Геофізичні
дослідження в океанах і морях
До початку 60-х
рр.. геофізичні дослідження в діяльності Гідрографічної служби ВМФ
носили обмежений, епізодичний і головним чином науково-експериментальний
характер.
Початку
широкомасштабного і планомірного вивчення Військово-Морським Флотом геофізичних
полів Землі, в першу чергу гравітаційного і магнітного, сприяли
наступні два чинники: поява радянського атомного підводного флоту і запуск
штучних супутників Землі.
Зі створенням
атомних підводних човнів, здатних здійснювати автономне плавання піді льодами
Арктики, треба було в найкоротший термін провести картографування
Арктичного басейну, до цього найменш вивченого. Завдяки високому ступеню
кореляції між стаціонарними геофізичними полями і рельєфом дна було вирішено
застосувати геофізичні способи дослідження рельєфу, привести аеромагнітную
зйомку і сейсмозондірованіе, що дозволяло за короткий період максимально
охопити найбільшу площу досліджуваної акваторії, виявити найбільш характерні
великі форми рельєфу дна і в результаті раціонально спланувати подробиця
точкових промірних робіт з льоду ехолотів.
Запуск
штучних супутників Землі і поява балістичних ракет викликали
необхідність розрахунку траєкторій їх польоту, що в значній мірі
визначалося знанням з високою точністю параметрів гравітаційного поля Землі
на всій поверхні планети для істотного уточнення її форми і розмірів і
правильного вибору єдиної геоцентричної системи координат. Вимірювання
прискорень сили тяжіння в морях і океанах (на 71% площі всієї поверхні
планети) могло бути здійснено тільки шляхом широкомасштабного проведення
морських гравіметричних зйомок (надводних, підводних, донних, льодових).
Очевидно, що
обидві проблеми за масштабністю, трудомісткості, оперативності і складності
дозволу вимагали концентрації великих зусиль і витрат на державному
рівні.
Після прийняття
відповідних урядових постанов і рішень було розроблено низку
междуведомственних програм і планів, серед яких найбільш важливими стали
п'ятирічні плани Світовий гравіметричної зйомки, які об'єднували сили та засоби
Міністерства оборони (Гідрографічної служби ВМФ і Військово-топографічної
служби ВССССР), Головного управління геодезії і картографії при Раді Міністрів
СРСР, Міністерства геології СРСР, Академії наук СРСР та інших відомств.
Так як історія
розвитку досліджень гравітаційного і магнітного полів в морях і океанах
розрізняється за термінами, то представляється доцільним розглянути її
роздільно по цих двох полів.
Дослідження
гравітаційного поля
Розвиток
гравіметричних досліджень у Радянському Союзі характеризувалося широким
розмахом і планових робіт, які координує в масштабах країни. Перші
гравіметричні зйомки почалися за підтримки Ради Праці і Оборони вже в
1921р. в районі Курської магнітної аномалії. У міру розгортання теоретичних
і прикладних наукових досліджень виявлялася тісний зв'язок гравіметрії з
геодезія, геологія, океанографією та іншими дисциплінами.
У 1927р.
Кримське сильний землетрус повністю зруйнувало Ялту. З'ясовуючи причини
сейсмічності Криму, доцент Московського державного університету (МДУ)
Л. В. Сорокін в 1928-1929гг. виконував гравіметричним зйомку на півострові і
прийшов до висновку про необхідність продовжити вимірювання в море. У липні-вересні
1930 р. на Чорному морі він зробив першу у вітчизняній практиці
експериментальні вимірювання прискорення сили тяжіння з підводного човна.
Експеримент завершився успішно, і надалі Сорокін виконав зйомки з
підводних човнів в Чорному (1933-1935), Японському (1937), Охотському (1937) і
Баренцевому (1947) морях [132, 134, 135]. Його вимірювання відрізнялися досить
високою точністю: як показали сучасні гравіметричні роботи,
систематична похибка зйомок Сорокіна не перевищувала 2мГал, а середня
квадратична - ± 10мГал [51].
У 1932р.
почалися роботи відповідно до урядового Постановою про
організації спільної гравіметричної зйомки СРСР. Для вирішення поставленого завдання
в МГУ почалася підготовка фахівців з гравіметрії, а в Центральному
науково-дослідному інституті геодезії, аерофотозйомки та картографії
(ЦНІІГАіК) вперше в Росії був налагоджений випуск гравіметричної апаратури для
зйомок на суші. В ході спільної гравіметричної зйомки знову виникло питання про
необхідність розширення зйомок на водній поверхні.
З початком
перший маятникових вимірювань на море з підводних човнів умами вчених заволоділа
ідея проведення гравіметричних спостережень на борту надводних суден.
Практично реалізувати її вперше вдалося професору В. В. Фединскому в
1935-1936гг. на баржах і танкерах на Каспійському морі маятниковим приладом,
сконструйованим Л. В. Сорокіним.
Серед військових гідрографів
піонером гравіметричних вимірювань на морі був І. Д. Жонголовіч, багато років
пропрацював в Північній гідрографічної експедиції начальником геодезичного
загону. Вивчивши роботи Венінг-Мейнеса, він ще в 1928р. вперше в "Записках по
гідрографії "висловив думку про можливість проведення гравіметричних вимірювань
на річках, "... помістивши прилад на човні або ще краще на баржі "[133]. У
1935-1938. І. Д. Жонголовіч і студент ЛДУ В. X. Буйніцкі провели досліди по
визначення сили тяжіння маятниковим приладом в морях Північного Льодовитого
океану під час дрейфу криголамних пароплавів "Садко" та "Сєдов" [136].
Результати цих
вимірювань виявилися грубими, але була доведена можливість використання
надводних суден для гравіметричних робіт. У зв'язку з цим В. В. Фединскій писав:
"Тепер для всіх ясна можливість і доцільність надводних вимірювань сили
тяжкості, але свого часу серед геофізиків була гостра дискусія про
принципову можливість використання надводних суден для морських вимірювань
сили тяжіння з достатньою точністю. Практика життя підтвердила правоту
"Надводників" [137].
До 1939р.
маятникова зйомка європейської частини СРСР в основному завершилася. Під
керівництвом М. С. Молоденского в ЦНІІГАіК за матеріалами цієї зйомки вперше в
світі за аномалій сили тяжіння були обчислені ухилення стрімких ліній і
перевищення геоїд для району Московської гравітаційної аномалії, він розробив
теорію і практику визначення фігури геоїд при спільному використанні
астрономо-геодезичних ухилень схилу і карти аномалій сили тяжіння (1937).
Наприкінці 1940-х
- На початку 1950-хгг. на мілководді шельфової зони морів і океанів геологи почали
застосовувати донні гравіметрія, а в ряді наукових установ СРСР почалося вивчення
умов і можливостей виконання морських маятникових вимірювань сили тяжіння на
борту суден різного водотоннажності (1948г. - Державний астрономічний
інститут ім.Штернберга при МГУ (ГАІШ). 1951-1954 рр.. - Інститут океанології АН
СРСР на НДС "Витязь": 1954-1955гг. - ГАІШ на суднах "Слава" і "Апшерон") [55,
138].
4 жовтня
1957р. вперше в історії людства в Радянському Союзі був запущений
штучний супутник Землі. При виконанні балістичних розрахунків з'ясувалося,
що наявних відомостей про параметри гравітаційного нуля і фігуру Землі
недостатньо для надійних розрахунків орбіт польотів штучних супутників Землі
і балістичних ракет, причому найбільш слабо були вивчені акваторії Світового
океану. Вирішення проблем геодезичної гравіметрії (уточнення розмірів і форми
Землі, встановлення єдиної геоцентричної системи координат для всієї планети і
тощо) вимагало створення рівномірної систематичної мережі гравіметричних
пунктів на всій площі Світового океану і надійного контролю за якістю
морських гравіметричних зйомок, у зв'язку з чим Гідрографічна служба ВМФ з
1961р. приступила до систематичного вивчення гравітаційного поля в Світовому
океані.
Наприкінці 50-х
рр.. в НІГШІ також почалися цілеспрямовані дослідження способів використання
геофізичних полів в морській навігації. У 1962-1964 рр.. А. І. Сорокін
теоретично обгрунтував метод визначення місця по рельєфу дна з застосуванням
ЕОМ. У 1964-1967гг. під керівництвом Б. Г. Попова групою фахівців інституту
(Б. А. Дегтярьов, І. Г. Ємельянова, В. С. Єгорова, Р. Б. Семевський, Л. В. Смоліна,
Е. И. чорнобурої, В. Д. Чумаков та ін) були проведені дослідження з використанням
гравітаційного і магнітного полів для морської навігації, обгрунтована
можливість визначення місця судна в навігаційно-геофізичної полігоні. Були
розроблені основні вимоги до характеристик полігонів та бортовим датчикам
вимірювань параметрів полів, методи і засоби створення полігонів. У
1963-1965гг. А. Г. Герболінскій, Г. А. Левит, С. Я. Рожецкій виконали теоретичні
дослідження та оцінку впливу аномалій сили тяжіння, ухилень стрімкої лінії,
перевищень Геоїд над референц-еліпсоїдом на роботу інерційних навігаційних
систем. Вони показали, що в певних умовах похибки вироблення
основних навігаційних параметрів, обумовлені "геодезичними
невизначеностями ", можуть бути рівні або більше інструментальних похибок
цих систем. В 1970р. Б. Є. Іванов вказав на необхідність обліку кривизни Геоїд
в океані при рішенні навігаційних завдань [139, 140). В 1971р. Б. Г. Попов
обгрунтував ідею використання гравіметричних даних для забезпечення
навігаційної безпеки плавання, яку в подальшому розвинули
І. Г. Ємельянова, В.II.Леньков, С. Н. Процаенко. Фахівці інституту Є. А. Денесюк,
І. Г. Ємельянова, II.І.Малеев, Б. Г. Попов, В. Д. Чумаков та інші обгрунтували
можливість визначення швидкості ходу і широти місця судна але гравітаційного
полю. У 1970-1980рр. під керівництвом В. Д. Чумакова був детально розроблений
математичний метод розв'язання задачі визначення координат місця в полігонах з
застосуванням бортової ЕОМ, обгрунтовані критерії вибору полігонів і практично
реалізований спосіб визначення місця по рельєфу дна і гравітаційного поля
спільно з розробниками навігаційного комплексу.
Науково-теоретичні
та експериментальні дослідження НІГШІ методично забезпечили і активізували
проведення геофізичних робіт на флотах. У 1964р. в експедиціях були
сформовані геофізичні загони. Для надання допомоги в прискореної підготовки
високопрофесійних кадрів в інституті проводилися короткострокові навчальні
збори офіцерів геофізичних загонів експедицій, в училищі вводилися нові
поглиблені програми навчання курсантів-гідрографів.
До початку 60-х
рр.. загальне уявлення про геофізичних полях і рельєф дна Арктичного
басейну базувалося на окремих випадкових вимірах, отриманих шляхом дрейфу
полярних станцій і криголамних суден (СП-1 в 1936-1938 .. СП-2 в 1950-1951рр.,
СП-3 в 1954-1955гг., "Георгій Сєдов" в 1937-1938.), А також в 1954-1959гг.
при посадках літаків на лід в період виконання різних досліджень.
Активну участь у цих роботах брали і військові гідрографи Н. М. Аносов,
А. Н. Воронов, Р. І. Гоноровський, Р. А. Дубовик, А. А. Мазепа, М. Ф. Пермінов,
А. Я. Свердлов, А. Г. Светлов, П. Н. Селіванов, А. І. Сорокін, І. В. ситинські та ін До
той час був відкритий хребет Ломоносова, були окремі спостереження (близько
500пунктов) гравітаційного і магнітного полів.
У 1961р. на
льодової базі ААНІІ СП-13 було розгорнуто першу високоширотних повітряна
експедиція Північного флоту під керівництвом начальника СГЕ СФ Л. І. Сенчури.
Результати
перший геофізичних вимірювань були хоч і скромними, але обнадійливими.
Магнітні вимірювання, зроблені в 171 точці кварцовими магнітометри (QНМ і
М-2 і магнітної варіаційної станцією, виконувалися за програмою абсолютного
магнітного пункту. Сейсмозондірованіе (в 13 пунктах) здійснювалося
24-канального сейсморозвідувальних станцією СС-24П. Гравіметрична зйомка (на 79
пунктах) проводилася з льоду під час посадок літаків АН-2 і вертольотів
МИ-4 сухопутними гравіметрія ДАК-Зм і ДАК-4м одночасно з вимірюваннями 3-маятниковим
приладом з фотореєстрації ММП-П, розміщеним в основному льодовому таборі
експедиції. Робота маятникового приладу періодично контролювалася шляхом
прив'язки авіарейсами до берегових гравіметричним опорним пунктам.
Для
аеромагнітной зйомки з борту літака ІЛ-14 використовувалися аеромагнітометри
АМ-13 і АЕМ-49. Координування зйомки забезпечувалося астрономічним (теодоліт
ВІД-02) та радіодальномерним (за допомогою РНС "Рим") способами.
У 1962-1963рр.,
завдяки результатам аеромагнітних зйомок, вдалося виявити передбачуване
місце розташування невідомого серединно-океанічного хребта, де були
зафіксовані сильні магнітні аномалії. Сейсмозондірованіе дозволило
визначити генеральний напрямок його ймовірного простягання, а експедиція
1965р. підтвердила його фактичну наявність і частково досліджувала. Це стало
науковим відкриттям світового масштабу, що було засвідчено на Другому
океанографічне міжнародному конгресі в 1966р.
З 1962 по
1989р. Гідрографічної службою ВМФ було проведено 28 високоширотних повітряних
експедицій. Геофізичних досліджень у різні роки керували командири
геофізичних загонів (партій): А. М. Абакумов, С. Ф. Бойцов, Б. В. Буланов,
С. Н. Гудков, К. С. Гудковіч, В. Б. Детінін, Р. А. Дубовик, С. М. Єрьомін, П. М. Єршов,
Н. Н. Замятін, Ф. В. Кузін, Ю. А. Курочкін, М. І. Кріштаповіч, А. П. Макорта,
В. А. Мітюхляев, О. М. Нікандров, В. В. Ніколайчук, В. І. Пеліпко, Н. К. Тимошенко,
Н. Г. Ягодніцин та інші.
У березні-квітні
1969р. гідрографи Тихоокеанської океанографічної експедиції (В. І. Єгоров,
Е. Г. Георгов, Ю. В. Горбунов, В. Д. Міщенко та ін) виконували аналогічні
дослідження на дрейфуючій льоду Чукотського моря (350пунктов гравіметричних
вимірювань, 307 - магнітних, 40-сейсмозондірованій).
Досягнення
геофізичних досліджень стали можливими завдяки героїчній праці
полярних льотчиків, таких, як В. А. Борисов, В. Ф. Брикін, М. С. Васильєв,
Я. Я. Дмитрієв, Ю. Г. Журавльов, Е. А. Карпов, Б.3.Ковченков, А. К. Кошман,
Н. Г. Кривошеєв, І. А. Левандовський, Н. І. Лисенко, Н. М. Троценко, А. Г. Халін,
М. І. Шмельов та інших.
З кожним роком
в міру впровадження більш сучасної геофізичної апаратури удосконалювалися
способи геофізичних досліджень, накопичувався досвід геофізичного вивчення
Арктичного басейну, підвищувалися кваліфікація та майстерність гідрографів
Північній гідрографічної експедиції. Відповідно зростали обсяги
геофізичних спостережень (рекордним став 1983р., коли були зроблені
спостереження: гравіметричні - на 2491пункте, магнітні - на 2456пунктах,
сейсмічні - на 1008пунктах). Безумовно, настільки успішному проведенню
геофізичних досліджень у великій мірі сприяли
науково-теоретичні розробки співробітників різних інститутів (перш за все
НІГШІ, НІІГА, ЦНІІГАіК та ін): А. В. Іванова, А. М. Карасика, Ю. Г. Кисельова,
Г. І. Ноздрин, В. А. Літинського, А. Г. Пожарського, Б. Г. Попова, П. Н. Селіванова,
О. Г. Щелованова, С. М. Щербакова та інших. Спочатку при проведенні зйомок з льоду
керувалися Інструкцією з наземної гравітаційної розвідки Міністерства
геології СРСР, але вона не враховувала умови роботи на дрейфуючій льоду. В 1971р.
на основі накопиченого досвіду і теоретичних досліджень ГУНіО МО [141-144 і
др.] була видана Інструкція з гравіметричної зйомці з льоду [145].
За стійкість,
мужність і досягнуті високі результати в ході проведення першого арктичних
експедицій ряд військових гідрографів, що займалися геофізичними дослідженнями,
були нагороджені орденами і медалями. Їх напружена праця, як і всіх
полярників, був пов'язаний з постійним ризиком для життя не тільки під час
первинних посадок літаків на торосістий, з розлученням дрейфуючий лід, але навіть
в короткі години сну (як правило, не більше 4-6 годин на добу протягом
двох-трьох місяців) в наметі, під якою в будь-яку хвилину могла раптово
утворитися льодова тріщина всепоглинаючої океанської безодні.
Результати
вивчення геофізичних полів Землі в Північному Льодовитому океані виявилися до цього
день в порівнянні з іншими океанами найбільш достовірними та повними. Крім
загальнонаукового та військово-прикладного призначення вони широко використовуються при
створення різного роду геологічних карт, а також при вирішенні
міжнародно-правових проблем обгрунтування зовнішніх кордонів континентального
шельфу Росії в Північному Льодовитому океані.
Особливу сторінку
в історії геофізичних досліджень Військово-Морського Флоту вписали гідрографи
Північній гідрографічної і Тихоокеанської океанографічної експедицій (ТОЕ) в
дальніх океанських походах на підводних човнах. Доак було зазначено вище, для
уточнення форми і розмірів Землі вимагали проведення гравіметричних
вимірів на всій акваторії Світового океану. Якщо такі виміри з необхідною
точністю і подробицями в Північному Льодовитому океані регулярно проводилися з
дрейфуючого льоду вже з 1962р., то для відкритих віддалених районів
Атлантичного, Тихого і Індійського океанів необхідну точність гравіметричних
вимірів на той час можна було досягти тільки за допомогою маятникових
спостережень з підводних човнів.
Восени 1968р.
дизельний підводний човен Тихоокеанського флоту зробила тривале плавання в
північній частині Тихого океану. Маятникові вимірювання приладом ММП-П під
керівництвом В. П. Строєва вперше виконували в цьому поході військові гідрографи
В. І. Федотов (ТОЕ) та А. Г. Иевлев (НІГШІ). В результаті були проведені вимірювання в
80пунктах за маршрутом довжиною близько 10000 миль. Початок був покладений,
був придбаний необхідний практичний досвід, який успішно використовувався в
наступних походах.
У 1969р. вже
два дизельні підводні човни (Північного і Тихоокеанського флотів) майже
одночасно вийшли в море. Їх маршрути були прокладені через Атлантичний і
Тихий океани в Індійський. Гравіметричні партії в кількості 3-4 гідрографів
на кожному кораблі виконували вимірювання приладами ММП-П. До 1983р. подібні
походи на СФ і ТОФ відбувалися майже щорічно. Усього було скоєно близько двох
десятків походів підводних човнів, під час яких виконано більше
2000подводних маятникових спостережень на пунктах, рівномірно розподілених але
всій акваторії Світового океану. Виробництвом вимірювань на підводних човнах
керували командири гравіметричних партій: В. Л. Бачкіс, В. В. Бєлов,
Б. І. Богданов, В. П. Боровий, Б. В. Буланов, В. Б. Детінін, В. Б. Глєбов, В. І. Єгоров,
Н. А. Замятін, В. Г. Зімічев, В. І. Зиков, В. М. Козлов, В. В. Кочегін, Ю. А. Кунреев,
А. С. Лисенко, В. Д. Міщенко, М. І. Морозов, О. М. Нікандров, С. М. Миколаїв, В. А. Покотілов,
А. Г. Тихонов, В. І. Федотов, Я. В. Філіппов, Л. І. Філонов, В. П. Шанін та інші.
Деякі з них брали участь у кількох походах, багато удостоєні
урядових нагород.
Ще в
1965-1966. Е. Ф. Кузьмін, Б. О. Попов, І. Д. Понявін (НІГШІ), використовуючи експериментальні
зразки гравіметрія типу ГАЛ (прототип МЕФ), довели можливість проведення
підводних гравіметричних зйомок з атомних підводних човнів. Це дозволило
гідрографа СЄЕ (А. К. воловини, В. А. Васильцова, В. Б. Детініну, Ю. С. Еудковічу,
Н. М. Кузьміна, В. В. Ніколайчук, В. І. Лемешева, В. С. Прохорову, Ю. Е. Рожкову,
І. В. Сєдову, А. В. Чічаеву, М. А. Ельгорту та іншим) у походах на атомних підводних
човнах піді льодами Арктики поєднати проведення маятникових спостережень і
гравіметричних вимірювань. Завдяки площинних зйомок вдалося істотно
деталізувати інформацію про характер гравітаційного нуля на окремих
ділянках і значно уточнити результати дискретних зйомок з льоду. Особливо
цінною була ця інформація в аномальних і високоградіентних районах рифтових зон,
а також на кромках льодових полів, де через сильні переміщень льоду виконати
необхідні вимірювання авіадесантної способом не вдавалося.
У 1966р.
гідрографи ТОЕ (Н. В. Безруков, В. І. Єгоров, Є. А. Свинаренко та ін) під
керівництвом геологів першими в Гідрографічної службі ВМФ виконали
комплексні геофізичні дослідження (електророзвідки, гравіметрична і
магнітна зйомки) з борту гідрографічних суден "Охотськ" (суднові маятникові
вимірювання приладом ММП-П), "Румб" (43пункта донної гравіметричної зйомки) і
"ЄС-68" в Пенжінской губі Охотського моря. Два роки по тому донну зйомку почали
гідрографи-североморци (Р. А. Дубовик, В. І. Зиков, В. П. Метлюхов, О. А. Сухих та ін)
з гісу "Буйреп" біля острова Кільдін в Баренцевому морі (52пункта).
Надалі
через малу продуктивність і велику трудомісткість донна гравіметрична
зйомка, незважаючи на порівняно високу точність, виконувалася, як правило,
для стикування сухопутної і морської надводної зйомок в обмежених для плавання
мілководних прибережних районах в основному на Північному флоті.
Систематичні
суднові гравіметричні вимірювання гідрографи Атлантичної океанографічної
експедиції (АОЭ) почали в 1967р., СГЕ - у 1969р., ОЕЧФ - у 1970р., а ТОЕ - в
1975р. після появи перших зразків набортних морських гравіметрія.
Проведення морських суднових маятникових вимірювань було можливим лише за
незначне хвилювання моря (не більше 2баллов), тобто під час стоянки суден
біля причалів, на якорі або при невеликому дрейфі, наприклад в льодах. Тому вони
були малоефективні і служили, завдяки порівняно високої точності
вимірювань збільшень сили тяжіння, засобом для еталонірованія морських
набортних гравіметрія.
До 70-х рр..
суднові маятникові вимірювання виконувалися приладами ММП-П. В 1971р. вони були
замінені серійно випускаються автоматизованими маятниковим приладами АМП-1.
Наприкінці 80-хгг. їх змінили демпфірованние маятникові прилади ПДМ.
Розвиток
морських гравіметрія йшов шляхом розробки високочутливих датчиків і
гіростабілізований платформ для них. До середини 80-хгг. на суднах
Гідрографічної служби ВМФ найбільш широко використовувався морський
гіростабілізований гравіметрія з фотореєстрації МГФ. З введенням в дію
вітчизняної супутникової навігаційної системи і нового автоматизованого
морського гравіметричної комплексу МГК точність гравіметричних зйомок у
відкритому океані зросла в два-три рази при одночасному збільшенні її
продуктивності.
Поряд з
названими гравіметрія застосовувалися (в основному в початковий період як
експериментальні зразки) Різноманітні гравіметрія закордонного виробництва
(ТССГ-67, 085-2, КСМ-5), а також вітчизняні (ГМН-К, ГМН-72 та ін.)
До середини
70-хгг. суднові гравіметричні вимірювання проводилися, як правило, попутно з
промірів на окремих маршрутах відповідно до виданих ГУНіОМО в 1971р.
інструкціями по морській гравіметричної зйомці, використання маятникового
приладу АМН-1 і гравіметрія МГФ (Б. X. Ганеев, В. С. Єгорова, А. Г. Иевлев,
А. В. Іванов, Б. Г. Попов, С. М. Щербаков, В. Н. Хоробрих) [146-148].
Основні обсяги
площинних гравіметричних зйомок були виконані, починаючи з середини 70-хгг.,
на океанографічних дослідних судах великої водотоннажності: "Абхазія",
"Аджарія", "АкадемікКрилов", "АдміралВладімірскій", "АндрейВількіцкій",
"Башкирія". "ВасілійГоловнін", "ВладімірКаврайскій", "ІванКрузенштерн"
"ЛеонідДемін", "ЛеонідСоболев", "СеменДежнев", "ФаддейБеллінсгаузен", а також
на гідрографічних судах "Горизонт" і "НіколаеМатусевіч".
Найбільший
внесок у проведення зйомок внесли (крім вищеназваних гідрографів)
гідрографи-балтійці: А. Н. Баршай, В. М. Батіг, А. В. Борик, А.3.Голубев,
С. Н. Гузевіч, С. Б. Зюбровскій, К. В. Ковальчук, І. М. Кочетов, А. Д. Мірошников,
А. В. Мостовський, С. В. Процаенко, Б. М. Російський, В. І. Риков, В. М. Хвіюзов,
С. Б. Чернобродов та ін; гідрографи-тіхоокеанци: С. У. Анучин, В. Д. Євсєєнко,
А. Ю. Барков, Л. В. Зайцева, В. О. Мятелков, А. П. Пригода, А. П. Сердюченко,
Т. М. Целоусова та ін; гідрографи-североморци: С. В. Бехтольд. С. Бурштейн,
Ф. В. Васильєв, В. Грачов, В. Г. Горбатов, А. П. Макорта, Г. Н. Правдин, Н. І. Підгорний,
И. Н. Полторацький, В. М. Сошілов, А. В. Тарасович, А. П. Шарапов та ін;
гідрографи-чорноморці Н. І. Догадіна, Ю. Д. Голубєв, П. М. Єршов, В. В. Залеський,
В. А. Зимоглядов, В. П. Кравіньо, В. М. Мартінято, І. Б. Мернін, А. Б. Моїсеєв,
Г. В. Михальчук, А. Д. Мовчанюк, Б. П. Савельєв, В. С. Пархоменко, І. Н. Пшеничний,
А. І. Тунік, В. Д. Хмельницький, А. К. Федоренко, В. В. Фролов, В. І. Хоменко та ін
Нижче наведено
сумарний обсяг морських надводних гравіметричних вимірювань, виконаних
експедиціями ГСВМФ.
Експедиція
Період робіт
Кількість пунктів
Північна гідрографічна
1962-1992, 1995
168000
Тихоокеанська океанографічна
1966-1988
220000
Атлантична океанографічна
1967-1988
358000
океанографічна чорноморська
1970-1991
188000
Всього ГС ВМФ
1962-1995
934000
Зібраний військовими гідрографії та іншими
фахівцями-гравіметрістамі нашої країни масив даних про характер
гравітаційного поля в Світовому океані спільно з матеріалами супутникових і
астрономо-геодезичних вимірювань послужив основою створення сучасної єдиної
геоцентричної системи координат та вирішення інших прикладних задач.
Дослідження
магнітного поля
Дослідження
військовими гідрографії магнітного поля Землі в океанах і морях мають давню
історію.
На початку століття
за пропозицією Петербурзької академії наук і завдяки ініціативі колишнього
військового моряка академіка М. А. Рикачева (директора Головної геофізичної
обсерваторії) була організована генеральна магнітна зйомка території Росії.
За 5лет (1910-1914) були проведені наземні та трикомпонентні магнітні
зйомки в 376пунктах, у тому числі і уздовж морського узбережжя Росії [149].
У зв'язку з
початком першої світової війни обсяг робіт різко скоротився. Головне
гідрографічне управління і Магнітна комісія Академії наук, прекрасно
розуміючи важливість повторних спостережень на магнітних пунктах для визначення
вікового ходу елементів геомагнітного нуля, доручили начальнику експедиції
Північного Льодовитого океану (з 1920р.) Гідрографи-геодезист Н. В. Розе зробити
маршрутний об'їзд північного району зйомки. У 1918-1921рр. він визначив 52 пункти
в Петроградській, Новгородської, Олонецькій, Вологодської та Архангельської
губерніях. У 1921р. Розе вперше визначив три магнітних пункту на північному
острові Нової Землі - на льодовику Норденшельд, в бухті Бітний н в затоці
Злагоди. На пунктах спостерігалися магнітне відхилення і нахил,
горизонтальна, вертикальна, північна і західна складові геомагнітного
поля, а також визначалося повне напруження поля Т *. Виміряні параметри були
приведені до епохи 1920р. [1501.
До початку 20-х
рр.. на півночі Росії було вже до 500пунктов магнітних вимірювань, виконаних
в основному російськими гідрографії. Для приведення їх до однієї епохи потрібна була
постійна магнітна обсерваторія. У 1923р. Н. В. Розе побудував магнітну
обсерваторію на острові Нова Земля у східного входу до протоки Маточкин Куля. З
15сентября 1923р. тут почалися постійні спостереження абсолютних значень
відмінювання, способу і напруженості нуля. У наступні роки такі ж
магнітні обсерваторії були створені в цілому ряді пунктів на північному узбережжі
Росії від кордону з Норвегією до Берингової протоки, а також на одному з
островів Землі Франца-Йосипа [149, 151].
На початку 1920р.
Н. Нікольський склав нову карту відмінювання для Каспійського моря на епоху
1920р., Для чого використав каталог з 130пунктов, куди увійшли спостереження
Н. А. Івашінцова, Н. Л. Пущина, М. А. Рикачева, І. Б. Шпіндлер, Д. А. Смирнова та ін
[152].
У 1923р. по
ініціативи Головної геофізичної обсерваторії (ГГО) при ній був сформований
геомагнітний відділ, основним завданням якого були підготовка і проведення
на території СРСР генеральної магнітної зйомки. На організацію зйомки
потрібно сім років, протягом яких були підготовлені кадри, апаратура,
складено план зйомки і утворена служба вікового ходу. Для керівництва зйомкою
ГГО створила особливий бюро генеральної магнітної зйомки. У 1925-1937гг. його
очолював Н. В. Розе [153].
Відповідно
до постанови Ради Народних Комісарів від 21 серпня 1930р. генеральна
магнітна зйомка, призупинена в 1917р., була продовжена. У 1932р. по
ініціативою М. В. Розе створюється Інститут земного магнетизму, який у подальшому
виріс у великий науковий заклад країни - Інститут земного магнетизму,
іоносфери і розповсюдження радіохвиль Академії наук СРСР (ІЗМІР АН).
До 1925р. в
Росії складалися магнітні карти тільки на окремі райони. Інститут
земного магнетизму створив перший магнітні карти на територію всього Радянського
Союзу і його окраїнних та внутрішніх морів для епохи 1925р. У зв'язку з украй
нерівномірним розташуванням пунктів спостережень (їх було мало в східній частині
країни) ізолінії в азіатській частині СРСР на цих картах давали лише саме
поверхневе уявлення про розподіл елементів земного магнетизму у цьому
районі [149]. До 1950р. вся територія Радянського Союзу була покрита новими
магнітними пунктами, число яких досягло 26000. При виконанні генеральної
зйомки використовувалися вітчизняні магнітометри М-1 і М-2 [149]. Результати
зйомки сприяли вирішенню багатьох наукових і практичних завдань і внесли
вагомий внесок у складання світових магнітних карт.
Військові
гідрографи в 1930-хгг. визначали трикомпонентні пункти в прибережній зоні і
відмінювання у відкритому морі.
При складанні
світових магнітних карт виникла гостра необхідність у проведенні регулярних
вимірювань елементів магнітного поля Землі на всій акваторії Світового океану.
Перші компонентні вимірювання в море були здійснені інститутом Карнегі (США)
з 1905 по 1929р. на дерев'яній Бригантина "Галілей" і немагнітному яхті
"Карнегі". Магнітні спостереження проводилися в окремих точках із середнім
відстанню між ними близько 200 км за маршрутом плавання. На обох судах
вимірювалися відмінювання, нахил і горизонтальна складова магнітного поля
Землі в Тихому, Атлантичному та Індійському океанах. До 1929р. загальна кількість
певних пунктів за всіма елементами досягла близько 7500.
Після загибелі
"Карнегі" у 1929р. морські магнітні дослідження в інших країнах більше не
вироблялися до введення в дію в 1953р. радянської немагнітному шхуни "Зоря".
Головною причиною такого становища була відсутність надійних приладів,
дозволяли вимірювати магнітне поле Землі в умовах качки судна, і спеціальних
судів, тому що одержати достовірні вимірювання на суднах з металевими
корпусами було неможливо [154].
З 1953р.
почався новий етап інтенсивного вивчення магнітного нуля Землі у водах Світового
океану, пов'язаний з плаваннями радянського немагнітного
науково-дослідного судна "Зоря". Парусно-моторна шхуна "Зоря"
водотоннажністю 630т була побудована в 1952р. у Фінляндії з немагнітних
матеріалів, а двигун, наукове обладнання і його монтаж були зроблені в СРСР.
З 1953 по 1955р. судно проходило дослідну експлуатацію, в період якої
виконувало магнітні зйомки в Балтійському, Північному, Норвезькому і Баренцевому
морях, а в 1956р. здійснило першу велике плавання в Північну Атлантику. Під
час плавань "Зорі" визначалися чотири елемента магнітного поля Землі:
відмінювання D, нахил J, вертикальна складова Z і вектор індукції Т.
Виміри проводилися на ходу безперервно. До 1985р. "Зоря" виконала
25експедіціонних рейсів у всіх океанах і багатьох морях. Зйомка була виконана
на галсами загальною довжиною 356815 миль (660108км). У 1959р. програма
досліджень "Зорі" поповнилася іоносферних спостереженнями й вимірами
нейтронної складовою космічних променів, а з 1968р. протягом 10 років
одночасно з магнітними проводилися і гравіметричні вимірювання [154].
За матеріалами
НІС "Зоря" були істотно уточнені уявлення про глобальну
просторової структури магнітного поля Землі в океанах, вперше виявлені
особливості аномального магнітного поля в окремих регіонах та отримані
відомості про його вікових змінах. В результаті досліджень, виконаних на
"Зорі" і за проектом "Магніт" (глобальна аеромагнітная зйомка американськими вченими,
була підвищена точність світових карт елементів геомагнітного поля, зокрема
карт схилення до 0,5 ° [155].
Зазначені вище
обставини, а також різко підвищені технічні можливості виконання
морських магнітометричних вимірювань визначили глибокий інтерес до
дослідженням і активізували вивчення геомагнітного поля Світового океану.
На початку
1960-хгг. гідрографічні експедиції ВМФ почали морські зйомки вектора
індукції геомагнітного поля Т з надводних суден. На судах Гідрографічної
служби ВМФ проводилися спільні роботи гідрографів і фахівців НІІГА і
ІЗМІРАН. Так, у 1962р. на ЕОС "Крузенштерн" НІІГА експедиція на чолі з
професором Р. М. Деменіцкой виконала за допомогою експериментального
ферозондовий магнітометр зйомку вектора індукції Т за маршрутом переходу та
над банкою Метеор в Атлантичному океані. У цьому ж поході проводився
експеримент по зондування природного електричного поля.
У початковий
період при виробництві зйомок використовувалися одиничні зразки зарубіжних
морських магнітометрів й макети приладів, виготовлені гідрографії (наприклад,
такий макет у 1968р. був створений в Атлантичній океанографічної експедиції
під керівництвом С. Н. Гузевіча) [156]. У 1970-х рр.. в гідрографічних
експедиціях стали застосовувати квантово-оптичні магнітометри КМ-2М, випущені
малою серією Спеціальним конструкторським бюро фізичного приладобудування
АНСССР. Однак масові магнітні зйомки почалися тільки з 1977р., Коли на
флоти надійшли серійні протонні буксирувані магнітометри МБМ-1.
Морську
магнітну зйомку виконували, як правило, попутно в комплексі з іншими
гідрографічними роботами.
До середини
1980-х рр.. магнітні вимірювання регламентувалися інструкцією але морський
магнітної зйомці видання 1972р. (Р. Б. Семевський, Є. І. чорнобурої). У міру
накопичення досвіду досліджень [157-163] і появи нової магнітометричною
апаратури виникла необхідність переробки цього документа і в 1987р. вийшла
у світ нова Інструкція з морської магнітної зйомки (ІМ-86). складена
С. Н. Гузевічем, Б. Н. Дьоміним, Т. М. Кулагіної, В. Д. Міщенко та К. Г. Створив.
Як вже
зазначалося, Північна гідрографічна експедиція приступила до магнітних зйомок
на морі в 1961р., а Атлантична - у 1962р. Тихоокеанські гідрографи вперше
стали брати участь у виконанні морських магнітних зйомок у 1966р .*
, А чорноморці - у 1973р.
До 1991р.
гідрографи Північного флоту в Північному Льодовитому океані визначили з льоду
відмінювання О, горизонтальну складову геомагнітного нуля Н, вертикальну
складову Z і вектор індукції T більш ніж в 22000 пунктів на площі
4241тис.кв.км, аеромагнітная зйомка для визначення вектора Т проведена на
площі 4611тис.кв.км, було визначено декілька сотень пунктів з виміром
чотирьох компонент геомагнітного поля на узбережжях полярних морів. Ні в одному
океані нашої планети, крім Північного Льодовитого, немає такої докладної і
сучасної компонентної магнітної зйомки по всій його акваторії.
Загальний обсяг
морської магнітної зйомки, виконаної експедиціями Гідрографічної служби ВМФ
у всіх океанах і окраїнних морях Росії за допомогою буксирувані Т-магнітометрів,
наведено в таблиці.
Експедиція
Період робіт
Обсяг робіт, лин. км
Північна гідрографічна
1976-1990
600000
Тихоокеанська океанографічна
1966-1990
1270000
Атлантична океанографічна
1962-1990
2233000
океанографічна чорноморська
1973-1990
946000
Всього ГС ВМФ
1962-1990
5049000
У таблиці наведено обсяги зйомок,
виконані одночасно з промірів при обстеженні рельєфу дна на великих
площах. Крім того, морська магнітна зйомка виконувалася і на маршрутах
переходів в райони досліджень і назад в базу, що в сумі склало ще
1722тис.лін.км.
Зібраний
військовими гідрографії великий матеріал про характеристики геомагнітного поля в
Світовому океані використовується при вирішенні різних наукових та прикладних задач.
У 1966р. була вип
