CC BY
36
УДК 91(0.062) А.Н. Пантюлин1
РАЗМЫШЛЕНИЯ ЛОМОНОСОВА О ПРИРОДЕ И ОСВОЕНИИ ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА
Статья содержит обзор научных трудов М.В. Ломоносова, посвященных природным условиям и исследованиям Арктического океана. Изложены его представления о происхождении и распределении льдов, характере ветров и течений в этой неизведанной области Земли. Обсуждаются история гипотезы «открытого полярного моря».
Ключевые слова: Арктический океан, морские льды, гипотеза «открытого полярного моря», карты арктической области, полярные экспедиции.
Введение. Среди богатейшего и разнообразного научного наследия Ломоносова есть несколько трудов, посвященных вопросам географии. Все они появились после того, как Ломоносов возглавил в 1759 г. географический департамент Академии наук. Эти работы объединяет главная тема — природа Северного океана, возможности и пути его освоения. Ломоносов, сын помора, в отрочестве ходил на промыслы к мурманским берегам и хорошо знал суровые условия этих мест. Его рассуждения о Ледовитом океане и северных морях построены как на опыте поморских мореходцев и добытчиков, так и на глубоких всесторонних знаниях предмета. Он считал это научное и практическое направление очень важным, о чем свидетельствует следующий факт. В 1760 г. Ломоносов был избран иностранным членом Шведской академии наук. Согласно регламенту он должен был представить доклад на любую тему, он послал в Стокгольм сочинение под названием «Рассуждения о происхождении ледяных гор в северных морях» [2]. На русском языке эта работа вышла свет только в 1865 г.
В 1763 г. Ломоносов написал свою главную работу на северную тему: «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показания возможного проходу Сибирским океаном в восточную Индию» [3]. В следующем году им написаны два дополнения к основному тексту [4]. Отдельным изданием рукопись была опубликована в 1847 г. В перечисленных работах Ломоносов рассмотрел широкий круг вопросов: от подробного исторического обзора предыдущих исследований и плаваний в Ледовитом океане и прилежащих морях до происхождения покрывающих эти акватории льдов; от обсуждения строения и свойств неизведанного океана, включая его форму, размеры и глубины, острова и проливы, режим течений и ветров, формы и обилие жизни, до конкретных планов и маршрутов возможных экспедиций в Ледовитый океан.
Суждения Ломоносова отличаются логической стройностью, широтой взглядов и ярким, образным языком. Хотя в этих работах нет ссылок на источники, сравнительный анализ текстов указывает на хорошую осведомленность Ломоносова в вопросах географии,
владение фундаментальными идеями, знание классических трудов, карт и атласов. Например, Ломоносов использует, произвольно чередуя, разные названия полярной области: Северный океан (море), Сибирский океан (море), Ледовитый океан (море), Северный Сибирский океан, Студеный Подполярный океан. Только последнее название имеет очевидное поморское происхождение, а все другие встречаются в книгах и на картах того времени. Рассмотрим интересные географические изыскания Ломоносова.
Происхождение полярных льдов. Ломоносов считал, что льды в северных морях бывают трех родов. «Первый — это рыхлая, хрупкая и не особенно прозрачная ледяная кора, толщиной редко более четверти (около 20 см. — Прим. автора), большей частью напоминающая смерзшийся мокрый снег. Будучи растоплен, этот лед оказывается содержащим соленую воду. Другой род — это твердый, крепкий, чистый и прозрачный лед, образующий большие ледяные поля протяженностью иногда во много миль и толщиной до трех аршин (2 м. — Прим. автора); он содержит пресную воду и оказывается лишь слегка солоноватым на стороне, прилегающей к соленой воде. Третий род — это бесформенная ледяная масса, на вид похожая на неуклюжую гору; часто она возвышается на 7 и более сажен над поверхностью воды, но погружена своим основанием на глубину до 50 сажен» [2, с. 279].
Приведенное описание выглядит как современная классификация льдов в море: «Льды, встречающиеся в море, по своему происхождению делятся на три класса, резко отличающиеся друг от друга по своим физико-химическим характеристикам: речные, глетчерные и морские» [1]. На самом деле различия очень существенны, это видно из объяснения Ломоносовым образования льдов каждого рода: «По моему мнению, которое я здесь попытаюсь доказать, в самом море образуется лишь тонкий лед первого рода; но лед второго рода, или ледяные поля, образуются в устьях больших рек, вытекающих из России в Ледовитый океан, а ледяные горы обязаны своим происхождением крутым морским берегам» [2, с. 280]. Чтобы доказать это, Ломоносов провел серию опытов по заморажи-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра океанологии, доцент, e-mail: [email protected]
ванию приготовленной соленой воды, а затем опыт с настоящей пробой морской воды, доставленной ему с мыса Нордкап (Баренцево море). Итог получился одинаковый — вода «даже при самом сильном морозе не замерзает до твердого и чистого льда, но лишь застывает как некое сало, непрозрачное и сохраняющее соленость воды» [там же, с. 280]. Отсюда Ломоносов делает вывод с серьезными следствиями: «...что крепкий, прозрачный и пресный лед, из коего состоят ледяные поля, не может образоваться в самом море» [там же, с. 280]. Следуя этой логике, Ломоносов делает вывод: толстые монолитные льды образуются в местах поступления большого количества речных вод в море, вдоль северных берегов России, а за этим поясом тяжелых льдов могут встречаться только проходимые морские льды. Завершается анализ оценкой общей площади крепких льдов в Северном океане. Сначала он применяет эту методику расчета к знакомому ему Белому морю, затем переносит на океан. Полученный результат оказался впечатляющим — площадь, занятая труднопроходимыми льдами, составила всего около 1/12 общей площади океана. Он делает вывод: таким образом, Северный океан вполне доступен для мореплавания, особенно в летнее время. Это главное положение так называемой гипотезы открытого полярного моря, которая возникла примерно в середине XVI в. и просуществовала до конца XIX в. Она вдохновляла многие полярные экспедиции, в нее верили известные мореплаватели, такие как Г. Гудзон и В. Баренц. Ломоносов также был приверженцем этой гипотезы и обосновывал ее разнообразными аргументами. Вот некоторые из них.
1. Баланс нагревания и охлаждения. Ломоносов полагал, что летнее нагревание в течение долгого полярного дня преобладает над зимним охлаждением из-за того, что «лучи солнечные летом непонятною скоростию в глубину досягают, прохладившаяся вода зимою на поверхности от воздуха не толь скоро дна досягает» [3, с. 462].
Наличие органов зрения у животных, обитающих «в глубочайшей пучине», подтверждает, что «лучи солнечные сквозь прозрачную океанскую воду до самого дна простираются и всю глубину освещают». Кроме того, баланс тепла дополняет еще один источник нагревания: «Теплота сообщается земной поверхности двумя путями: первый — извне, от лучей солнечных, второй — извнутрь, от подземного жару» [3, с. 461]. В подтверждение он приводит сведения о проявлениях вулканизма в Исландии и на расположенном севернее о-ве Ян-Майен. Отсутствие многолетней мерзлоты в этих местах, по мнению Ломоносова, доказывает действенность подземного источника тепла: «.летом сверху лучи солнечные и подземная теплота согласно действуют, зимою только один холодный воздух силу свою имеет»[3, с.462]. Отсюда следует вывод, «.далее к северу открытому морю быть должно не токмо летом, но иногда и зимою» [там же, с. 464]. Возможность зимнего существования открытого моря
он подкрепляет несколькими доводами: данные метеорологических наблюдений свидетельствовали о том, что значения зимней температуры повышались по направлению от центра Сибири к побережью, где особенно суровые морозы бывают, когда ветры дуют с юга, и наоборот, морские ветры часто приносят оттепель.
Затем Ломоносов обращает внимание на важную роль зимней вертикальной циркуляции в Северном океане: «. и когда студеный зимний воздух поверхность океана знобит морозами, тогда верхняя вода становится студенее исподней, следовательно, пропорционально тяжелее, отчего по гидростатическим законам по разной тягости верхняя ко дну опускается, нижняя встает кверху, принятую теплоту от талого дня с собою возводит и оную лежащему на морской поверхности воздуху сообщает» [там же, с. 462]. Последний аргумент связан с ветрами, которые могут выносить образующиеся в Северном океане зимой тонкие льды.
2. Полярные сияния. Ломоносов серьезно занимался атмосферным электричеством и написал несколько трудов на эту тему, в том числе он подробно разобрал проблему возникновения полярных сияний: «Двояким искусством электрическая сила в телах возбуждается: трением и теплотою, что физикам довольно известно» [5, с. 166]. Переходя к атмосфере, он утверждает: «. что трение паров на воздухе приключиться и произвести электрическую силу может, о том нет ни единого сомнения» [там же, с. 168]. И, наконец, он делает следующее заключение: «. северное сияние рождается, когда теплый воздух поднимается кверху, а холодный опускается книзу, то следует, что поверхность тех мест, над которыми являются северные сияния, много теплее, нежели верхняя атмосфера» [3, с. 463]. Таким образом, сияния, возникающие в северной стороне, указывают на открытое море.
3. Обильная фауна в северных морях — этот довод Ломоносов считал очень важным и убедительным. Разнообразие и богатство жизни в северных морях, по его мнению, не могли бы поддерживаться без наличия большого пространства чистой воды. Стада китов, мигрирующие с севера, стаи гусей, летящие к северу от Шпицбергена, «несказанное множество сельдей, от полярной стороны приходящих к берегам европейским», «по всему берегу Ледовитого моря находящиеся в знатном множестве крупные моржовые зубы», все это привлекало в полярные воды не только исследователей, но и промысловиков.
Строение и природа Северного океана. Во времена Ломоносова представления о Северном океане были весьма противоречивыми. Самая загадочная карта, составленная Г. Меркатором, увидела свет в 1595 г. (рис. 1). Она поражает своей завершенностью, почти все контуры земель кроме Новой Земли и Шпицбергена, замкнуты. Замкнута Гренландия, полностью нанесена береговая линия Америки с реками, заливами и п-вом Калифорния. А на большом острове-призраке Фрислант к югу от Исландии значится более
Рис. 1. Карта полярной области Г. Меркатора, 1595 г.
20 географических названий. Но наибольшее удивление вызывает изображение на карте самого океана — его центральную часть занимает обширный массив суши, разделенный на четыре сегмента текущими на юг реками. В приполярной области помещено кольцо вод с расположенной в центре, точно на полюсе, черной скалой. К северу от полярной суши изображен маленький остров-скала, на котором значится «Магнитный полюс». Обозначено на карте и водное пространство: вокруг Исландии — Северный океан, далее его сменяет Ледовитое море, европейские берега омывают Мурманское и Печорское моря, часть, прилежащая к Азии, названа Скифским океаном.
Такая смесь достоверного и выдуманного на карте Меркатора создавала помехи для научного анализа, что определило ее относительно недолгое существование. Уже в 1645 г. в знаменитом Большом Атласе Я. Блау карта Северного океана освобождена от большинства артефактов. В таком виде — с небольшими изменениями в деталях от карты к карте — образ Северного океана просуществовал более столетия (рис. 2). Две главные особенности отличают эту серию карт — полное отсутствие элементов суши в приполюсном районе океана и очевидная структурная незавершенность, т.е. с одной стороны — подробная береговая линия Европы и Азии, хотя с заметны-
ми искажениями на востоке, а с другой — зияющая пустота; разомкнутая Гренландия, береговая линия Гудзонова залива на севере означает границу с сушей, у которой нет внешних очертаний. Но в 1760 г. англичанин Дж. Гибсон издал карту, на которую нанес предположительно открытый в 1733 г. большой массив суши на северо-западе Америки (рис. 3). На этой карте соединены северные границы Америки на востоке и западе и контур континента замкнут. Более того, Гренландия замкнута и присоединена к Америке. На карте есть еще один интересный элемент — маршрут якобы состоявшегося в 1660 г. сквозного плавания через Северный океан. Ломоносов упоминает об этом как о весьма достоверном событии, — португальский мореплаватель Мельгер прошел из
Японии Северным океаном вдоль берегов Америки, между Шпицбергеном и Гренландией и добрался до Португалии. На карте Дж. Гибсона очень правдоподобно выглядят размеры проливов, соединяющих Северный океан с соседними океанами. Именно эта карта наиболее соответствовала взглядам Ломоносова, и он поместил ее в своей работе, сделав к ней некоторые дополнения [3].
К обсуждению величины и фигуры Сибирского океана Ломоносов подошел с позиции сравнительного землеведения, идеи которого были весьма распространены среди географов в XVIII и XIX вв. Сравнивая «две великие суши земной поверхности, Старый и Новый свет» по принципу аналогии их строения, он заключает: «.лежащий против сибирского берега
Рис. 3. Карта полярной области Дж. Гибсона, 1760 г.
на другой стороне северный американский берег Ледовитого моря протянулся вогнутою излучиною так, что северную полярную точку кругом обходит» [3, с. 470].
В итоге океан приобрел довольно замкнутую овальную форму с размерами примерно 2500x3000 верст. Далее следуют рассуждения о внутренней структуре Северного океана. Ломоносов полагает, что может быть и не в самой полярной точке, однако около нее должен быть крупный остров или много островов [3]. Он ссылается при этом на Шпицберген, состоящий из многих островов, на простирающуюся на северо-восток Новую Землю. Еще одна важная проблема — распределение рек по берегам Северного океана. Используя сравнительный метод, Ломоносов заключает, что на американском континенте обильный речной сток дают южные и восточные берега, а западные и северные имеют сток весьма скудный. Следовательно, вдоль американских берегов должно образовываться значительно меньше льдов, чем вдоль сибирских, куда впадает много больших и малых рек.
Затем Ломоносов размышляет о течениях и ветрах в Северном океане. Режим ветров он описывает сначала на знакомом ему Белом море: «Ветры в поморских двинских местах тянут с весны до половины мая по большей части от полудня и выгоняют льды на океан из Белого моря; после того господствуют там ветры больше от севера, что мне искусством пять раз изведать случилось» [3, с. 475]. Он вспоминает, как один раз путь в семьсот верст из Архангельска до места промысла при противном северо-западном ветре их судну пришлось преодолевать шесть недель.
Не располагая наблюдениями за ветрами у сибирских берегов, Ломоносов обратил внимание на неравномерность сезонного нагревания и охлаждения материка и океана. Так, он обосновал существование в этой части Северного океана ветрового режима мус-сонного типа: «. за месяц перед должайшим днем и несколько позже дуют ветры больше к полярным сторонам, а после до августа господствуют дыхания оным противные» [3, с. 476]. По его мнению, такой же ветровой режим должен быть и у американских берегов.
Обсуждение темы течений в Северном океане он начинает с главного тезиса, заимствованного у Б. Варе-ниуса, книга которого «География генеральная» была издана в России в 1718 г.: «Главное течение океана повсюду, где человеческое речение достигло, примечено от востока на запад, следовательно, и в Сибирском океане тому же быть должно» [3, с.467]. Итак, основное течение Северного океана направлено от «Чукотского носу» к Шпицбергену. Но Ломоносов идет дальше, он продолжает это течение за пределы Северного океана. В «Кратком описании.» в § 61 по сути излагается устройство глобальной циркуляции океанских вод: «Сие течение простирается между Африкою и Америкою и обходит около Южной Америки Магеллановым, Делямеровым и другими проливами и южными морями в Тихий океан» [3, с. 468]. Нет ясности, какое положение (на поверхности или в глубине) занимает течение, но определенно указывается на его причастность к общей системе круговращения вод. «Когда великих морей Индейского, Атлантического и Тихого многие воды не имеют вольного течения под жарким поясом для препятствования великих частей света и для того принуждены искать прохода в приближении к полярным странам, то самым ли северным водам искать должно какого дальнего для себя окружного прохода» [3, с.469]. Заметим, что первые схемы меридиональной циркуляции в океанах Э. Ленца и Дж. Карпентера увидели свет только через сто лет.
При интерпретаци картины течений Северного океана Ломоносов умело оперирует самыми разными аргументами, например он описывает течение западнее Шпицбергена: «Прилив у западных берегов и в проливах шпицбергенских простирается к северу и течет скоро, отлив значится только убылою водою, а течение назад не бывает, но только движется весьма тихо или несколько останавливается. Из чего следует, что мимо Шпицбергена, а особливо по западной стороне, течет океан в северную между Гренландиею и оным, а следовательно, за сим проливом есть великое море в странах приполярных» [3, с. 468]. Он приводит подтверждения существования главного течения с востока на запад. «Также и по заплескам на Груманте (поморское название Шпицбергена. — Прим. автора) лежит много листвяга изнылого и льдом обломанного и обтертого, которого лесу весьма много в Сибири, и, конечно со льдами от сибирских берегов его наносит» [4, с. 490]. В итоге складывается общая картина циркуляции вод в Северном океане, в которой вдоль американских берегов течения и ветры направлены на восток, а у сибирских берегов преобладает их западное направление.
Развитие представлений о Северном океане после Ломоносова. Карта Гибсона 1760 г. оказалась единственной для своего времени с полностью замкнутыми берегами Гренландии и Америки. На последующих картах все вернулось к прежней неизвестности, берега на севере исчезли. Только примерно к 1845 г. удалось довольно подробно нанести на карту береговую ли-
нию Америки, но Гренландия на севере все еще оставалась разомкнутой. Гипотеза «открытого полярного моря» все это время до середины XIX в. находилась в забвении. Затем она обрела вторую жизнь благодаря появлению новых фактов. Так, на добытых в Чукотском море китах стали находить гарпуны, которыми пользовались китобои Гренландии. Это могло означать, что киты преодолели это расстояние по чистой воде. Важную роль в распространении идеи открытого полярного моря сыграл американский океанограф М. Мори. В его знаменитой книге «Физическая география моря», вышедшей в 1855 г. и переиздававшейся более 20 раз, целый раздел посвящен обоснованию этой гипотезы. По его мнению, определяющую роль в поддержании свободного от льда водного пространства в полярном районе должно играть тепло Гольфстрима. Немецкий географ А. Петерманн практически подтвердил это мнение. Он собрал большой массив измерений температуры воды в Северной Атлантике и полярных морях и в 1870 г. опубликовал первую карту распределения ветвей системы Гольфстрима. На карте показаны две теплые струи, направленные на север: одна к западу от Шпицбергена, другая к востоку от него. В эти же годы американские океанографы проводили исследования в Беринговом проливе и обнаружили воды с температурой около +10°С, по географической аналогии — это продолжение теплого течения Куросио или тихоокеанского Гольфстрима. В 1872 г. С. Бент опубликовал карту течений океанов, построенную по методу Франклина— Мори, по распределению температуры воды на поверхности (рис. 4). Она отличается от оригинальной карты М. Мори только северной частью: в полярной области показано предполагаемое открытое море, отделенное от материков широким ледовым поясом. Две теплые струи создают проходы во льдах и дают возможность проникнуть к полюсу.
В 1867 г. А. Петерманн получил известие об открытии американскими экспедициями новых земель, расположенных в Чукотском море. На следующий год в издаваемом им географическом журнале опубликована карта северной полярной области, на которой Гренландия продолжается к северу через полюс в виде огромного полуострова до вновь открытых берегов в Чукотском море. Вера в существование огромного массива суши в Северном океане была столь велика, что Петерманн включил эту карту в атлас, вышедший затем под его редакцией. Попытка в 1868 г. германской полярной экспедиции под руководством К. Коль-девея пройти на север вдоль восточных берегов Гренландии оказалась неудачной. В 1872 г. началась австро-венгерская экспедиция под руководством К. Вай-прехта и Ю. Пайера на судне «Тегетгоф» вдоль теплой струи восточнее Шпицбергена. Судно довольно быстро было затерто льдами и более года дрейфовало на север, в 1873 г. его вынесло к неизвестной земле. Так был открыт архипелаг Земля Франца-Иосифа. К. Вайпрехт признал гипотезу открытого полярного моря несостоятельной.
Но оставался еще неизведанный путь через Берингов пролив. В 1879 г. началась американская полярная экспедиция под руководством Дж. Де Лонга на судне «Жаннетта». Де Лонг рассчитывал на помощь теплого течения и надеялся, что предсказанная Петерманном полярная земля существует. Перед ним была поставлена еще одна задача — выяснить судьбу экспедиции А. Норденшельда на «Веге», совершавшую первое сквозное плавание северо-восточным проходом. На Чукотке Де Лонг узнал у местных жителей, что «Вега» после зимовки благополучно продолжила свой путь. «Жаннетта» взяла курс на север, но недалеко от о-ва Геральд судно попала в тяжелые льды. После 2 лет ледового плена «Жаннетта» затонула в 800 км севернее устья Лены. Спустя три года, в 1884 г. у южных берегов Гренландии были найдены вмерзшие в льдину предметы, принадлежность которых экспедиции на «Жаннетте» была достоверно установлена. По этому поводу знаменитый норвежский метеоролог Г. Мон написал статью, в которой предположил существование сквозного дрейфа льдов через полярный океан.
Затем началась последняя страница истории гипотезы открытого полярного моря. Молодой, но уже
знаменитый после похода через Гренландию норвежец Фритьоф Нансен впервые в истории полярных плаваний собрался на специально построенном судне добровольно вмерзнуть в лед и дрейфовать, надеясь естественным путем максимально приблизиться к полюсу и совершить сквозное плавание через Полярный океан. Дрейф «Фрама» начался 22 сентября 1893 г. севернее Новосибирских о-вов и благополучно завершился в середине августа 1896 г. в районе Шпицбергена. Экспедиция установила рекорд приближения к полюсу, достигнув широты 86° 14', по маршруту дрейфа не встретились ни пространства чистой воды, ни фрагменты суши, судно окружали только многолетние торосистые льды и океанские глубины. Плавание Нансена по существу завершило долгую эпоху противоречивых гипотез и заблуждений о природе Полярного океана.
Заключение. Географическое наследие М.В. Ломоносова не имеет столь широкой известности, как его достижения в других областях знаний и творчества, но эти работы достойны внимания. Теоретические воззрения Ломоносова на Северный океан отличаются глубиной, оригинальностью и широтой аргументации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зубов Н.Н. Льды Арктики. М.: Изд-во Главсев-морпути, 1944. 360 с.
2. Ломоносов М.В. Рассуждение о происхождении ледяных гор в северных морях // М.В. Ломоносов. Избранные произведения. Т. 1. М.: Наука, 1986. С. 279—282.
3. Ломоносов М.В. Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возмож-
ного проходу Сибирским океаном в восточную Индию // Там же. С. 436—490.
4. Ломоносов М.В. Прибавление о северном мореплавании на восток по Сибирскому океану // Там же. С. 490—493.
5. Ломоносов М.В. Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих // Там же. С. 163—191.
Поступила в редакцию 02.02.2011
A.N. Pantyulin
LOMONOSOV ABOUT THE NATURE OF THE ARCTIC OCEAN AND ITS EXPLORATION
Scientific ideas of Lomonosov about the Arctic Ocean are reviewed. His views on sea ice formation and location are discussed, as well as on the distribution of winds and sea currents. The history of the «open polar sea» hypothesis is outlined.
Key words: Arctic Ocean, sea ice, «open polar sea» hypothesis, maps of the Arctic area, polar explorations.
