Н.Н. ЗУБОВ
НАУЧНЫЙ ПОДВИГ
Немного истории
Многие экспедиции пытались проникнуть в центральную часть Северного Ледовитого океана. Некоторым из них удалось побывать даже на самом Северном полюсе.
После нескольких неудачных попыток американец Роберт Пири 6 апреля 1909 года добрался на санях и собаках до Северного полюса и провел там около тридцати часов.
9 мая 1926 года американец Ричард Бэрд долетел до полюса на самолете и, покружив в воздухе, благополучно возвратился на Шпицберген, откуда и был начат этот полет.
В том же году норвежец Амундсен пересек на дирижабле Северный Ледовитый океан от Шпицбергена до Аляски.
12 мая он пролетел попутно над Северным полюсом.
24 мая 1928 года итальянская экспедиция Нобиле также добралась на дирижабле до Северного полюса и покружила над ним. Во время обратного пути на Шпицберген экспедиция потерпела аварию, и несколько человек из ее состава погибло.
В 1937 году Северный полюс был атакован советскими людьми. В дни организации дрейфующей папанинской станции на Северном полюсе одновременно находилось четыре тяжелых самолета и тридцать три советских полярника.
Над полюсом в эти дни летали Головин, Водопьянов, Молоков, Алексеев и Мазурук. Затем 18 июня 1937 года на своем пути из Москвы в Америку над Северным полюсом пролетел Чкалов. 13 июля 1937 года но тому же маршруту над Северным полюсом пролетел Громов. 12 _августа над Северным полюсом пролетел погибший затем Леваневский.
Во время поисков этого самолета, 7 октября 1937 года, над Северным полюсом летал Водопьянов: а 4 апреля 1938 года — Мошковский.
Предшественники седовцев
Когда читаешь описания путешествий и полетов к Северному полюсу, невольно восхищаешься необычайным упорством, с которым человек стремится познать свою планету, невольно восхищаешься мужеством людей, пытающихся проникнуть в тайны центральной части Северного Ледовитого океана.
Но из всех экспедиций только три увеличили наши знания об этой неприступной части земного шара, а именно: состоявшаяся в 1893-1896 годах экспедиция Нансена на корабле «Фрам», экспедиция папанинцев, дрейфовавшая в 1937-1938 годах на льдине, и экспедиция отважных советских полярников на ледокольном пароходе «Седов».
Экспедиции Нансена не было суждено побывать на Северном полюсе. «Фрам» во время своего дрейфа достиг только 85°56’ северной широты. Тем не менее Нансену буквально удалось «открыть в научном отношении» Северный Ледовитый океан. До дрейфа «Фрама» об этом океане знали очень мало. Сам Нансен не рассчитывал, что встретит там глубины, превышающие 500 метров, и потому не взял с собой приспособлений, которые позволили бы измерить большие глубины.
Экспедиция Нансена установила, что Северный Ледовитый океан представляет собой море с глубинами больше 3000 метров, что теплые атлантические воды-ответвления Гольфстрима — глубинным течением далеко проникают в центральную часть Северного Ледовитого океана. Изумительные наблюдения Нансена открыли основные законы движения льдов в этом бассейне. Наконец, Нансен подметил и основные законы образования, развития и разрушения морских льдов.
21 мая 1937 года с помощью четырех тяжелых самолетов была высажена на лед папанинская экспедиция. На большом ледяном поле советские полярники устроили прекрасно оборудованную полярную обсерваторию. 6 июня организация станции «Северный полюс» была закончена, самолеты улетели обратно на Большую землю, а на льдине остались четыре героических зимовщика-Папанин, Кренкель, Ширшов и Федоров. Они провели на дрейфующей льдине двести семьдесят четыре дня. За это время ледяное поле, на котором находились папанинцы, пронесло от Северного полюса к восточным берегам Гренландии, где на 70°47’ северной широты и 19°48’ западной долготы дрейфующая экспедиция была снята ледокольными пароходами «Таймыр» и «Мурман».
Экспедиция папанинцев, состоявшая всего из четырех человек, не только существенно дополнила наблюдения Напоена и в некоторые из них внесла немаловажные исправления, но сделала также ряд совершенно новых наблюдений.
Папанинцы измерили глубины на всем нуги, пройденном станцией от Северного полюса до берегов Гренландии.
Они открыли законы движения льдов и морских течений подо льдами, ускользнувшие от внимания Нансена. Они опровергли мнение Нансена о полной безжизненности центральной части Северного Ледовитого океана. Они произвели ценнейшие наблюдения по земному магнетизму, по измерению силы тяжести. Метеорологические наблюдения папанинцев не только облегчили организацию трансарктических перелетов Чкалова и Громова, но и заставили изменить взгляды на строение атмосферы и на процессы, управляющие погодой центральной части Арктики.
Во льдах
В противоположность дрейфам «Фрама» и станции «Северный полюс» дрейф «Седова» не был задуман и организован заранее.
Вместе с ледоколами «Садко» и «Малыгин» 23 октября 1937 года «Седов» был зажат льдами в море Лаптевых на 75°19’ северной широты и 132°25/ восточной долготы. 28 августа 1938 года эти ледоколы находились на 83°06’ северной широты и 132°25’ восточной долготы. В этот день ледокол «Ермак» вывел «Садко» и «Малыгина», из льдов в чистую воду. «Седов» же получил во время зимовки некоторые повреждения, и его не удалось вывести из льдов.
Несколько обстоятельств придают дрейфу «Седова» исключительный интерес.
Во-первых, дрейф ледокола начался еще тогда, когда станция «Северный полюс» продолжала свои наблюдения.
Таким образом, были осуществлены непрерывные наблюдения над центральными частями Северного Ледовитого океана.
Во-вторых, вскоре после начала дрейфа «Седова» в том же море Лаптевых, но в юго-западной его части начался дрейф нескольких судов во главе с ледоколом «Ленин»; эти корабли были вынесены из Хатангского залива. Дрейф ледокола «Ленин» закончился 7 августа 1938 года, когда «Красин» вывел его из льдов вместе со всем караваном. Таким образом, в течение девяти месяцев два каравана судов дрейфовали одновременно, па некотором расстоянии друг от друга: один-в юго-западной части моря Лаптевых, другой-в северо-восточной его части и в районе к северу от Ново-Сибирских островов.
Сопоставление этих дрейфов дало удивительные результаты. Отличаясь друг от друга в деталях, они в то же время обнаруживают изумительное сходство и тем самым доказывают, что вызывались одними и теми же причинами: господствующими ветрами и постоянными течениями.
В-третьих, вскоре после начала своего дрейфа «Седов» оказался в области, где начал свой дрейф и нансеновский «Фрам».
Сравнение дальнейших путей дрейфов «Фрама» и «Седова» представляет исключительный интерес потому, что первый проходил при таких климатических условиях, которые значительно отличаются от теперешних.
Конец одной легенды
Одним из существенных научных достижений «Седова» является окончательное уничтожение легенды о Земле Санникова.
В 1811 году Яков Санников, служивший тогда у купца Ляхова, «увидел» с северного берега острова Котельный высокую землю, к которой он пытался подойти по льду. Путь ему преградила большая полынья. По словам Санникова, до этой земли оставалось пройти всего -25 километров.
О тех пор таинственная Земля Санникова тревожила воображение многих полярных путешественников и исследователей.
Первым судном, побывавшим в районе к северу от Новосибирских островов, был «Фрам». Почти всю зиму 1893/94 года «Фрам» дрейфовал между 130° и 140° восточной долготы и 79° и 81° северной широты, но никакой земли не обнаружил. Однако «Фрам» не заносило восточнее меридиана острова Котельный, а потому и в последующие годы вопрос о Земле Санникова оставался открытым.
В 1900-1903 годах была снаряжена русская полярная экспедиция на судне «Заря». В числе задач этой экспедиции, возглавлявшейся Толлем, были и поиски Земли Санникова.
В 1913-1914 годах отыскать Землю Санникова пытались также на ледокольных пароходах «Таймыр» и «Вайгач».
Во время всех этих плаваний и дрейфов Землю Санникова так и не обнаружили. Но все же не было доказано, что она не существует.
Вот почему в 1937 году научная экспедиция на ледокольном пароходе «Садко» наряду с выполнением других заданий занималась и поисками Земли Санникова. Этот корабль прошел севернее других судов, однако и он не нашел таинственного острова.
Во время своего дрейфа «Седов» дважды пересек район предполагаемой земли: один раз с запада на восток, приблизительно по 78-й параллели, и другой раз с юго-востока на северо-запад.
В этом же районе прошли ледоколы «Ермак» и «Иосиф Сталин», когда они направлялись к дрейфующим судам.
Оба эти корабля также не обнаружили Земли Санникова.
Все эти плавания и дрейфы окончательно уничтожили легенду о Земле Санникова, просуществовавшую более ста двадцати пяти лет и родившую обширную литературу.
Через сорок пять лет
Тот факт, что линии дрейфов «Фрама» и «Седова» не раз переплетались друг с другом, позволил определить изменения в тепловом режиме арктического бассейна за истекшие сорок пять лет.
Всякое наблюдение только тогда имеет полную научную ценность, когда точно известно, где оно произведено. Седовцы не пропускали ни одного случая, чтобы определить свои координаты по небесным светилам. Это позволило нам на Большой земле следить за всеми обстоятельствами дрейфа ледокола.
Интересно отметить; что «Седов» пробыл севернее 85-й параллели вдвое больше времени, чем станция «Северный полюс», и в два с половиной раза больше, чем «Фрам», хотя дрейф последнего продолжался 1055 дней, а дрейф «Седова» — 812 дней.
«Седов» начал свой дрейф южнее «Фрама» и к концу своей эпопеи также спустился в более южные широты по сравнению с судном Нансена. Таким образом, скорость дрейфа «Седова» оказалась значительно большей, чем «Фрама».
Путь на запад, покрытый «Фрамом» за двадцать пять месяцев, «Седов» проделал в течение пятнадцати месяцев.
Следовательно, дрейф «Седова» окончательно подтвердил, что за последние годы вынос льдов из арктического бассейна в Гренландское море значительно усилился.
Усиление выноса льдов из арктического бассейна в Гренландское море сопровождается и усилением притока в Арктику теплых атлантических вод, уменьшением ледовитости окраинных морей, толщины полярных льдов и размеров ледников, а также повышением зимних температур воздуха. Все эти явления характерны для наблюдающегося сейчас потепления Арктики. Материалы, накопленные седовцами за время дрейфа, содержат обильные данные для освещения столь интересного вопроса.
Несмотря на то, что линия дрейфа «Седова» подымалась значительно севернее линии дрейфа «Фрама», зимние месяцы в Арктике во времена Нансена были на несколько градусов холоднее, чем сейчас. Наиболее низкая температура воздуха (минус 44,1°) отмечена седовцами 10 марта 1939 года на 86°23’ северной широты и 110°20’ восточной долготы. Самая низкая температура во время дрейфа «Фрама» (минус 62°) была отмечена 15 января 1896 года приблизительно на 84°55’ северной широты и 41° восточной долготы, то есть значительно южнее и западнее того места, где зарегистрировали самую низкую температуру седовцы и где, как правило, всегда бывает теплее.
Температура атлантических вод, проникающих в арктический бассейн, почти на градус сейчас выше, чем во времена Нансена.
Пояс торошения
Большой интерес представляет вопрос о максимальной толщине льдов. Участники экспедиции на дрейфующем ледоколе ни разу не встретили льдов толще 218 сантиметров. Возникает вопрос: где же тогда образовалось и откуда было принесено к Северному полюсу ледяное поле, на котором основали папанинцы свою станцию? Ведь известно, что их льдина была толще 3 метров.
Этот вопрос заслуживает специального разбора.
Наивысшая широта, достигнутая «Фрамом», равна 85°55,5’. Наивысшая широта, достигнутая «Седовым», — 86°39,5’. Самой северной точкой, до которой добрался Нансен во время своего санного путешествия к Северному полюсу, была широта 80°14’. Наконец, в 1900 году Каньи достиг в том же районе 86°34’ северной широты. Дальнейшее продвижение на север и Нансена и Каньи было остановлено встреченными ими сильно торосистыми льдами.
С этими данными следует сопоставить наблюдения, сделанные товарищем Алексеевым во время его полетов от Земли Франца-Иосифа к Северному полюсу и обратно. Он установил, что от острова Рудольфа до 82°30’ северной широты лежат торосистые поля молодого льда с вкраплением айсбергов. Выше, до 85°30’ северной широты, размеры ледяных полей увеличиваются и достигают 20 километров в поперечнике. На этих полях попадаются ровные площадки, пригодные для посадки самолетов. У 84-й параллели толщина льда не превышала 100-120 сантиметров. Северное 85°30’ начинались многолетние ледяные поля, причем до 86-й параллели они были малы и торосисты, а разводья были забиты мелким льдом и шугой. В таких местах посадка самолетов невозможна.
Далее к северу, особенно между 87° и 88°30’, ледяные поля оказались более пригодными для устройства посадочных площадок. Каков был лед в районе станции «Северный полюс», мы уже знаем.
Из этого описания видно, что между Северным полюсом и Землей Франца-Иосифа расположен своеобразный пояс торошения. Он отделяет более молодые льды, в основном образовавшиеся на материковой отмели Европейско-Азиатского материка, от более мощных приполюсных льдов.
Невидимому, указанный выше пояс торошения, в свое время остановивший дальнейшее продвижение на север Нансена и Каньи, представляет собой постоянное явление.
Два правила Нансена
Огромный интерес представляет сопоставление дрейфа льдов с ветром, вызвавшим этот дрейф. Подобные наблюдения, произведенные вблизи берегов, обычно искажаются под влиянием близлежащей суши и мелководья. Таким образом, для теоретических исследований можно пользоваться только данными трех дрейфов: «Фрама», станции «Северный полюс» (пока она находилась в центральной части Северного Полярного бассейна) и «Седова».
Произведенная автором этой статьи обработка наблюдений седовцев показала, что в районе дрейфа ледокола между 1 сентября 1938 года и 1 февраля 1939 года постоянное течение было выражено весьма слабо. Благодаря этому обстоятельству для изучения связи между дрейфом и ветром имелись почти лабораторные условия. Вдали от искажающего влияния суши и постоянных течений ветровой дрейф проявлялся здесь почти в чистом виде.
Это дало возможность -проверить два правила, установленные Нансеном, определяющие поведение сплошных льдов в центральной части Северного Полярного бассейна.
Правила эти сводятся к следующему:
1. Скорость ветрового дрейфа приблизительно в пятьдесят раз меньше скорости ветра, вызывающего этот дрейф.
2. Дрейф льдов отклоняется от направления ветра на 30-40° вправо, что объясняется влиянием отклоняющей силы вращения Земли.
На схеме 1 красной линией показан путь «Седова» между 1 сентября 1938 года и 1 февраля 1939 года. На той же схеме пунктиром показан путь ветра, то есть произведение скорости ветра на продолжительность ветра в течение того же периода. Масштаб ветра уменьшен по сравнению с масштабом дрейфа в пятьдесят раз.
При сравнении видно, что пути дрейфа, и ветра удивительно походят друг на друга. При всяком изменении направления и скорости ветра сейчас же изменяются скорость и направление дрейфа. Особенно характерны в этом отношении: восьмерка, выписанная «Седовым» между 2 и 26 октября, зигзаги, вычерченные между 10 и 30 ноября 1938 года, и петля, сделанная ледоколом между 3 и 17 января 1939 года. То, что ветровой дрейф ледяных полей приблизительно в пятьдесят раз меньше скорости ветра, ясно видно из схемы, где масштаб дрейфа в пятьдесят раз меньше пути ветра.
Из той же схемы видно, что направление дрейфа отличалось ог направления ветра только тем, что первый был повернут па 30-40° вправо.
Еще два правила
Изучение дрейфа «Седова» позволило нам также дополнить два правила Нансена еще двумя:
1. Дрейф льдов направлен по изобарам, то есть по линиям, соединяющим точки земной поверхности, где в один и тот же момент давление атмосферы одинаково. При этом дрейф направлен так, что область повышенного давления атмосферы находится справа, а область пониженного давления-слева от линии дрейфа.
2. Дрейф льдов происходит со скоростью, обратно пропорциональной расстоянию между изобарами.
Первое из этих двух правил нетрудно вывести следующим образом. В умеренных и высоких широтах ветер из-за трения о поверхность земли и под влиянием отклоняющей силы ее вращения направлен приблизительно на 30-40° влево от соответствующей изобары. Дрейф льдов, согласно второму правилу Нансена, отклоняется от направления ветра приблизительно на 30-40° вправо. Складывая, мы получаем дрейф льдов по изобарам.
Второе правило было выведено так: при отсутствии постоянных течений и искажающего влияния суши льды движутся со скоростью, пропорциональной скорости ветра.
Чем гуще на синоптической карте проведены в каком-нибудь районе изобары, тем сильнее в данном районе ветер.
Отсюда явилась подкрепленная чисто теоретическими выводами возможность судить по синоптической карте не только о направлении дрейфа льдов, но и о его скорости.
Теоретические расчеты, произведенные на основании новых правил, подтвердили предположение о движении льдов но часовой стрелке около так называемого полюса недоступности. Если бы в январе и феврале 1939 года «Седов» оказался несколько севернее того места, где он находился в это время на самом деле, то весьма вероятно, что он был бы втянут в это движение по часовой стрелке вокруг полюса недоступности и дрейфовал бы сейчас по направлению к северным берегам Америки.
На схеме 2 показана карта среднемесячного давления атмосферы над Полярным бассейном в январе 1939 года. На этой же схеме двойной стрелкой показан фактический дрейф «Седова» за тот же месяц. Как видим, он точно совпадает с изобарой. Такое же совпадение оказалось и на других картах распределения атмосферного давления, составленных за время дрейфа «Седова».
Одновременно на схеме 2 показан дрейф льдов в различных районах Полярного бассейна за январь 1939 года. Направления стрелок показывают направление дрейфа, а длина стрелок показывает их скорость. При рассмотрении этого рисунка видно, что льды Центрального Полярного бассейна движутся вовсе не как одно целое, а с различной скоростью и по различным направлениям. Существуют зоны быстрого движения и относительного покоя. Там, где стрелка сходятся, происходит сжатие льдов и торошение; там, где стрелки расходятся, льды разрежаются, и между ледяными полями образуются разводья.
Дрейф теоретический и дрейф фактический
По месячным картам давления (схема 3) были вычислены теоретические дрейфы станции «Северный полюс» (с 21 мая 1937 года. по 1 февраля 1938 года), ледокола «Седов» (с 1 ноября 1937 года по 1 октября 1938 года) и ледокола «Ленин» (с 1 ноября 1937 года. по 1 августа 1938 года). Затем на этой же карте по широтам и долготам были нанесены положения этих судов на первое число каждого месяца и таким образом получены линии фактического дрейфа этих судов. Совпадение оказалось удивительным.
Лучше всего сошлись линии теоретического и истинного дрейфа ледокола «Седов», что, впрочем, вполне естественно, так как этот корабль дрейфовал при весьма благоприятных условиях.
Теоретический дрейф ледокола «Ленин» также оказался близким к фактическому, однако теоретическая линия прошла несколько южнее и восточнее. Это объясняется искажающим влиянием близлежащего материкового берега и Ново-Сибирских островов, препятствовавших дрейфу ледокола в южном и восточном направлениях.
Значительно отличается от истинного теоретический дрейф станции «Северный полюс», вычисленный по тем же формулам. Во-первых, теоретический дрейф папанинской станции выходит на побережье Гренландии, и, во-вторых, он короче фактического (если считать по широте) на 550 морских миль. Такое расхождение вполне понятно: при построении теоретических дрейфов принималось во внимание только влияние местных ветров, а между тем движение льдов обуславливается пе только ветрами, но и постоянными течениями. Естественно, что в районах, где постоянные течения слабы, первостепенное влияние на скорость и направление дрейфа оказывают местные ветры.
По мере приближения к Гренландскому морю местные ветры из-за сильного Восточно-гренландского течения оказывают все меньше влияния на ледяные поля. Слабые ветры, направление которых противоположно постоянному течению, уже только замедляют или лишь на время задерживают общий дрейф к югу. Так было со станцией «Северный полюс», так было и с ледоколом «Седов».
Вторым обстоятельством, повлиявшим на расхождение между истинным и теоретическим дрейфом папанинской станции, является следующее.
Скорость ветрового дрейфа сплошных ледяных полей в Центральной Арктике, как уже было сказано выше, в пятьдесят раз меньше скорости ветра, вызывающего этот дрейф.
Но скорость дрейфа льдов под влиянием ветра значительно увеличивается, если перед ними по ветру находится открытое море. В таких случаях скорость дрейфа может достигнуть одной десятой скорости ветра, а иногда и больше.
Именно такие условия создаются при северных и западных ветрах в районе Центральной Арктики, прилегающей к Гренландскому морю, и в самом Гренландском море. Сопоставляя фактическое местонахождение станции «Северный полюс» 1 февраля 1938 года с теоретическим, вычисленным с учетом постоянных течений, мы получаем, что истинное местонахождение станции отличается от теоретического всего на 50 миль но широте, или всего лишь на пяти процентов общей длины дрейфа по широте. Подобное совпадение надо признать лежащим на пределе той точности, с которой получены исходные данные для вычислений.
Приведенные примеры показывают, какие хорошие результаты дает применение метода, разработанного на основе анализа дрейфа «Седова».
Научный подвиг
Среди седовцев нет ученых-профессионалов. Один только Буйницкий, являющийся студентом Гидрографического института Главсевморпути, готовил себя к научной деятельности. Четырнадцать остальных седовцев являются простыми советскими моряками. Но эти советские моряки сделали все, что было в их силах, для того чтобы наблюдать как можно больше, как можно тщательнее. Их подвиг напоминает подвиги русских полярных исследователей-моряков Лаптевых, Малыгина, Прончищева, Пахтусова, Литке, Макарова, Седова и других — всех тех, кому мы обязаны в основном нашими знаниями об Арктике. Но то, что добыто седовцами, то, что добыто папанинцами, значительно выигрывает оттого, что в своей работе и седовцы и папанинцы опирались на неустанную и важную работу могучего коллектива полярников, созданного нашей великой родиной под руководством великого Сталина.