4. Макаров – основоположник учения о проливах (1881–1882)

4. Макаров – основоположник учения о проливах

(1881–1882)

В ноябре 1881 г. Макаров, к этому времени уже заслуживший широкую известность своими теоретическими работами о непотопляемости кораблей и боевыми подвигами во время русско-турецкой войны 1877–1878 гг., вступил в командование военным пароходом «Тамань». Пароход стоял в Константинополе в качестве стационера при русском посольстве. Вместо того чтобы проводить свободное от службы время на дипломатических приемах и балах, Макаров решил заняться изучением весьма заинтересовавшего его явления, а именно: существования в Босфоре двух противоположных течений – верхнего из Черного моря в Мраморное, и нижнего – из Мраморного моря в Черное. Местные рыбаки были убеждены в существовании таких течений, однако в научной литературе того времени высказывались по этому поводу весьма путаные и противоречивые мнения.

Надо подчеркнуть, что до своих работ в Босфоре Макаров, хотя и был знаком с производством обычных судовых гидрометеорологических наблюдений, но совершенно не был подготовлен к предстоящим ему сложным океанологическим исследованиям.

Прежде всего он решил проверить самое существование нижнего течения. Для этой цели он начал погружать со шлюпки на разные глубины простой бочонок. При малой глубине погружения бочонок увлекался по направлению из Черного моря в Мраморное, при большем погружении бочонок начинало тянуть по направлению к Черному морю, причем с такой силой, что шлюпка тянулась против поверхностного течения.

«Когда я убедился, – пишет Макаров, – что нижнее течение существует, захотелось определить точно границу между ним и верхним течением. Когда сделалось очевидным, что граница эта идет по длине Босфора не горизонтально, а с некоторым наклонением к Черному морю, захотелось выяснить этот наклон, наконец, захотелось выяснить подмеченные колебания границы между течениями, в зависимости от времени года и дня, от направления ветра и пр. Точно так же было интересно определить относительную скорость течения на разных глубинах и распределение воды по удельному весу.»[376] Так по мере исследования возникали новые вопросы, для решения которых ставились новые исследования. В результате Макаров получил почти исчерпывающую картину водообмена Черного и Мраморного морей.

Отправляясь в Константинополь, Макаров не предполагал заниматься исследованиями Босфора и потому не захватил с собой ни приборов, ни каких-либо пособий. Ему приходилось самому решать не только, что именно надо делать, но и чем и как надо работать.

Для задач, поставленных себе Макаровым, надо было иметь по крайней мере четыре прибора: термометр для измерения температуры воды, ареометр для измерения ее удельного веса, батометр для доставания образцов воды с разных глубин и измеритель течений на глубинах. Термометры, ареометры и батометр Макаров выписал, в частности он получил лучший из тогда существовавших батометр русского физика Ленца. Измеритель скорости морских течений (флюктометр) изготовили на «Тамани» судовыми средствами.

Флюктометр состоял из пропеллера, к оси которого был приделан колокольчик. При вращении пропеллера специальный язычок ударял по колокольчику. В воде звуки распространяются приблизительно в пять раз быстрее и гасятся значительно медленнее, чем в воздухе. Звук колокольчика был отчетливо слышен у железного борта в трюме судна. Таким образом, можно было определить число оборотов пропеллера за любое время, а соответствие числа оборотов пропеллера и скорости течения было определено по наблюдениям в поверхностном слое, скорость которого определялась иными приемами.

С ноября 1881 по сентябрь 1882 г. в разных районах Босфора Макаров сделал четыре тысячи определений температуры, столько же определений солености и тысячу измерений скорости. Столь большое число измерений оказалось возможным только потому, что Макаров сумел заинтересовать исследованиями своих ближайших помощников – лейтенантов Баркарева и Евницкого, штабс-капитана корпуса флотских штурманов Всеволодова и мичмана Волкова.

Обработав наблюдения, Макаров пришел к выводу, что нижнее течение создается разностью плотностей черноморских, менее соленых, и мраморно-морских, более соленых вод, а верхнее течение – избытком на Черном море атмосферных осадков и речного стока над испарением. Далее он показал, что граница между верхним и нижним течениями находится у Мраморного моря на глубине 20 м, а у Черного моря – на глубине около 50 метров.

Он установил также, что нижнее течение, подобно реке, следует по изгибам русла, а верхнее – стремится пройти кратчайшим путем от мыса к мысу. Наконец, оказалось, что объем вод, несомых верхним течением, почти в два раза превышает объем вод, несомых нижним течением, и что уровень Черного моря почти на 40 см выше уровня Мраморного моря.

Изучая явления в Босфоре, Макаров пришел к очень важному выводу: «Течение в Босфоре интересно не только как местное явление, но и как средство к разъяснению общих законов движения вод в океанах». Отмечая далее трудность изучения течений в океанах, он писал, что теоретическую часть дела легче всего обработать в одном из таких проливов, как Гибралтарский, Баб-эль-Мандебский, Босфор или Дарданеллы:

«Изучив подробно одно из этих течений, определив разность давлений жидкостей в покое и в движении, влияние этого движения на статическое давление на известной глубине и пр., мы могли бы приступить к теоретическому определению течений в океанах».[377]

Результаты своих работ в Босфоре Макаров изложил в замечательном труде «Об обмене вод Черного и Средиземного морей», напечатанном в 1885 году. Этот труд был удостоен премии Российской Академии наук и создал Макарову славу выдающегося ученого в области океанографии.

После исследований в Босфоре Макаров стал горячим поборником изучения режима проливов. Он писал:

«Проливы, все без исключения, представляют большой интерес в гидрологическом отношении, и чем больше станций сделано в различных местах пролива по его длине и ширине, тем лучше очертятся происходящие в нем различные гидрологические явления. Курсы поперечные в широких проливах, как Формозский и Корейский, дают более интересный материал, чем продольные. Подходя к проливам и в проливах, интересны наблюдения и на поверхности».[378]

Во время своих последующих плаваний Макаров в каждом из пройденных им проливов проводил более или менее подробные наблюдения. Так, во время кругосветного плавания на винтовом корвете «Витязь» (1686–1889) Макаров подметил следующие особенности проливов:

Бельт (Большой) – граница между верхней легкой и нижней тяжелой водой, в противоположность тому, что имеет место в Босфоре, не только не опускается по мере удаления от океана, но в некоторых случаях при приближении к берегу даже поднимается выше.

Английский канал (Ла-Манш) – вода от поверхности до дна перемешана. Макаров объяснил это влиянием сильных приливо-отливных течений. Такое же явление в дальнейшем он наблюдал в Формозском проливе, в проливах Курильских островов, словом во всех проливах с сильными течениями.

Магелланов пролив характерен однородными водами от поверхности до дна.

Лаперузов пролив подвергся более тщательным исследованиям Макарова. Оказалось, что поверхность, разделяющая теплое течение из Японского моря и холодное течение из Охотского, наклонена по направлению к Сахалину. Попутно Макаров обнаружил на дне пролива обилие организмов, что он связывал с наличием постоянного придонного течения и отсутствием в придонных водах илистых частиц.

Вандименов пролив (Осуми) Макаров считает сходным по гидрологическому режиму с Сангарским и Лаперузовым проливами.

Симоносэкский пролив—наблюдения показали, что течение в нем преимущественно направлено на запад.

Формозский пролив также подвергся особому изучению. Здесь Макаров обнаружил, что воды по вертикали весьма однородны, но зато поперек пролива резко отличаются и по температуре, и по солености.

Корейский пролив—температура по направлению от корейского берега к японскому повышается (холодное Корейское течение и теплая ветвь Куро-Сио). По обе стороны порога этого пролива воды на глубинах резко отличаются по температуре. Так, на глубине 400 м по северную сторону Корейского пролива температура на 8° выше, чем по южную.

Сангарский пролив (Цугару) – в поверхностных слоях пролива преобладает отливное течение, направленное на запад.

Проливы Курильских островов в летнее время характерны холодной водой (ниже температуры прилегающих вод Охотского моря и Тихого океана), что Макаров объяснил приливным перемешиванием, доходящим до дна.

Татарский пролив—в летнее время в середине пролива воды холоднее, чем у берегов.

Малаккский пролив—соленость воды значительно выше, чем в прилегающих морях, и вода перемешана от поверхности до дна.

Баб-эль-Мандебский пролив—значение этого пролива особенно подчеркнуто Макаровым, так как он соединяет Красное море, в которое не впадает ни одна река, с Индийским океаном. К сожалению, из-за скверной погоды Макарову не удалось произвести здесь надежных наблюдений.

Гибралтарский пролив представляет в гидрологическом отношении полное подобие Баб-эль-Мандебскому проливу (и Босфору. – Н. 3.).

К этому надо прибавить, что некоторые из перечисленных проливов посещались Макаровым по нескольку раз и каждый раз он не упускал случая повторить и дополнить свои наблюдения.

Кроме наблюдений над температурой и удельным весом, Макаров там, где позволяла глубина, собирал образцы грунта.[379]

Последний раз Макаров вернулся к изучению проливов в 1894 г., когда был назначен начальником эскадры Средиземного моря. Выезжая из Петербурга, он думал в новом своем плавании ограничиться наблюдениями температуры и удельного веса, т. е. теми же наблюдениями, что и в Босфоре. Однако по прибытии в Пирей Макаров заинтересовался сложными и неправильными течениями в Халкидском проливе, отделяющем остров Эвбею от материка. Он решил: «…там, где есть поверхностное течение, должна быть разность уровней, следовательно, если хотим ясно понять перемену течений, нужно изучать колебания уровня моря, а это возможно лишь при посредстве самопишущих приборов».

В соответствии с этим высказыванием Макаров раздобыл два самописца уровней и один из них немедленно установил в Поросе.

Однако вскоре он получил приказание срочно с эскадрой итти в Тихий океан. Самописцы проработали всего три дня, но и за это короткое время Макарову удалось объяснить неправильности течений в Халкидском проливе тем, что к южному и северному входу в пролив входят приливные волны с разными фазами и с разных направлений.

Во время плавания эскадры на Дальний Восток Макаров дополнил сделанные им раньше наблюдения в проливах.

В октябре 1896 г. Макаров на крейсере «Адмирал Корнилов» отправился в заинтересовавший его еще во время плавания на «Витязе» Лаперузов пролив и произвел там много наблюдений, в том числе измерений глубины. В результате он дал очень верную океанологическую характеристику этого пролива.

Свои исследования режима проливов Халкидского и Лаперуза Макаров изложил в труде «Гидрологические исследования, произведенные в 1895 и 1896 гг. в Лаперузовом проливе и в других местах», напечатанном уже после гибели Макарова под Порт-Артуром в «Записках» Академии наук (1905) под редакцией академика М. А. Рыкачева.

Приведенный перечень работ С. О. Макарова в различных проливах очень краток, но даже из этого краткого перечня видно, что никто ни до Макарова, ни после него не уделил так много внимания изучению проливов, никто не сделал так много выводов из этого изучения. Поэтому мы вполне вправе считать Макарова основоположником учения о проливах Мирового океана.