Отечественные мореплаватели —ё исследователи морей и океанов - Николай Зубов

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: