1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Океан
  3. Розвиток океанографії після плавання Джеймса Кука

Розвиток океанографії після плавання Джеймса Кука

Після плавання Джеймса Кука були введені багато поліпшення в способах визначень довгот в море завдяки винаходу французами Берту і ЛЕРО хронометрів, виданню англійцями « Nautical Almanach », винаходу секстанта, а також розробці способу визначення різниці довгот за спостереженнями місячних відстаней. Останнє стало можливим завдяки складанню Лапласом місячних таблиць, що давали місця Місяця набагато точніше, ніж доти було можливо.

Поділ океанів поступово розроблялося французькими вченими Флер і Мальті – Брек, і, нарешті, в 1845 р. Королівське географічне товариство в Лондоні встановило кордону океанів, які до початку XX століття визнавалися усіма в науці; головна відмінність від сучасного погляду складалося у виділенні Південного Полярного океану, нині розділяється між трьома іншими океанами. Кращого вирішення питання в той час не можна було й очікувати; відомості про рельєф дна океанів, їх фізичні властивості та про рух вод в них майже зовсім відсутні, тому в питанні про поділ Світового океану на частини доводилося керуватися з усіх морфологічних ознак найменш грунтовним – береговими обрисами.

Вимірювання глибин океанів в розглянутий проміжок часу значно посунулась вперед. По-перше, на початку XIX століття з’явилися спроби вимірювання великих глибин; в плаванні О. Коцебу і Е. Л е к ц а на Підприємстві (1823-1826 рр..) Приймали вперше до уваги поправки на відхилення лина від вертикального напрямку внаслідок дрейфу корабля, а також поправки на вкорочення лотлінь від його намокання. Відкриття Дж. Кл. Россом прийому для зауваження моменту досягнення лотом дна (1839-1843 рр..) І винахід Брукоам лота з отделяющейся тяжкістю (1854 р.) 1 дали в руки вчених мореплавців вірний засіб для визначення великих глибин.

Рельєф дна всіх океанів, проте, незважаючи на зазначені удосконалення у вимірі глибин, не міг бути представлений внаслідок вкрай малого числа вимірів. Тільки для частини північного Атлантичного океану, де в цей час стали прокладати перші телеграфні кабелі завдяки вимірам англійських і американських офіцерів військового флоту було визначено стільки глибин, що лейтенант американського флоту Морі міг побудувати першу карту рельєфу дна північного Атлантичного океану (див. стор 94); нанейуже зустрічаються глибини в 8200 м без знаку питання.

Рельєф дна інших частин Світового океану залишався майже невідомим до плавання Challenger. Капітан англійського військового флоту, відомий своїми науковими роботами, Шерард Осборн перед відправленням Challenger (у листопаді 1870 р.) у своєму огляді рельєфу дна Атлантичного і Індійського океанів і Середземного моря, грунтуючись на всій сукупності відомих тоді матеріалів по рельєфу дна океанів, вказує, що завдяки прокладці телеграфних кабелів наука володіє знанням деяких профілів океанічного дна з загальним протягом всього в 17 000 морських миль (31480 км), тоді як один Challenger пройшов 68 900 морських миль, і по всіх пройдених їм шляхах можна скласти подібні і кращі профілі, а по багатьом – справжні гідрологічні розрізи. У своїй праці Шерард Осборк міг привести тільки сім профілів глибин: від Оркнейських островів до лабрадора (Мак- Клікток, 1860 р.), від Ірландії до Ньюфаундленду (Дейман, 1869 р.), від Франції до південних берегів Сполучених Штатів, поздовжній профіль Атлантичного океану від м. Доброї Надії до Англії (Шортланд, 1868 р.); в Індійському океані від Адена до Бомбея, від Мадраса до Пенанга поперек Бенгальської затоки і, нарешті, поздовжній профіль Середземного моря. На підставі цього матеріалу і карти Морі він висловив кілька думок про характер рельєфу дна Атлантичного океану, загалом досить вірних.: Про рельєфі дна Тихого океану в цей час нічого майже не було відомо.

Про середні глибинах по небагатьом лініях дуг великих кіл у Тихому океані ще дещо знали, обчислюючи їх за спостереженнями швидкостей хвиль від землетрусів; такі обчислення відносяться до середини XIX століття і пізніше.

Грунт дна протягом даного проміжку часу почав вивчатися вперше, бо до Кука нікому і в голову не приходило ним цікавитися, за винятком чисто навігаційної точки зору, як зручного або незручного грунту для стоянки на якорі, чи добре він буде забирати чи буде ковзати, тобто цікавилися грунтом тільки на прибережних глибинах.

Випадки діставання грунту дна зі значних глибин були і на початку XIX століття (Джон Росс, 1817-1818 рр.., В море Баффина з глибин до 1920 м). Професор А. Беш (Bache), начальник Coast and Geodetic Survey Сполучених Штатів, перший звернув увагу на інтерес збереження зразків грунту дна, одержуваних при гідрографічних промірах (1844 р.), але справжні глибоководні зразки грунтів були отримані тільки після винаходу лота Брука (1854 р.).

Зразки грунтів, здобуті уздовж берегів Сполучених Штатів, досліджені під мікроскопом проф. Б елів (1851 р.), вже показали йому, наскільки значну частину їх складали скупчення вапняних залишків шкарлупок форамініфер, і тим більшу, ніж зразок був узятий далі від берега і з більшої глибини. Неорганічні частинки в зразках з малих глибин були окатани, а з великих глибин – з гострими. Краями. Пізніше той же Белей (1856 р.), досліджуючи зразки глибоководних грунтів (зібраних Бруком в північному Тихому океані біля Камчатки з глибин 1646 і 4338 м), знайшов підтвердження своїм поглядам, висловленим вище, і додав, що у великих широтах органічна частина зразків грунту складається головним чином із залишків найдрібніших організмів, що мають кременисті скелетики, а не вапняні.

Еренберг ще раніше (1836 р.), вивчаючи осадові породи, довів, що вони іноді майже суцільно утворені скупченнями залишків найдрібніших і мікроскопічних шкарлупок і скелетиків діатомових водоростей, губок і радіолярій, а іноді глобогерінід. Цим він довів вперше, наскільки значну роль грали ці мікроорганізми в освіті багатьох осадових утворень, що входять тепер у вигляді гірських порід до складу земної кори. Дослідження Белей показали, що подібні відкладення утворюються і в наш час на дні морів і океанів. Таким шляхом була створена тісний зв’язок між геологією і океанографією.

Залишалося вирішити, де ж ці організми живуть – на дні або в при – позерхностних шарах. Еренберг був тієї думки, що ці організми жили у дна океану, а Белей і з ним Морі трималися протилежної думки, вважаючи, що вони живуть в приповерхневих шарах.

Дослідження грунту дна було тісно пов’язане з вивченням поширення органічного життя на глибинах; вже і в той час багато хто схилявся до думки про можливість життя на глибинах, незважаючи на темряву і великий тиск. У 1860 р. псування телеграфного кабелю між Сардинією і Африкою змусила підняти з глибини 2195 м близько 70 км кабелю, до якого виявилися приросшими багато організми, особливо глибоководні корали, що остаточно довело можливість існування життя на великих глибинах.

У другій половині XIX століття Делесс (в 1.871 р.) видав перші карти розподілу грунтів біля берегів Франції і частини Атлантичного океану з деякими морями, з позначенням рельєфу дна і характеру грунтів, причому була зроблена перша спроба поділу грунтів на розряди.

Температури води на глибинах за цей час стали вперше досліджуватися. Перші спостереження вертикальних рядів температур були зроблені російськими моряками – Крузенштерном в 1803-1806 рр.. під час першого російського кругосвітнього плавання, коли вперше був застосований термометр Сикса (винайдений в 1782 р.) для найбільших і найменших температур.

Після Крузенштерна багато експедиції проводили спостереження вертикальних рядів температур, але першими за кількістю спостережень і точності їх йдуть спостереження Коцебу на Рюрике (1815-1818 рр..), Його ж і Ленца на Підприємстві (1823-1826 рр..), Дю – Пті- Туара (1836-1839 рр.)., Дюмон Д ‘ Юрвіля (1837-1840 рр..) і Келлетом (1845-1851 рр..).

Перші досить точні спостереження належать Ленцу (1823 – 1826 рр..), І ним же разом з Парротом були зроблені перші досліди над впливом тиску води на показання термометра (в 1832 р.); але, мабуть, першим термометри з запобіганням кульки від тиску води були побудовані французами (Бунтеном), тому що Дю – Пті- Туар вже вживав їх (1836 р.).

Погляди і гіпотези про розподіл температур на глибинах. Перші ідеї з питання про температурах на глибинах були висловлені А. Гумбольдтом (1812 р. і пізніше); він думав, що шари холодної води на глибинах в малих широтах є доказ існування підводних течій від полюсів до екватора, а звідси він укладав, що і вся маса вод океанів знаходиться в постійному русі.

Е. Ленц, перший довів незаперечно існування холодних шарів (близько 2-3 °) на великих глибинах і, що особливо важливо, поступове зниження температури в океанах з ‘ глибиною, спершу швидке, а потім повільне, висловив зовсім така ж думка, підтвердивши його своїми і всіма іншими спостереженнями, що були до 1835 р.2 на його думку, теплі води на поверхні повинні розходитися від екватора до полярних широт, звідки на глибинах холодні води рухаються до екватора, де вони і піднімаються на поверхню.

Результати, отримані Ленцом у плаванні на Підприємстві (1823-1826 рр..) Відносно низьких температур на великих глибинах (близько 1,7-2 °, 8С), були схильні спостереженнями Дю – Пті- Туар а на Venus (1836-1839 рр..), також вживав термометри, захищені від тиску.

Дюмонд ‘ Юрвіль після його кругосвітнього плавання на Astrolabe (1826-1829 рр..), Де він спостерігав температури на глибинах трохи захищеними від тиску термометрами, висловив думку, що в океанах нижче 975 м до дна існує шар води постійної температури близько +4 ° С. Дж. Кл. Росс після свого антарктичного плавання на Erebus і Terror в 1839-1843 гг.4 висловив таку ж думку, як і Дюмон д ‘ Юрвіль, і навіть вказав, що в океані близько 56 ° ю. ш. шар постійної температури +4 ° виходить на поверхню і звідси до полюса і до екватора поглиблюється; до полюса над ним лежать води більш низьких температур, а до екватора – вищих. Думки Дюмон д ‘ Юрвіля і Росса були засновані не тільки на помилкових занадто великих температурах внаслідок тиску води на кульку термометра, а й на неправильному уявленні про температуру найбільшої щільності морської води, яку вони обидва брали однаковою, як і для прісної. Хоча в цей час (1828 і 1837 рр..) В науці вже були роботи, вказали, що найбільша щільність морської води буває при температурах нижче нуля.

До цього ж часу відноситься і перше пояснення явища постійної температури на глибинах Середземного моря, що спостерігалося вже кількома особами. Перше пояснення цього явища було однак Араго, який відразу вказав на вірну причину – малу глибину Гібралтарської протоки, не дозволялося воді більш низьких температур з глибин океану проникати в це море.

Визначення температури найбільшої щільності морської води були зроблені Марсе (1819 р.), потім Ерманом (1828 р.), але більш грунтовна робота такого роду була виконана Депрецом в 1837 р. Він визначив не тільки температуру найбільшої щільності морської води певної солоності, а й точку її замерзання і показав, що обидві ці температури залежать від ступеня солоності.

Склад морської води, її солоність і питома вага протягом розглянутого часу почали вивчатися докладно. Насамперед з’явилися спостереження питомої ваги. Перші охопили великий простір і чудові по своїй точності були зроблені Е. Лендом плаванні на Підприємстві (1823-1826 рр..), І на їх підставі їм було висловило припущення про існування по обидві сторони екватора смуг з найбільшою питомою вагою і, отже, найбільшою солоності, між тим близько екватора лежить смуга з меншою питомою вагою і солоністю, а від ‘ смуг найбільшого питомої ваги до полюсів як питома вага, так і солоність убувають. Це абсолютно збігається з сучасним поглядом на дане питання.

Перші спроби визначення складу морської води були зроблені ще наприкінці XVIII століття, але цілком грунтовна робота такого роду була виконана тільки в другій половині XIX століття Форшхаммером (1865 р.) на підставі аналізів багатьох зразків з різних місць океанів. При цьому Фаршхаммер вперше встановив сталість хімічного складу морокою води у всіх місцях Світового океану, що підтверджено і новітніми дослідженнями.

Колір морської води був вперше обстежений Бунзеном, потім роботи Тиндаля та інших посунули питання, але вирішене він був пізніше шпринг (1883 р.).

ПОДІЛИТИСЯ: