Топография океанического дна известна нам не многим лучше, чем рельеф обратной стороны Луны. А ведь океаны занимают две трети нашей планеты. Поэтому океанографические исследования не просто объект научной любознательности. Человек только теперь начинает понимать и осваивать огромные и нетронутые пищевые, минеральные и энергетические ресурсы моря.
Первые наблюдения
Более 2 тыс. лет назад Аристотель (384-322 гг. до н.э.) описал 180 видов морских животных, и, по-видимому, это были самые первые научные исследования моря. После этого наука почти не продвинулась вперед вплоть до XV-XVI столетий, когда значительно расширились представления о географии моря и морских течениях. В 1670 г. Роберт Бойль (1627-1691) опубликовал свою работу «Наблюдения и опыты над соленостью моря», в которой справедливо заключил, что соль попадает в морс в процессе разрушения суши. Бойль предложил с помощью азотнокислого серебра определять содержание хлора в морской воде. Этот метод применяется до сих пор. Первым океанографом заслуженно считается современник Бойля итальянский ученый Л. Марсильи (1658-1730). Он изучал все, что связано с морем, – от флоры и фауны до течений; изобрел пропеллерный измеритель течений, обнаружил глубоководное течение в проливе Босфор и правильно объяснил его разницей в солености Черного и Средиземного морей. (Черное море получает речной воды больше, чем испаряет, поэтому основное, поверхностное, течение в нем направлено в Средиземное море.)
В XVIII в. Бенджамин Франклин (1706-1790) опубликовал карту Гольфстрима; его интерес к этому течению вызвало то обстоятельство, что почтовые суда быстрее пересекали Атлантический океан с запада на восток, чем в обратном направлении.
Джеймс Кук (1728-1779) во время своего знаменитого плавания через Тихий океан в 1768-1779 гг. окончательно развеял миф о существовании большого материка в южной части Тихого океана. Кук опустил лот на глубину 1243 м и не достал дна.
В самом начале XIX в. немецкий ученый Александр Гумбольдт (1769-1859) открыл и описал холодное Перуанское течение, переносящее массы воды от западных берегов Южной Америки к Галапагосским островам. В 1835 г. английский натуралист Чарлз Дарвин (1809-1892) во время своего кругосветного плавания на «Бигле» посетил эти острова. Дарвину принадлежит много открытий и наблюдений, относящихся к жизни в море, в том числе наблюдения над планктоном (микроскопическими морскими организмами). Он же выдвинул теорию происхождения коралловых рифов. После более чем вековых споров эта теория была подтверждена результатами бурения на атолле Энн веток в 1952 г. В середине XIX в. лейтенант ВМС США М.Ф. Мори (1803-1873) издал атлас «Карты ветров и течений» – первые лоцманские карты, составленные по данным судовых журналов.
Экспедиция на «Челленджере»
Научные открытия и возникшие в связи с ними новые нерешенные вопросы побудили правительство Великобритании в 1872 г. ассигновать средства на кругосветную научную экспедицию. Британский королевский флот выделил для нее судно «Челленджер». Плавание продолжалось с 1872 по 1876 г. под научным руководством Чарлза Уайвилла Томсона (1830—1882). За это время «Челленджер» прошел 69 000 морских миль. В числе многих других наблюдений были измерены глубины океана и поверхностные течения, взяты на анализ пробы воды, изучались живые организмы, заселяющие море. Судно было оборудовано соответствующими лабораториями. Экспедиция на «Челденджере» дала общее представление о морском дне и происхождении покрывающих его осадков, открыла 4417 новых видов животных и планктона. Она установила также существование органической жизни на самых больших глубинах. Так были заложены начала современной океанографии.
Современная океанограф
После экспедиции «Челленджера» было предпринято много других экспедиций, снаряженных более совершенными приборами и инструментами. Норвежский полярный исследователь Фритьоф Нансен (1861-1930) изобрел батометр – прибор для отбора проб воды на глубине, снабженный термометром. Этот прибор носит его имя. Были усовершенствованы планктонные сети, созданы остроумные инструменты, в том числе батитермограф. Перед первой мировой войной с открытием эхолотирования появилась возможность рисовать профиль глубин, но для больших глубин его смогли получить только после второй мировой войны, когда были усовершенствованы эхолоты.
Новая эра в морской геологии наступила с созданием судов с буровой установкой. Много новых данных было получено в результате работ, проведенных на всех океанах, на корабле «Гломар Челленджер» и советских экспедиционных судах «Витязь», «Дмитрий Менделеев» и др. Эти работы подтвердили теорию расширения морского дна, согласно которой дно наращивается вдоль срединно-океанических хребтов.
Если на заре развития океанографии основное внимание уделялось сбору образцов донных осадков, воды и органической жизни, то сегодня к этим задачам прибавились и другие: возрос интерес к отысканию новых пищевых, энергетических и минеральных ресурсов, к контролю за загрязнением и сохранению биологических ресурсов океана.
Огромный скачок вперед океанографии позволили совершить искусственные спутники Земли, специально оборудованные суда с ЭВМ и лабораториями на борту, взаимосвязанные с береговыми обслуживающими устройствами.