какие ученые занимаются изучением океана
Знаменитые исследователи мирового океана
Мировым океаном называют воды, окружающие материки и острова. В понятие входит Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый, а с 2000 года также Южный океан, вычлененный из части трех соседних водоемов по 60-й параллели. Исследователями мирового океана в разное время были различные народы, но каждый из них внес свой вклад в науку, в том числе географию.
Общая информация
Первыми исследователями были мореплаватели: финикийские купеческие экспедиции и драккары викингов бороздили просторы Атлантики в доколумбовскую эпоху, но, к сожалению, в истории не сохранились имена многих первопроходцев тех времен. В конце XV века в Европе началась эпоха Великих географических открытий, во время которых на примитивных картах появились очертания неизвестных ранее объектов.
Вплоть до XIX века мировой океан изучался поверхностно и ограничивался описанием и нанесением на карты новых материков и островов. Во время антарктической экспедиции 1830−40 гг. шотландцу Джеймсу Россу впервые удалось сделать измерения океанских глубин. Позже благодаря изобретению лота Брука американский морской офицер и океанолог Метью-Фонтейн Мори, прозванный «следопытом моря», в середине XIX в. составил первую батиметрическую карту северной Атлантики.
В 1872 г. снаряжена первая научная океанографическая экспедиция на корвете «Челленджер» («Бросающий вызов»), занявшая три с половиной года. За время экспедиции участники «Челленджера» делали пробы грунта со дна мирового океана и замеряли его глубины. В том числе англичанам удалось сделать первые замеры самой глубокой точки Марианской впадины — бездны Челленджера, названной так в честь экспедиции. Материалы экспедиции обрабатывали 70 ученых в течение 20 лет, результатом их работы стало 50 томов океанических исследований.
В 40-е годы ХХ в. изобретение акваланга позволило человеку погружаться под воду. Его придумали французские исследователи Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян. В ХХ веке появились батискафы и батисферы — самоуправляемые судна, позволяющие опускаться на морские глубины. Во 2-й половине ХХ века с помощью метода эхолокации — отражению сигналов разной частоты — ученые составили подробные карты дна, открыли основные формы рельефа. В конце 70-х на орбиту Земли были запущены первые океанографические спутники, позволившие наблюдать за океаном из космоса.
Одним из наиболее известных океанологов XX в. был Жак-Ив Кусто, снявший множество научно-документальных фильмов о подводных глубинах. По его словам, однажды он увидел в магазине подводные очки, нырнул с ними и понял, что отныне вся его жизнь принадлежит океану.
Кроме акваланга, капитан Кусто изобрел водонепроницаемые камеры и осветительные приборы для подводной съемки, а также первую подводную телевизионную систему. Но даже новейшие разработки не позволили изведать многие тайны. Например, даже сейчас только около 5 процентов мирового океана изучено.
Исследователи Тихого океана
Первые европейцы, познакомившиеся с Тихим океаном, − Васко Нуньес и Фернандо Магеллан. Во время их путешествий были фрагментарно описаны очертания береговых линий, флора и фауна, климат, ветра и течения тихоокеанского бассейна.
Испанский конкистадор и колонизатор Васко Нуньес де Бальбао в 1513 году первым из европейцев пересек Панамский перешеек и достиг Тихого океана. Он назвал его «Южным морем». Несколькими годами позже в акваторию Тихого океана вышел португалец Фернандо Магеллан, осуществивший первое в мире кругосветное путешествие, в котором, к сожалению, и погиб. Из-за на удивление спокойной погоды в течение почти 4 месяцев плаванья путешественник назвал его «Тихим». Так название и вошло в историю. Позже океан предлагали называть «Великим», или «Восточным», но прижившееся определение «Тихого» не удалось искоренить.
В дальнейшем Тихий океан исследовали экспедиции Крузенштерна, Беллинсгаузена и других мореплавателей. К концу XIX века исследования обрели комплексный характер. Благодаря им были выявлены особенности ландшафта дна Тихого океана. Применение сейсмографа чуть позже позволило обнаружить тихоокеанское сейсмическое кольцо.
Изобретение аквалангов и батискафов позволило человечеству добраться до самых глубоких уголков океана, например до бездны Челленджера, расположенной в Марианской впадине. Впервые в нее спустились:
Совместная операция прошла 23 января 1960 года на батискафе «Триест». В 2012 г. сюда же (третьим в истории и первым в одиночку) погрузился знаменитый голливудский режиссер и продюсер Джеймс Кэмерон, снявший научно-документальный фильм «Путешествие к центру Земли».
Изучение Индийских вод
Письменные свидетельства о путешествиях по Индийскому океану оставили португальцы Бартоломео Диаш и Васко да Гамма (они стали первыми европейцами, которым удалось достичь морским путем вод Индийского океана), арабский ученый Ибн Баттута, византиец Марок Поло, голландский купец Абель Тасман, открывший миру Австралию и Новую Зеландию, англичанин Джеймс Кук, русские мореплаватели Лазарев и Беллинсгаузен и многие другие.
Воды Индийского океана также не обошла вниманием первая экспедиция «Челленджера» в 1872—1876 гг. г., составившая первую карту его глубин и собравшая коллекцию глубоководных животных. В 1886—1889 свои исследования в бассейне Индийского океана вела российская кругосветная экспедиция под руководством Степанова Макарова на корабле «Витязь».
В последние годы измерение океана ведется с помощью космических спутников, по результатам которых были выпущены батиметрические атласы мирового океана с точностью глубины ±100 м. Поэтому изученность вод стало намного больше.
Воды Атлантики
Атлантический океан тесно связан с именами мореплавателей Бартоломео Диаша, Христофора Колумба, Джона Кабота, Фернандо Магеллана, Васко да Гамы, Америго Веспуччи.
В попытке найти морской путь в Индию генуэзец Христофор Колумб в 1492 г. открыл Америку, и хотя он до последнего считал, что приплыл по месту назначения, это не умаляет значения его путешествия. Позже другому известному путешественнику, флорентинцу Америго Веспуччи удалось доказать, что речь идет не об окраинных землях Азии, а о целом новом, неизвестном ранее континенте.
Освоение Атлантики продолжалось в XVI и XVII вв., значительно дополнившись в Новом времени трудами Джона Кука, Крузенштерна и многих других людей.
Северный Ледовитый
Долгое время Северный Ледовитый океан считался морем. Известен он был давно, но только в XIX веке благодаря трудам Нансена удалось доказать его статус океана — небольшого, но очень опасного.
Изучению Арктики посвятил жизнь голландский мореплаватель Виллем Баренц, в честь которого названо Баренцево море. Кстати, он тоже искал путь в Индию, только уже не со стороны Атлантики, а вдоль северного побережья Евразии. В 1648 году русский казак Семен Дежнёв нашел пролив между евразийским и североамериканским континентами, известный ныне как Берингов (пролив позже повторно открыл датчанин на российской службе Витус Беринг в 1728 г.).
Первооткрывателями моря Лаптевых в Северном Ледовитом океане стали двоюродные братья Харитон и Дмитрий, фамилия которых и дала название морю. С полярными исследованиями связано имя еще одного известного русского мореплавателя — Семена Челюскина, открывшего крайнюю точку Азии, названную в его честь.
Свою лепту в исследование океана вложили иностранные путешественники:
Это люди, исследовавшие берега Канады и Гренландии.
Позже на дрейфующих льдинах удалось установить научные станции, позволившие лучше изучить рельеф океанского дна.
Тем не менее, несмотря на старания ученых, только 3−7 процентов океана изучено. В 2018 году ученые искали новую самую большую глубину, хотя на данный момент ею все же считается Марианский желоб.
Морские рейсы и работа с большими данными: как устроена профессия океанолога
Мировой океан покрывает 70% Земли, а его глубины до сих пор мало изучены. Как устроена работа океанолога и что нужно знать и уметь, чтобы стать таким учёным?
Мы поговорили с научными сотрудниками лаборатории биогидрохимии и аналитической лаборатории Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН Геннадием Борисенко и Екатериной Колтовской о том, как стать океанологом и что ожидать от этой профессии.
На кого надо учиться, чтобы работать океанологом?
Катя: в магистратуре и бакалавриате я училась на географическом факультете на кафедре океанологии. Это очень широкая профессия. Нас учат понимать, как связаны между собой все процессы в океане: физические, химические, биологические и даже политические. Со временем ты углубляешься в какую-то более конкретную область науки и развиваешься в ней.
Можно прийти в океанологию из любой области.
В океане геологи изучают минеральные ресурсы океанического дна, биологи исследуют морских животных, физики и техники проектируют приборы для изучения океана, химики исследует вещества, растворённые в водах океана, программисты работают со спутниковыми данными, математики интерпретируют эти данные и строят модели.
Появились даже океанологи-ветеринары, которые занимаются очень интересным направлением: они прицепляют к тюленям датчики измерения температуры и солёности воды. Тюлень отдыхает на льдине, когда проголодается, ныряет на глубину, ловит еду и возвращается на сушу с собранными данными.
Как ты решил стать океанологом?
Гена: по образованию я эколог, экология занимается изучением разных зависимостей в природе. Океан в этом контексте — сложная система с множеством связей между живыми организмами и неживой природой. Океан взаимодействует с подстилающей породой и атмосферой, влияет на глобальные и региональные процессы. Как океанолог я начал работать только в аспирантуре — в эту сферу я пришёл через химию и сейчас занимаюсь химией океана. У меня был к тому моменту инструмент, а в конкретных процессах я разбирался по ходу.
Наверное, на моё решение повлиял романтический образ океанолога — тоже хотелось ходить в рейсы и много путешествовать.
Если у вас есть интерес к познанию новых мест, лучше профессии не найти. Научная работа в разных областях во многом похожа: ты проводишь исследование, собираешь данные, анализируешь их и пишешь статью. В океанологии меня привлёк сам подход к добыче информации и сбору полевых данных.
Как поступить на океанолога?
Катя: если вы поступаете на географический факультет, обычно нужно сдать ЕГЭ по географии, профильной математике и русскому языку, а также внутренние вступительные испытания в МГУ по географии.
Чем занимается океанолог?
Гена: ходит в экспедиции — в морские рейсы, которые длятся один-два месяца, и в прибрежные, когда ты живёшь на суше и занимаешься исследованием акваторий, связанных с сушей. Я исследовал процессы, связанные с отсутствием растворённого кислорода в заливе Петра Великого на Дальнем Востоке, видел пингвинов во время экспедиции в Антарктиду, побывал в Терра-дель-Фуэго в Южной Америке. Это очень красивые места, но бывает психологически сложно провести два месяца в закрытом коллективе, делить радости и горести с ограниченным числом людей. Время течёт иначе в экспедициях, и два месяца ощущаются как длинный промежуток времени.
Бывают коммерческие рейсы, которые, как правило, исследуют влияние чего-либо техногенного (платформы, разработки) на окружающую акваторию. Обычно они происходят в Арктике.
Катя: я ходила в Арктику, высаживалась на Новой Земле, фотографировала белых медведей. Всё это — чтобы изучать нефтяные углеводороды в северных морях. При этом точно знаю, что не все океанологи ходят в рейсы и живут на кораблях по два месяца. Есть люди, которым интересно изучать океан теоретически: скачивать измеренные данные и строить математические модели.
Необязательно быть человеком с гитарой на плече в вязаной шапочке, чтобы заниматься исследованиями океана.
Сколько зарабатывает океанолог?
Катя: зарплата в океанологии прямо пропорциональна активности, ступеням образования, количеству исследований, в которых вы участвуете, и статей, которые пишете. Ну и конечно же удаче. В зависимости от этих факторов можно зарабатывать от 20 тысяч до суммы, которая тебя устраивает.
Если ты нашёл свою нишу и можешь объяснить людям, почему это важно и нужно, ты будешь получать гранты на исследования. Чаще дают гранты тем, у кого есть степень. В океанологии — чем больше формальных регалий, тем выше зарплата.
Гена: можно заниматься коммерческой океанологией, например экологическим контролем и мониторингом акваторий вблизи месторождений нефти. Это не очень творческая область, где тебе дают сухое техническое задание, но зато платят достаточно большие деньги.
В долгосрочной перспективе я бы посоветовал выбирать фундаментальную науку, в которой ты можешь сам создавать себе задачи, ходить в рейсы, получать гранты по темам, которые интересны именно тебе.
Что исследуют океанологи?
Катя: ускоряется глобальное потепление, поднимается уровень океана, затапливаются территории островных государств. Поэтому, например, так беспокоятся Великобритания и Исландия. Они очень сильно могут пострадать. Глобальное потепление происходит не только по природным причинам, а в том числе из-за эмиссии углекислого газа, которая создаёт парниковый эффект.
Океан — важнейшее звено в цикле углерода, обладающее способностью поглощать и аккумулировать атмосферный углекислый газ. Чтобы понять, пойдём ли мы дальше по пессимистичному или оптимистичному сценарию, океанологи измеряют метеорологические и физические параметры в океане и строят глобальные модели и прогнозы. Конгломерат всего в океане даёт океанологам огромное поле деятельности.
Гена: океанологи исследуют формирование волн и цунами, учатся их прогнозировать. Размышляют над тем, как сделать океан основной сырьевой базой для промысла и выращивания пищи, чтобы прокормить растущее население Земли. Разбираются с последствиями сброса огромного количества мусора в океан. Исследуют дно месторождений нефти и газа, за которые борются разные страны. Заботятся о жизни морских животных. Делятся результатами исследований на конференциях.
Недавно наш Институт океанологии совместно с другими ведущими университетами провёл молодёжную конференцию, посвящённую комплексным исследованиям Мирового океана. С докладами выступают молодые ребята, в образовательном блоке участвуют крутые учёные, которые простыми словами рассказывают о своих темах и создают интерес вокруг научной области. В такой атмосфере появляется много идей и контактов, студенты находят научных руководителей.
Самое загадочное место на нашей планете — Марианская впадина?
Катя: в открытом космосе побывало больше людей, чем в Марианской впадине. Непонятно, что там происходит, потому что нужен гигантский кабель-трос из суперпрочного материала, который сможет спуститься на такую глубину.
Интуитивно кажется, что ничего особенного там не происходит.
Меня, например, куда больше завораживают Саргассово море, в котором происходят непонятные океанологические явления, и долина реки Амазонки, в которой сохранились древнейшие на планете виды животных. Страшная рыба арапаима, похожая на динозавра, и птица гоацин, которая появилась 150 млн лет назад в Юрском периоде и с тех пор не эволюционировала.
На самом деле в любом море или части океана происходят уникальные явления. Сколько бы лет учёные ни изучали одно море, они никогда не смогут сказать, что теперь о нём известно всё. Условия постоянно меняются и приносят тем самым новые задачи и трудности.
С какими изменениями на планете вы столкнулись за время своих исследований?
Катя: за последний год граница льдов в Арктике в местах нашей экспедиции отодвинулась на 14 метров. Был лёд, а теперь ничего нет. Арктические острова завалены мусором: создаются волонтёрские программы, чтобы разгребать там металлолом. В то же время проводятся ядерные испытания. Арктика должна всё это поглощать, перерабатывать и оставаться функционирующей экосистемой.
Какой-нибудь краб, которому хорошо везде, может «путешествовать» на борту корабля, высадиться в новом месте и всех съесть. Такая катастрофа происходила в Чёрном море, а ранее — когда дальневосточного краба с Камчатки привезли в Карское море. Это очень дорогой и вкусный краб, поэтому его решили разводить в водах Карского моря. Крабу там очень понравилось, он всех съел, остались одни маленькие морские звёздочки. В Карское море приходят ветви тёплого течения Гольфстрим, краб это почувствовал, пошёл против этого течения и пришёл в Норвегию. Там фьорды, теплее, красота… Он там опять всех съел. Норвежцы были в шоке от того, что порушилась их экосистема, пока не узнали, сколько этот краб стоит. Теперь у Норвегии соглашение с Россией по количеству крабов, которое вылавливает каждая страна, и части, которая должна остаться для поддержания популяции.
Гена: в районе Астрахани сдвинулась дельта Волги. До строительства каскада ГЭС половодья были естественным процессом, зависящим от природных причин, теперь сток зарегулирован условным инженером. Уменьшается количество ила, которое приносится Волгой, дельта Волги двигается на юг в сторону Каспийского моря и выходит из зоны, принадлежащей заповеднику. Более того, полои (временные мелкие водоёмы, которые любят личинки рыб) в последние годы из-за регуляции стока образуются плохо — это ведёт к уменьшению количества личинок рыб и, соответственно, к снижению рыбохозяйственной ценности акватории Нижней Волги.
Ещё один пример: в рыбохозяйствах в благополучной Норвегии происходит снижение содержания кислорода в воде. Когда человек выращивает и кормит рыбу, лишнее количество корма оседает на дне, со временем корм разлагается и вызывает уменьшение концентрации растворённого кислорода. В результате возникает местная гипоксия в местах кормления рыб, они гибнут из-за кислородного голодания, бактериальное население в водах полностью меняется.
Всё в океане связано, какая-то мелочь может привести к необратимым последствиям.
Чем больше исследований проводят учёные, тем больше рождается новых вопросов. Мир принципиально не познаваем, а человек своей деятельностью создаёт большое количество проблем и тем для защиты будущих диссертаций.
Изображение на обложке: Yuri / Dribbble
Изображения в статье предоставлены героями материала.
Океанолог
Такая наука, как океанология служит для многих целей, но первоочередно это совершенствование средств мореплавания, рыбного промысла, составление прогнозов погоды, добыча природных ископаемых, получение энергии океана и др.
(от оkeanos – бескрайнее море, logos — суждение, слово.) Кстати, в 2021 году центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию. Он сам расскажет вам, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.
Океанолог – учёный, специализирующийся на изучении океана. В России понятие «океанография» обычно подразумевает тот же предмет, но без биологической составляющей.
Особенности профессии
Океанология – часть гидрологии. В океанологии есть семь основных направлений:
Рабочее место
Гидрографические службы, научно-исследовательские институты, подводные и береговые лаборатории, морские станции, океанографические суда, туристические агентства.
Профессионалы высокого класса с хорошим знанием английского языка могут работать в океанографических институтах США, Канады, Великобритании, Франции, Германии, Японии.
Важные качества
Необходимы исследовательские наклонности в сочетании интересом к природе и естественным наукам. Физическая выносливость, внимательность, хорошая память, логическое мышление.
Исследование Мирового океана. История и современность.
В ХХ веке человечество устремилось в космос, однако на нашей планете две трети территории, занимаемые Мировым океаном, до сих пор остаются очень слабо исследованными.
В этом нет ничего удивительного, ведь серьёзными исследованиями морей и океанов человечество занялось относительно недавно – всего около ста пятидесяти лет назад.
Первопроходцы Мирового океана
Первыми исследователями океанов в известной нам истории человечества стали финикийцы. Этот небольшой, но очень предприимчивый торговый народ ещё в VII-VI веках до н.э. сумел проложить морской путь вокруг Африки и составить достаточно подробные карты Средиземного моря. В разные исторические периоды морскими исследованиями занимались представители европейских народов, индийцы, китайцы, арабы, полинезийцы и т.д. Начавшаяся в XV веке эпоха Великих географических открытий позволила экспериментальным путём проверить гипотезу о шарообразности нашей планеты. В течение трёх последующих столетий были открыты и нанесены на карту все более-менее крупные участки суши.
Однако к систематическому изучению Мирового океана человечество приступило лишь в XIX веке. Годом рождения науки океанологии считается 1872-й год, когда британское исследовательское судно «Челленджер» отправилось в первую научную экспедицию. В 362 точках океана были проведены достаточно подробные исследования, проделаны замеры морских глубин. Конечно, точность этих замеров оставляла желать лучшего – для определения глубины в той или иной точке с борта корабля сбрасывали привязанный к верёвке шар весом около центнера, а затем измеряли длину верёвки. Тем не менее, экспедиция собрала уникальный массив океанологической информации и фактически положила начало системному изучению Мирового океана.
С изобретением эхолота в начале ХХ века появилась возможность более плотного исследования океанского дна, определения морского рельефа и глубин. В настоящее время эхолот является обязательным оборудованием любого корабля, причём не только морского, но и предназначенного для пресноводных водоёмов. Ещё одним инструментом, позволившим вплотную приблизиться к разгадке многих тайн океана, стали батискафы и батисферы – аппараты, позволяющие опускаться под воду на глубину в сотни метров, чтобы изучать геологическое строение морского дна, биологические особенности его обитателей, физико-химические свойства глубинных слоёв воды и т.д.
Глубоководные аппараты
Основным препятствием к изучению и освоению пространства Мирового океана для человека стала невозможность длительное время находиться под водой. Богатство и разнообразие водного мира остаются недоступными людям, так как человек не может свободно дышать, полностью погрузившись в воду. Акваланги и водолазные скафандры позволяют находиться под водой лишь короткое время и обладают существенными ограничениями по глубине погружения. Тем не менее, с их помощью удалось добиться достаточно серьёзных результатов.
Так, в 1960-м году исследователям удалось опуститься на дно самой глубокой точки Мирового океана – Марианской впадины. Её глубина составляет почти 11 тысяч метров, а давление воды на дне сминает обычный корабль буквально в лепёшку. Тем не менее, опустившись на эту чудовищную глубину, люди с удивлением обнаружили, что на дне кипит жизнь. Морские рачки, моллюски и даже рыбы сумели приспособиться к огромному давлению, почти полному отсутствию кислорода и солнечного света.
Повторный всплески интереса к Марианской впадине случился уже в наши дни: за последние двадцать лет были организованы несколько экспедиций с погружениями. Последняя, под руководством В. Весково, состоялась в 2019 году. Тогда же состоялась российская экспедиция с погружением на дно автоматического глубоководного аппарата «Витязь», который взял образцы грунта и выполнил замеры характеристик глубоководных слоёв воды.
Исследовательские суда
Основным инструментом современных океанологов являются научно-исследовательские суда. Это обычные суда, оборудованные современной измерительной и исследовательской аппаратурой, позволяющей проводить исследования в сфере гидрологии, гидрохимии, геофизики, геологии, гидрографии и других направлении океанологии. Одной из крупнейших в мире флотилий научно-исследовательского назначения обладал Советский Союз. В настоящее время в состав флота России входят научно-исследовательские суда «Адмирал Владимирский», «Янтарь» и несколько других.
На сегодняшний день наиболее обширным научно-исследовательским флотом располагают Соединённые Штаты Америки. В его состав входят более двух десятков кораблей разных классов. Кроме того, исследовательскими судами обладают Япония, Великобритания, Канада, Франция, Германия и несколько других стран.
Космические исследования океана
В настоящее время огромное количество исследовательских данных учёные-океанологи получают из космоса, с научно-исследовательских спутников. Современная аппаратура позволяет делать точные замеры температуры и скорости морских течений и ветров, колебаний солёности морской воды, состояния морской поверхности, миграции косяков рыбы, биологической активности планктона и т.д. В СССР для приёма этих данных существовала специальная Служба космических исследований, в состав которой входили более десятка исследовательских кораблей, в том числе самое большое в мире исследовательское судно «Космонавт Юрий Гагарин».
Исследования океана в течение последнего столетия существенно продвинулись вперёд. Тем не менее, по оценкам учёных, более-менее изучено сегодня лишь около 7% морского дна. Океан скрывает немало тайн, разгадке которых предстоит посвятить немало лет научной работы.