Картография, открытия

Мы знаем, что древнейшие народы Земли ‑ китайцы, индусы, вавилоняне, египтяне, мексиканцы и перуанцы ‑ на заре своих цивилизаций жили только на суше. Лишь много позже научились эти народы извлекать из моря пользу, прежде всего для развития торговли.

Но финикийцы уже не довольствовались только одной торговлей. Они, отчасти в поисках приключений, отчасти для захвата колоний, предпринимали дальние морские путешествия.

Письменные памятники VII в. до н.э. рассказывают, что первым крупным событием в истории мореплавания явилось путешествие финикийцев в Африку^*.

^* (Более чем за 2500 лет до н. э. египтяне уже плавали вдоль азиатского берега (прим. Ю. Житковского) )

Подобные путешествия были сопряжены с бесконечными трудностями. В те времена древние не имели представления ни о форме морей, ни тем более о форме самой Земли. Еще не наступило то время, когда над этими проблемами начало ломать голову множество людей.

Чтобы лучше понять представления древних, нужно вспомнить события, происшедшие почти на 2000 лет позже.

В начале XVI столетия, после того как древние греки уже считали Землю шаром и были в состоянии довольно правильно вычислить ее орбиту, польский ученый Коперник как бы заново высказал идею, что Земля вращается вокруг Солнца и видимое движение Солнца есть лишь следствие вращения Земли. Эта теория, явившаяся первым шагом при переходе от геоцентрического воззрения к гелиоцентрическому, произвела громадный переворот в тогдашней интеллектуальной жизни и заложила основы утвердившихся сегодня физических и естественнонаучных представлений о движении Земли, Однако в свое время она вызвала яростное противодействие господствовавшей католической церкви. Даже в следующем столетии великий итальянский ученый Галилей предстал перед судом инквизиции за то, что соглашался с учением Коперника.

Отсутствие привычных сегодня навигационных инструментов, таких, как компас, хронометр, секстан, было сильнейшим тормозом для первых путешественников. Господствовавшие в те далекие времена географические представления также отнюдь не облегчали задач исследователей и путешественников. Вдобавок часто на поиски неизвестных стран и народов отправлялись с недостаточными запасами снаряжения и продовольствия. Все это приводило к болезням и гибели ненадежных отрядов в дальних морских путешествиях.

Маршруты первых разведывательных путешествий проходили поэтому только вдоль берегов. Тем более грандиозными кажутся совершавшиеся в X в., за полтысячелетия до Колумба, путешествия норвежских викингов на Исландские острова, оттуда в Гренландию и, наконец, до побережья Северной Америки.

Многие из отважных первооткрывателей, выходивших в открытое море без навигационных инструментов, расплачивались жизнью за свои авантюристические вылазки. Однако викинги очень рано постигли начала навигационного искусства.

С поразительной точностью они умели вычислять географические широты, измеряя длину тени, которую мачта корабля отбрасывала на банки гребцов.

Точное время появления компаса не известно. Знаменитый путешественник Марко Поло уже в XIII в. познакомился с его употреблением китайскими моряками. Благодаря компасу, достижениям астрономии и хронометру, изобретенному в XVIII в. Гаррисоном, постепенно совершенствовались морские и сухопутные карты, морские путешествия становились безопасными предприятиями.

Результатом развития оптики явилось изобретение первой подзорной трубы, а затем и первого секстана. С их помощью географическая широта могла быть определена с той же точностью, что и сегодня.

Конечно, многие экспедиции, как, например, пиратские плавания капитана Дрейка, приводили лишь к войнам и разбою. Правда, гораздо чаще истинным стимулом этих разбойничьих набегов была жажда обогащения за счет чужих богатств. Полной противоположностью этим воровским пиратским "путешествиям" были плавания капитана Кука. Они ставили перед собой и осуществляли чисто научные цели. Королевское географическое общество Великобритании поставило перед Куком задачу пронаблюдать с южных широт прохождение Венеры через диск Солнца. Кроме того, он должен был исследовать этот отдаленный район, чтобы проверить предположение о существовании материка на широтах Азии, Европы и Северной Америки.

Это научное плавание, совершенное в середине XVIII в. на корабле "Эндевор", увенчалось полным успехом. Кук открыл большое количество неизвестных островов и даже подружился с островитянами. Огромную научную ценность представляли данные, полученные во время плавания благодаря регулярно проводимым наблюдениям за направлениями воздушных течений и температурой воды. Кук промерял глубины не только вблизи берегов, как это делалось обычно, но одним из первых измерил их в открытом море вплоть до глубин в 400 м. Точно так же впервые составил он точную географическую карту Новой Зеландии и большого участка восточного побережья Австралии. Кроме того, он нашел время для решения своей основной задачи ‑ наблюдения Венеры и Солнца и выполнил ее на высоком научном уровне и с полным успехом. К сожалению, этот первый крупный океанограф не вернулся из своего третьего плавания.

Избороздив во время своих путешествий вдоль и поперек Тихий океан, он проторил дорогу исследователям, пришедшим ему на смену в следующем столетии. После его смерти исследователям тех морей осталось лишь заполнить незначительные пробелы в их описании.

Признанным отцом морской биологии считается натуралист Эдвард Форбс. В середине XIX столетия он впервые с помощью траловой сети обследовал морское дно близ своего родного острова Мэн и начал изучать морских животных, добытых таким образом.

Одновременно появились работы основателя физической океанографии американского ученого Мори. Он первый начал рассматривать море как единую динамичную систему и организовал охватившие весь мир наблюдения за течениями, температурами воды и погодой.

Достижению первого значительного успеха в исследовании морских глубин способствовали после прокладки подводного кабеля английские моряки во главе с Томсоном. В период с 21 декабря 1872 по 24 мая 1876 г. Томсон на корабле "Челленджер" проплыл под парусами весь Мировой океан, исследуя, насколько это позволяли ему современные технические средства, морское дно в поисках живых существ. Он брал и анализировал пробы воды с разных глубин, собирал с помощью мелкоячеистых сетей планктон и провел тысячи измерений глубины лотом. Этот старый способ измерения глубин благодаря своей точности заслуживает более подробного рассказа.

Выполнение всех в общем довольно простых манипуляций, которые требуются для измерения каждой отдельной морской глубины, занимает порой несколько часов. Для измерений пользуются обычной пеньковой веревкой. Подвешенные к ней свинцовые грузила весом до 100 кг быстро разматывают измерительный канат с огромного барабана. Разматывание, однако, может не прекратиться в тот момент, когда веревка коснется дна. Канат, пропитанный морской водой, становится настолько тяжелым, что собственной тяжестью может стянуть за собой лишнюю веревку. Поэтому, чтобы сразу получить правильное значение измеряемой глубины, веревку маркируют через каждые 200 м. Человек, стоя с секундомером около раскручивающегося каната, по уменьшению скорости раскручивания может заметить тот момент, когда свинец должен коснуться дна.

Несмотря на все трудности, исследования продолжались со всевозрастающей энергией. Принялись за составление не только карт морей и суши, но и за описание поверхности Земли, находящейся под водой. Подобная работа таила в себе совершенно особые трудности, так как все манипуляции в совершенно незнакомой обстановке должны проводиться, так сказать, вслепую. Еще более значительные трудности испытывали, когда такой знаменитый город, как Винета, погрузившийся в море, нужно было разыскать под слоем морских отложений.

Начало исследований и картографирования морского дна имеет довольно точную дату ‑ изобретение и применение эхолота. В то время как до 1900 г. старым обстоятельным способом была проделана всего пара тысяч промеров глубин, за прошедшие с тех пор немногие годы благодаря новому приспособлению число их превысило сотни тысяч.

Обычно измерения с помощью эхолота проводятся следующим образом. На корабле включается мощный источник звука. Звуковые волны, проходя сквозь толщу воды со скоростью около 1500 м/с, достигают дна моря. Отраженный звук ‑ эхо (отсюда и название прибора) возвращается обратно к кораблю, где точно регистрируется. Искомая глубина определяется как расстояние, пройденное с известной скоростью за точно определенное время.

Позже появилась более совершенная разновидность эхолота, использующая ультразвуковые волны. Это нововведение радостно приветствовали члены экипажей кораблей, в связи с тем, что человеческое ухо не в состоянии воспринимать ультразвуковые колебания вследствие их высокой частоты. Раньше они частенько не могли уснуть после тяжелой работы из‑за регулярно повторяющихся резких, громких звуков взрывов при измерении глубин. Промер глубин теперь ведется автоматически, результаты записываются на специальную бумажную катушку. Это дает бесспорное преимущество, так как рельеф морского дна, таким образом, записывается непрерывно. Кроме того, автоматически работающий прибор не нуждается в обслуживании.