Взгляд ученого на море
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Человечество живет на морском берегу. Более 145 народов мира имеют морские границы. И население земного шара скученно в основном за 200 километров от побережья, где в наши дни бурно развиваются города, торговля, экономическая деятельность и индустрия развлечений. Предполагается, что ближайшем будущем в Соединенных Штатах, где, впрочем, достаточно внутреннего пространства, 80 процентов населения будет жить где-то в 80 километрах от побережья. О любви человека к морю свидетельствуют многочисленные литературные и музыкальные произведения, но эти просторы, что, согласно историческим свидетельствам, являются только большим бульваром между народами, не были так немедленно и тщательно исследованы, как континенты.
Почему же так произошло? Может потому, что вплоть до начала XX века не было необходимости научно изучать море, не говоря уже о том, что люди не имели к нему надлежащего доступа, чтобы позволить себе непосредственные наблюдения. Еще и сейчас исследование моря не вызывает у людей такого интереса, как овладение космоса. В море ритм событий замедляется, они не такие яркие, и о них мало говорят. Тем не менее, мир океана оказывает решающее влияние на нашу жизнь.
ПЕРВЫЕ ШАГИ ОКЕАНОГРАФИИ
Вообще принято считать, что океанография как многоотраслевая наука возникла 143 года назад, когда экспедиция корабля ее королевского величества “Челленджер” (1872 – 1876) отправилась из Англии в научное кругосветное путешествие. Команда, которая в течение трех с половиной лет плавания собирала сведения, стала первым звеном международной сети ученых-океановедов. И сегодня к услугам специалистов 50 томов с отчетами экспедиции.
Где-то в 70-е годы еще XIX века также была заложена первая морская лаборатория в Неаполе. За ней в 1893 году создается лаборатория морской биологии в Вудсхоули (США). В начале XX века океанографические исследования проводили в разных уголках мира. И в 1902 году в Дании был основан Международный совет изучения морей, первая межправительственная организация наук, связанных с морскими студиями.
Перед первой мировой войной исследования вели в основном в области морской биологии – учитывая развитие рыболовства. С морского дна было добыто мало образцов минералов, а гидрография, прежде всего, заботилась о безопасности прибрежной навигации на мелководье. Впрочем, гибель “Титаника” в 1912 году оживила исследования айсбергов, начали активнее изучать, как они образуются, и направления их дрейфа. Эти исследования и теперь остаются актуальными, хотя искусственные спутники позволяют сейчас точнее и надежнее определить места их скопления.
Первая мировая война стимулировала потребность в новых сведениях, которые помогли бы, в частности, выявлять и уничтожать вражеские подводные лодки. Первые попытки обнаружения подводных лодок основывались на распространении звука в море. Это способствовало развитию физической океанографии, родилась подводная акустика. Во время второй мировой войны на этом поприще проводились новые исследования, а в конце войны установлено эффективные системы гидролокаторов-сонаров (Sound Navigation and Ranging) как на кораблях, так и на подводных лодках. В послевоенное время появились благоприятные условия для бурного расцвета океанографии.
ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Научное исследование моря прежде призвано давать прогностическую информацию, которая позволит использовать море с наибольшей пользой для человечества. Без замечательной научной и технологической поддержки эксплуатация океанов приведет к их разбазариванию, экономической неэффективности работ, нанесет вред окружающей среде. Брак научной информации неизбежно приводит к плохому хозяйствованию на океанах: хищническому вылову рыбы, стоку промышленных отходов, загрязнению берегов и вод. И речь идет не только о коммерческих интересах, но и об общественной безопасности. Так, точные, переданные заранее сведения о рождении и развитии атмосферных образований, таких, как тайфуны и ураганы, спасут тысячи человеческих жизней и миллиарды долларов.
Сегодня человеческое содружество обеспокоено постепенным нагреванием земного шара и соответственно повышением уровня моря. Следует больше узнать о том, как океан взаимодействует с земной атмосферой и влияет на ее свойства. Не будучи сейчас вполне уверенными, что эти бедствия вызваны все шире с начала индустриальной эпохи использованием горючих ископаемых, мы не можем пренебрегать научными трудами, которые помогут найти выход. Эти работы будут побуждать к беспрецедентному международному научному сотрудничеству. Отдельный народ не способен здесь помочь.
СРЕДСТВА НАУЧНЫХ МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для ответа на эти и несколько других вопросов новейшая океанография использует технические средства и наблюдательные “платформы” трех уровней. На высшем, или макроскопическом уровне пользуются далеко идущими системами обнаружения – аэронефами, шарами и искусственными спутниками, чтобы издалека наблюдать за широкими океанскими просторами. Особенно важны искусственные спутники: они единственные дают возможность в реальном времени определить взаимодействие и обмен между воздухом и морем.
На промежуточном уровне находится корабль. Он позволяет с наименьшими затратами и успешно собирать сведения о море в рамках долгосрочной программы исследований. Исследовательские лодки с новейшим оборудованием, с мощной электронно-вычислительной техникой и с новыми средствами обнаружения зарекомендовали себя куда лучше, чем двадцать лет назад. Корабль представляет собой систему обнаружения на расстоянии. Действуя на поверхности, он ведет наблюдение и делает пробы на глубине, спуская на конце кабеля механические приспособления – своеобразные искусственные глаза и руки.
Третий способ наблюдать в меньшем масштабе предполагает непосредственный контакт с морем натренированного зрения и мозга квалифицированного специалиста. Ученый, сторонник погружений, может приобрести все снаряжение, необходимое для дыхания под водой. И самостоятельно действовать на глубине до 40 метров. Такую поисковую технику используют сейчас ученые всего мира, в том числе подо льдом в полярных широтах.
На глубине более 40 метров пользуются подводными аппаратами. В таком оборудованном под жилье аппарате океанограф погружается на глубину до 6000 метров. И проводит там наблюдения, берет пробы на месте.
По рекомендациям ученых в 50-е годы прошлого века построено более 150 подобных подводных аппаратов, 24 из которых в настоящее время на службе океанографов из 11 стран мира. Между многими народами идут переговоры о том, чтобы создать новое поколение оборудованных для жизни субмарин, способных погружаться на большие океанические глубины. А одна канадская фирма предложила построить коммерческую субмарину на ядерном топливе, которая выполняла б задачи за 80 дней на глубине до 1000 метров. Разработаны и субмарины для того, чтобы выполнять глубоководные научные работы. Самая распространенная модель – подвижной управляемый на расстоянии подводный аппарат. Контролируемый с поверхности с помощью длинного кабеля связи, он может быть оборудован фотоаппаратами и видео камерами, механическими руками и всевозможными измерительными приборами в соответствии с поставленными научными задачами. Аппарат пускают в движение с корабля на поверхности; видео изображения и данные, передаваемые из глубины, уточняют направление движения аппарата и глубину погружения. С момента их появления примерно в конце 60-х годов таких подводных аппаратов построено около тысячи, но для научных исследований морских глубин их используется немного.
БУДУЩИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ
Разрыв между научными исследованиями и их коммерческим использованием большой. На каждом шагу возникают значительные проблемы, требующие неотложного решения, чтобы все жители нашей планеты имели наибольшую выгоду из океанских ресурсов. Одна из таких проблем – недостаточный интерес общественности и, как следствие, недостаточные капиталовложения в науку и технику, причастные к морю. Для недолговечных правительств неинтересны практические последствия, которых много лет можно ожидать от наук, связанных с морем. Эти политические трудности усугубляются еще и тем, что океанография требует международного сотрудничества. Победят ли здесь научные интересы? Конечно, надо надеяться.
Автор: Дон Уолш.