Исследователи из разных стран встречаются, чтобы получить как можно более полную информацию. Исследование Мирового океана важно для разведки полезных ископаемых, рыболовства и судоходства.
Батискаф
Батискаф (от греческого «глубоко» и «лодка») — это автономный (самоходный) подводный аппарат для океанографических и других глубоководных исследований. Сегодня эти глубоководные аппараты используются для отбора проб со дна, погружения на затонувшие суда, изучения подводной топографии и других наблюдений.
Основное отличие лодки-лягушки от подводной лодки заключается в том, что лодка-лягушка имеет легкий корпус, заполненный бензином или другим веществом с низкой сжимаемостью, которое легче воды, для создания положительной плавучести. За легким корпусом находится прочный корпус, обычно в форме полого шара, гондолы, в котором при нормальном атмосферном давлении размещаются приборы, панели управления и экипаж. Погружной аппарат приводится в движение гребными винтами, приводимыми в движение электродвигателями.
Устремляясь ввысь
Изобретателем подводного аппарата был швейцарский физик Огюст Пикар. Профессор университета в Брюсселе, он изучал геофизику и геохимию, и ему приснился сон о небе. Чтобы осуществить свою мечту, он изобрел стратосферный аэростат FNRS-1.
Уникальное для своего времени устройство представляло собой сферический герметичный алюминиевый шпиндель, прикрепленный к воздушному шару. Внутри него было постоянное давление, и воздух хранился так, чтобы пассажиры могли спокойно находиться в разреженной атмосфере. 27 мая 1931 года натуралист проверил свою техническую идею вместе со своим другом Паулем Кипфером. В ходе первой попытки им удалось достичь высоты почти 16 000 метров над землей. Через несколько лет рекорд был поднят до 23 000 метров.
Огюст Пикар (1884-1962) — швейцарский физик, исследователь и изобретатель
Двойное испытание
Испытательный полет первого воздушного шара в стратосфере нельзя назвать гладким. Во время взлета в немецком городе Аугсбург Пикар и Кипфер обнаружили, что клапан управления воздушным шаром вышел из строя, и полет стал неуправляемым. Несмотря на все невзгоды, испытателям удалось благополучно приземлиться в Тирольских Альпах на леднике Гургль. В 1989 году на этом месте был установлен мемориал.
Аппараты для исследования океана
Более 98% дна океана до сих пор не изучено, но в последние годы достигнут значительный прогресс в разработке методов исследования океана. Исследовательские суда продолжают играть важную роль. Многое можно узнать, буксируя приборы за кораблями, собирая образцы сетями и поднимая материал с морского дна. Буи, расположенные далеко от берега, передают информацию по радио; спутники могут сообщать на Землю такие данные, как температура, ледяной покров и высота волн.
Потребности морской разведки нефти привели к разработке небольших, универсальных подводных аппаратов. Жак Кусто создал первое из этих ныряющих блюдец, названное Diving Saucer, в 1959 году. Подводные лодки состоят из внешнего корпуса, рассчитанного на огромное давление, иллюминаторов, иллюминаторов, наружного освещения, разнообразных органов управления, камер и другого оборудования. Не менее полезны подводные роботы или дистанционно управляемые устройства, обычно прикрепленные к судам, с которых передаются команды. Дистанционно управляемые подводные лодки и аппараты используются для прокладки труб, ремонтных работ, фотографирования, сбора образцов, глубоководных погружений и многих других глубоководных операций.
Подводные лодки
На поверхности моря балластные цистерны подводной лодки заполнены воздухом. Когда он погружается, клапаны резервуара открываются, чтобы выпустить воздух, и вода поступает через отверстия в дне резервуара. Чтобы достичь поверхности, сжатый воздух закачивается под высоким давлением в верхнюю часть резервуаров, вытесняя воду. Обычно подводные лодки используют дизельные двигатели на поверхности и аккумуляторы при движении на больших глубинах. Атомные подводные лодки могут месяцами обходиться без дозаправки. Кислород и пресную воду для экипажа получают из морской воды. Первая американская атомная подводная лодка «Наутилус», построенная в 1954 году, пересекла Северный полюс подо льдом.
В период с 1872 по 1876 год «Челленджер» провел исследования в более чем 300 точках Мирового океана. Сонар использовался для измерения глубины, определения температуры и взятия проб осадочных пород, воды, растений и животных. Приборы, использовавшиеся на «Челленджере», сегодня кажутся крайне примитивными, но собранная информация легла в основу многих современных знаний об океане (см. «Жизнь океана»).
Глубоководное погружение
Судно на воздушной подушке должно иметь прочный корпус, чтобы выдерживать давление воды, устройство для контроля плавучести и глубины, а также двигательную установку. Глубинный заряд представлял собой тяжелый стальной шар, который можно было спустить с корабля на тросе. В 1930-х годах глубина сферы достигла 900 метров, что стало рекордом для того времени. Лодка-лягушка типа FNRS-Z была оснащена бензиновым двигателем и стреляла железными ядрами, когда ей приходилось всплывать на поверхность. В 1960 году подводному аппарату «Триест» с экипажем из трех человек удалось погрузиться на глубину 11 300 метров и достичь дна Марианской впадины, самой глубокой точки Мирового океана.
Подводная лодка Beaver IV изготовлена из очень легких материалов для достижения наилучшей плавучести. Pisces — это коммерческая подводная лодка, которая может погружаться на глубину до 9000 метров. Некоторые подводные лодки, такие как «Perry» и «Diver», оборудованы переходной шахтой для высадки водолазов.
Джейсон» — это дистанционно управляемое устройство, которое исследует затонувшие корабли с помощью удаленных видеокамер. DSRV — глубоководный спасательный аппарат, используемый для спасения экипажа с затонувших подводных лодок.
«Элвин», разработанная в 1964 году, была подводной лодкой для экипажа из трех человек, использовавшейся для исследования затонувшего «Титаника». «Элвин» совершил более 1700 погружений, включая погружения на глубину 4000 метров, и оказался бесценным для геологических и биологических исследований.
Водолазные костюмы
Жесткие костюмы, такие как «Паук» и «Джим», — это миниатюрные водолазные устройства, позволяющие нырять на большую глубину и защищающие от давления воды. Спайдер имеет подачу воздуха и приводится в движение пропеллерами с электродвигателями.
В 17 веке люди спускались под воду с водолазными колоколами, и только в 19 веке был изобретен водолазный костюм с прочным медным шлемом. Они приводились в движение воздухом с поверхности. В 1943 году произошла революция в дайвинге. Французский морской исследователь Жак Кусто и инженер Эмиль Каньян изобрели автономный дыхательный аппарат для подводного плавания (акваланг), в котором сжатый воздух подается из баллонов, закрепленных на спине аквалангиста. Коммерческие гидрокостюмы оснащены всевозможными функциями, облегчающими работу дайвера. Существуют костюмы с подогревом и даже перезаряжаемые скутеры, помогающие дайверу двигаться быстрее.
Глубоководные аппараты
Основным препятствием для исследования Мирового океана была невозможность длительного пребывания под водой. Богатство и разнообразие подводного мира остаются недоступными для человека, поскольку он не может свободно дышать под водой. Водолазы и гидрокостюмы могут погружаться под воду только на короткое время и имеют значительные ограничения по глубине погружения. Тем не менее, им удалось добиться серьезных результатов.
Например, в 1960 году исследователи погрузились на дно самой глубокой точки океана — Марианской впадины. Его глубина составляет почти 11 000 метров, а давление воды на дне впадины буквально разорвало бы обычный корабль. Однако, погрузившись на такую огромную глубину, люди с удивлением обнаружили, что на дне кипит жизнь. Морские ракообразные, моллюски и даже рыбы сумели приспособиться к огромному давлению, почти полному отсутствию кислорода и солнечного света.
В последнее время наблюдается возрождение интереса к Марианской впадине: За последние двадцать лет было организовано несколько дайвинг-экспедиций. Последний, под руководством В. Весково, состоялся в 2019 году. В то же время российская экспедиция с помощью автоматического подводного аппарата «Витязь» взяла донные пробы и измерила свойства глубинных слоев воды.
Исследовательские суда
Сегодня самыми важными инструментами морских исследователей являются научно-исследовательские суда. Это обычные суда, оснащенные современными измерительными и исследовательскими приборами, которые позволяют проводить исследования в области гидрологии, гидрохимии, геофизики, геологии, гидрографии и других областях океанологии. Советский Союз имел один из самых больших исследовательских флотов в мире. В настоящее время в состав российского флота входят научно-исследовательские суда «Адмирал Владимирский», «Янтарь» и некоторые другие.
Сегодня Соединенные Штаты Америки обладают самым обширным исследовательским флотом. В его состав входят более двух десятков судов различных категорий. Кроме того, Япония, Великобритания, Канада, Франция, Германия и многие другие страны имеют исследовательские суда.
Космические исследования океана
В настоящее время исследователи океана получают большое количество исследовательских данных из космоса через исследовательские спутники. Современное оборудование позволяет проводить точные измерения температуры и скорости океанских течений и ветров, колебаний солености морской воды, состояния морской поверхности, миграции косяков рыб, биологической активности планктона и т.д. В Советском Союзе для получения этих данных существовало специальное агентство космических исследований, состоящее из более чем десятка исследовательских судов, включая самое большое в мире исследовательское судно «Космонавт Юрий Гагарин».
За последнее столетие морские исследования достигли значительного прогресса. Однако, по данным ученых, на сегодняшний день более или менее изучено лишь около 7% океанского дна. Океан хранит множество тайн, и для их разгадки необходимы долгие годы исследований.
А теперь наслаждайтесь этой статьей
