпело крушение в Белом море во время первой мировой войны.
В связи с этим после Октябрьской революции особое внимание было обращено на гидрографическое изучение Воронки и Горла. На их побережьях строились навигационные знаки. Кроме того, Северная гидрографическая экспедиция в 1925 и 1926 гг. произвела специальную инструментальную съемку приливо-отливных течений. В результате съемки был составлен «Атлас приливо-отливных течений восточной части Белого моря». Участником этих работ А. Н. Рождественским был предложен особый метод обработки таких наблюдений[409].
Известно, что приливо-отливные течения создают особые приливные движения льдов – сжатия и разрежения. Основываясь на «Атласе приливо-отливных течений» и использовав многие наблюдения ледовых капитанов и промышленников, а также свои личные наблюдения, Артур Карлович Бурке в 1932 г. составил «Атлас карт состояния льдов, сжатий и разрежений в северной части и Горле Белого моря и в районах острова Моржовец»[410].
Таким образом, исследовательские работы экспедиций Н. Н. Матусевича и К. М. Дерюгина положили прочную основу для дальнейшего изучения Белого моря – одного из интереснейших морей Мирового океана.
5. Черноморская океанографическая экспедиция
(1923–1935)
Как мы видели, первое океанологическое обследование Черного моря было выполнено экспедицией И. Б. Шпиндлера в 1890–1891 годах.
Несмотря на исключительные результаты этой экспедиции, океанологический режим Черного моря все же не был достаточно выяснен. Объяснялось это, во-первых, кратковременностью работ и, во-вторых, тем, что экспедиция работала только в летнее время.
Однако после 1890–1891 гг. значительных океанологических исследований Черного моря не производилось.
В связи с этим в 1914 г. профессором Юлием Михайловичем Шокальским, в то время начальником Гидрометеорологической службы Главного гидрографического управления, был разработан обширный план исследования Черного моря специальной комплексной экспедицией. Этот план удалось осуществить только при советской власти.
В 1923 г. было намечено произвести четыре ежесезонных океанологических разреза по линии мыс Сарыч (Южный берег Крыма) – город Инеболу (анатолийское побережье), пересекающей самое узкое место Черного моря. Экспедиции был предоставлен старый пароход «Ингул». Производство работ поручалось Севастопольской морской обсерватории (начальник Е. Ф. Скворцов) и Севастопольской биологической станции (заведующий В. Н. Никитин).
В феврале экспедицией был выполнен первый разрез. Всего было сделано семь станций, причем только до 400 метров. Одновременно с определением температур и взятием проб воды для определения солености производились ловы планктонных организмов в поверхностном слое моря.
В ноябрьском рейсе исследования были доведены до глубины 2000 м и были начаты первые на Черном море химические определения содержания растворенного в морской воде кислорода.
В 1924 г. непосредственное участие в работах экспедиции принял Ю. М. Шокальский, которому с самого начала было поручено общее руководство черноморскими исследованиями. К работам экспедиции были также привлечены крупные специалисты по отдельным отраслям океанографии, а именно: Е. Ф. Скворцов, В. Н. Никитин, П. Т. Данильченко, Л. Ф. Рудовиц, М. В. Никитин, М. П. Мальчевский, Н. В. Кондырев, В. В. Каврайский, В. А. Снежинский.
Деятельность экспедиции еще более усилилась с 1925 г., когда вместо пришедшего в негодность «Ингула» в ее распоряжение был предоставлен пароход «Дунай» водоизмещением 1300 т, а затем пароход «Гидрограф» под командованием К. М. Аболина. В 1926 и 1927 гг. работы экспедиции продолжались. В 1928 г. все основные исследования режима Черного моря, намеченные планом Ю. М. Шокальского, были завершены. Однако исследования на том же судне и теми же приборами продолжались уже под руководством В. А. Снежинского вплоть до конца 1935 года. Зимой 1935 г. была проведена большая экспедиция, охватившая своими работами все Черное море и заполнившая пробелы предшествовавших лет.
Таким образом, можно считать, что работы, проводимые Ю. М. Шокальским, продолжались 12 лет, причем наблюдения и обработка их производились одними и теми же учеными, одними и теми же приборами и теми же методами.
За это время было сделано 53 рейса, во время которых выполнено более 1600 океанологических станций и более 2000 биологических и геологических (грунтовых) сборов. Продолжительность отдельных рейсов колебалась от 15 до 60 суток. Станции в открытом море располагались обычно на расстоянии 30 миль одна от другой, в особо интересных местах и у берегов это расстояние уменьшалось иногда до 5 миль.
Обычная работа на станциях заключалась в измерении глубин и взятии проб грунта со дна моря. Затем, на заранее установленных горизонтах от поверхности моря, измерялась температура и брались пробы морской воды для последующего частичного или полного химического анализа ее состава. Число таких горизонтов на глубинах свыше 2000 м доходило до 20.
Одновременно с этими работами производились обловы планктонных организмов на разных глубинах и устанавливалась нижняя граница их распространения. Кроме того, в прибрежных районах производились количественные и качественные сборы донных организмов.
В результате работ экспедиции В. А. Снежинский составил новую батиметрическую карту Черного моря, значительно изменившую наши представления о рельефе дна. Оказалось, что рельеф берегового склона очень сложен и является как бы продолжением рельефа прилегающей суши.
Однако, несмотря на множество намерений, экспедиции Шокальского не удалось обнаружить глубин, хотя бы на метр превышающих глубину, измеренную экспедицией Шпиндлера (2444 м).
Образцы грунтов моря доставались обычными трубками, вырезывающими колонки большей или меньшей длины, в зависимости от характера грунта. Сначала такие трубки были двухметровой длины. В 1928 г. Е. Ф. Скворцов применил для той же цели большую грунтовую трубку, и В. А. Снежинским была получена колонка грунта длиной 495 сантиметров. Это была рекордная для того времени длина колонки грунта, добытой в Мировом океане.
В связи с крымскими землетрясениями 1927 г. крымский район Черного моря в отношении глубин и грунтов был обследован с особой тщательностью.
Все данные, добытые Черноморской экспедицией, послужили материалом для замечательной работы А. Д. Архангельского и Н. М. Страхова о геологическом строении и истории развития ложа Черного моря.
Изучение вертикального распределения температуры и солености показало, что вертикальное перемешивание происходит не только в верхнем (кислородном) слое Черного моря, но и в нижнем (сероводородном), и оба эти слоя, хотя и очень замедленно, но перемешиваются. Доказано также, что нижняя граница кислородного слоя располагается глубже у берегов (около 200 м), чем в открытом море (около 125 м). Кроме того, экспедиция подтвердила наличие в летнее время холодного промежуточного слоя между более теплыми поверхностными и глубинными водами, создающегося в особо суровые зимы и в дальнейшем медленно рассасывающегося.
Определение химического состава морской воды и содержания растворенных в ней газов позволило установить, что свыше 99 % содержащегося в глубинных водах сероводорода образовалось за счет восстановления сульфатов морской воды углеродом органических соединений при участии бактерий.
Одновременно было определено, что содержание сероводорода на глубинах около 1500 м достигает свыше 6 миллиграммов на литр, и что только 12,75 % объема Черного моря заполнено не зараженной сероводородом «живой» водой. Остальное приходится на долю «мертвой» воды[411].
В связи с нахождением в глубинных водах Черного моря сероводорода содержание в них других химических соединений также весьма своеобразно. Например, распределение свободной углекислоты в верхних слоях является зеркальным отображением распределения кислорода. В глубинных слоях углекислота накопляется и приблизительно в десять раз превышает ее содержание в поверхностных слоях. Также весьма своеобразно распределение по вертикали соединений азота, фосфора и других химических элементов.
Кроме перечисленных химических работ, Н. В. Кондыревым были произведены многочисленные анализы солевого состава вод Черного моря, а М. В. Никитиным и П. Т. Данильченко – определения хлорного коэфициента, т. е. содержания в морской воде хлоридов по отношению к общему количеству растворенных в ней солей.
Биологические работы экспедиции, как уже говорилось, велись под руководством В. Н. Никитина. В результате этих работ были установлены качественные и количественные сезонные колебания планктонных организмов, а также пределы распространения на глубину донных организмов. Экспедиция охватила своими исследованиями районы, до того еще не подвергавшиеся изучению, и обнаружила новые формы планктических и бентических (донных) организмов.
Несомненно, что по своим результатам Черноморскую океанографическую экспедицию надо поставить в ряд с наиболее плодотворными экспедициями по изучению отдельных районов океана.
6. Плавание канонерской лодки «Красный Октябрь» к острову Врангеля
(1924)
Хотя остров Врангеля и был посещен впервые американскими кораблями, но первые сведения о его существовании были сообщены еще Сарычевым. Далее, еще Врангель поместил этот остров как предположительный на карте своих путешествий. Именно поэтому и сами американцы назвали этот остров именем Врангеля. Так как остров Врангеля находится в отечественном секторе Арктики, то еще в 1911 г. ледокольный пароход «Вайгач» поднял на острове русский национальный флаг, что не вызвало никаких дипломатических возражений со стороны других держав.
Интерес иностранцев к острову Врангеля проявился в 1914 г., когда часть сотрудников канадской экспедиции на судне «Карлук», после гибели своего корабля, добралась по льду до этого острова.
Воспользовавшись гражданской войной и иностранной интервенцией, канадский полярный исследователь Стефанссон послал на остров Врангеля экспедицию, которая должна была поднять на нем британский флаг и остаться на острове для промыслов. В 1923 г. по распоряжению Стефанссона на остров Врангеля была высажена новая партия, состоявшая уже из одного американца и тринадцати эскимосов. С таким самоуправством иностранцев надо было покончить.
Выполнение этой задачи Советское правительство возложило на Гидрографическую экспедицию Дальнего Востока. Руководство этим делом было поручено военному моряку гидрографу-геодезисту Борису Владимировичу Давыдову, в 1910 г. командовавшему ледокольным пароходом «Таймыр» и известному по описи берегов Северного Ледовитого океана от Берингова пролива до Колымы, а также восточного берега Камчатки и Охотского моря.