Ареометры не потеряли своего значения и в настоящее время. Однако более точные определения плотности морской воды получаются по солености. В свою очередь соленость вычисляется по содержанию хлора, определяемому химическим (аргентометрическим) методом. Этот метод был разработан тоже только в начале XX века.
Первые определения относительной прозрачности морской воды были произведены, как мы видели, Коцебу в 1817 г. во время кругосветного плавания на «Рюрике».
Прием Коцебу в дальнейшем получил широкое распространение. В 1827–1833 гг. очень точные и обстоятельные наблюдения прозрачности воды у побережий Белого моря и Мурмана с помощью белой тарелки были произведены лейтенантом М. Ф. Рейнеке. Как указывает Снежинский, это была первая в истории океанографии систематическая съемка прозрачности и цвета воды в море.[367]
Только в 1865 г. Секки и капитан Чальди начали определять прозрачность вод Средиземного моря по способу Коцебу. Однако в иностранной литературе диск, служащий и в настоящее время для определения относительной прозрачности, называется не диском Коцебу, а диском Секки. В советской литературе этот диск называется стандартным белым диском.
Химические методы определения растворенного в морской воде кислорода, так же как и определение содержания хлора, по которому можно вычислить соленость, были разработаны только во время обработки материалов английской научной экспедиции на «Челленджере» (1872–1876). Определение плотности морской воды по температуре и солености также разработаны во время этой экспедиции.
Экспедиция на паровом корвете «Челленджер» была большим событием в науке об океане. Она отправилась из Англии в декабре 1872 г. и вернулась в мае 1876 года. За это время было пройдено 68 900 морских миль и сделаны 362 глубоководные станции, на которых определялись: глубина, грунт, температура на разных глубинах от поверхности моря; кроме того, собирались образцы воды для последующего химического анализа и исследовались флора и фауна морских вод от поверхности до дна. На каждой станции определялись также поверхностные течения, иногда течения на глубинах и велись ежечасные метеорологические наблюдения.
Экспедиция на «Челленджере» и последовавшие за ней научные морские экспедиции других стран, совершенные также на паровых судах, собрали множество самых разнообразных фактов о режиме глубоководных районов океана. Постепенно внимание отдельных исследователей обратилось главным образом не на добывание новых фактов, а на обработку и обобщение фактов уже известных, а также на обоснование процессов, создающих эти факты.
Наиболее яркими представителями исследователей такого направления были: за рубежом Ф. Нансен, у нас в России – С. О. Макаров. Этих ученых надо считать основоположниками современной науки о море. Разница состоит лишь в том, что Нансен был ученый-профессионал, а Макаров прежде всего практик-судоводитель и флотоводец и наукой мог заниматься только в свободное от служебных обязанностей время.
2. Плавания и океанологические наблюдения Миклухо-Маклая
(1870–1882)
Путешественник и географ в самом широком значении этого слова, Николай Николаевич Миклухо-Маклай был одновременно одним из крупнейших океанологов своего времени. Интерес к вопросам океанологии у Миклухо-Маклая зародился во время его путешествия, еще студентом (в 1866–1867 гг.), на Канарские острова. Уже тогда он понял, что нельзя изучать морские организмы, не изучая одновременно морскую среду, в которой эти организмы обитают.
В самом начале своей самостоятельной научной деятельности, в 1869 г., Миклухо-Маклай отправился на Красное море для изучения морских губок. При этом он обратил внимание, что донная фауна Красного моря резко отличается не только от фауны Средиземного моря, от которого она отделена Суэцким перешейком, но и от фауны Индийского океана, с которым Красное море соединяется Баб-эль-Мандебским проливом.
Это явление Миклухо-Маклай объяснял резко повышенной температурой поверхностных и придонных вод Красного моря. Действительно, температура придонных вод Красного моря (наибольшая глубина около 2604 м), равна около 21,5°, в то время как на такой же глубине в Средиземном море господствуют температуры порядка 13–14°, а в прилегающих районах Индийского океана всего около 3°.
Кроме того, Миклухо-Маклай обратил внимание на существенные различия в фауне морских губок, у африканского и азиатского берегов Красного моря, объясняя это явление морскими течениями, создающимися господствующими ветрами, дующими то в одном, то в обратном направлении, вдоль оси. Красного моря.
Интерес к океанологии особенно укрепился у Миклухо-Маклая после того, как он стал разбирать коллекции морских губок Зоологического института Академии наук, собранные русскими учеными в Белом и Баренцовом морях и в Тихом океане, главным образом в Охотском море. Для того чтобы объяснить большое разнообразие форм губок, Миклухо-Маклай в своих работах подробно разобрал океанологический режим этих районов Мирового океана. Он писал:
«Только при точном определении температур воды и ее колебаний, плотности и состава ее, морских течений и соседства других организмов и вообще всех разнообразных географических и физиологических условий местности можно объяснить удовлетворительно, почему и каким путем развилась та или иная форма». Эти положения Миклухо-Маклая сейчас общеприняты в биологии моря и, в частности, в промысловой океанологии.
В докладе Географическому обществу, сделанном 7 октября 1870 г., о планах своего путешествия в Тихий океан среди многих других задач Миклухо-Маклай ставил следующие:
«Исследование температуры и удельного веса морской воды на разных глубинах и в разных местах.
Проверка открытия Росса относительно линии постоянной температуры.[368]
Наблюдения над образованием льда в море; действительно ли он образуется вследствие поднимающихся со дна или с глубины пластинок льда…
Действительно ли закон понижения температуры вблизи берегов у островов Тихого океана оказывается неверным?
Наблюдения над направлением и значительностью морских течений».
Из этого перечня видно, какое большое значение придавал Миклухо-Маклай океанологическим исследованиям.
В свое первое путешествие на Новую Гвинею Миклухо-Маклай отправился на винтовом корвете «Витязь», которым командовал капитан 2-го ранга Павел Николаевич Назимов.
«Витязь» вышел из Кронштадта 27 октября 1870 года. В Портсмуте Миклухо-Маклай получил от Английского адмиралтейства шесть диплотов с выемками для взятия проб грунта, 1000 морских сажен (1830 м) пенькового пятимиллиметрового лотлиня и два заказанных заранее глубоководных термометра Миллер-Казелла.
3 февраля 1871 г. на переходе корвета от островов Зеленого Мыса к Рио-де-Жанейро на 3° с. ш. и 24°24? з. д. во время штиля, Миклухо-Маклай измерил температуру океана на глубине 1830 метров. Температура оказалась равной 3,5°, в то время как на поверхности моря она была равна 27,6°.
Это измерение глубинной температуры повлекло за собой две интересные статьи Маклая. В одной из них он говорит о том, что вода в глубинах океана находится в постоянном движении и что в океане существует обмен вод экваториальных и полярных и подчеркивает, что этим опровергается теория Росса.[369]
Как мы видели, первые основанные на наблюдениях сообщения об обмене полярных и экваториальных вод были высказаны еще Э. Ленцем.
В дальнейшем Миклухо-Маклай не упускал ни одного случая для измерения температур океана. Во время стоянки корвета в Рио-де-Жанейро с 12 по 24 февраля 1871 г. им было сделано семь станций. На четырех из них температура измерялась через каждую сажень от поверхности моря до дна на глубине 14 сажен. Одна станция была сделана к востоку от Рио-де-Жанейро до глубины 170 сажен, десять станций – на материковой отмели между устьем Ла-Платы и заливом Сан-Матиас, и семь станций в Магеллановом проливе.
367
В. А. Снежинский. Практическая океанография. Гидрометиздат, 1951, стр. 525.
368
Закон Росса основан на следующем. Температура вод на больших глубинах открытых районов Мирового океана почти постоянна. Температура поверхностных антарктических вод ниже этой температуры, температура поверхностных вод в тропических и умеренных широтах – выше. Следовательно, на некоторой широте должна существовать линия (или пояс), на которой средняя температура от поверхности до дна почти постоянна. Росс считал, что такая линия в южном полушарии проходит приблизительно по 56°14? ю. ш. и считал это своим великим открытием. Последующие наблюдения показали, что это не так.
369
А. Г. Грумм-Гржимайлс. Н. Н. Миклухо-Маклай на фоне современной ему эпохи, «Изв. ВГО». 1939, т. LXXI, вып. 1–3, стр. 57.
