Доначала 60-х гг. геофизические исследования в деятельности Гидрографическойслужбы ВМФ носили ограниченный, эпизодический и главным образомнаучно-экспериментальный характер.
Началуширокомасштабного и планомерного изучения Военно-Морским Флотом геофизическихполей Земли, в первую очередь гравитационного и магнитного, способствовалиследующие два фактора: появление советского атомного подводного флота и запускискусственных спутников Земли.
Ссозданием атомных подводных лодок, способных совершать автономное плавание подольдами Арктики, потребовалось в кратчайший срок произвести картографированиеАрктического бассейна, до этого наименее изученного. Благодаря высокой степеникорреляции между стационарными геофизическими полями и рельефом дна было решеноприменить геофизические способы исследования рельефа, привести аэромагнитнуюсъемку и сейсмозондирование, что позволяло за короткий период максимальноохватить наибольшую площадь изучаемой акватории, выявить наиболее характерныекрупные формы рельефа дна и в результате рационально спланировать подробностьточечных промерных работ со льда эхолотами.
Запускискусственных спутников Земли и появление баллистических ракет вызвалинеобходимость расчета траекторий их полета, что в значительной степениопределялось знанием с высокой точностью параметров гравитационного поля Землина всей поверхности планеты для существенного уточнения ее формы и размеров иправильного выбора единой геоцентрической системы координат. Измерениеускорений силы тяжести в морях и океанах (на 71% площади всей поверхностипланеты) могло быть осуществлено только путем широкомасштабного проведенияморских гравиметрических съемок (надводных, подводных, донных, ледовых).
Очевидно,что обе проблемы по масштабности, трудоемкости, оперативности и сложностиразрешения требовали концентрации больших усилий и затрат на государственномуровне.
Послепринятия соответствующих правительственных постановлений и решений былразработан ряд междуведомственных программ и планов, среди которых наиболееважными стали пятилетние планы Мировой гравиметрической съемки, объединявшиесилы и средства Министерства обороны (Гидрографической службы ВМФ иВоенно-топографической службы ВССССР), Главного управления геодезии икартографии при Совете Министров СССР, Министерства геологии СССР, Академиинаук СССР и других ведомств.
Таккак история развития исследований гравитационного и магнитного полей в морях иокеанах различается по срокам, то представляется целесообразным рассмотреть еераздельно по этим двум полям.
Исследования гравитационного поля
Развитиегравиметрических исследований в Советском Союзе характеризовалось широкимразмахом и плановостью работ, координируемых в масштабах страны. Первыегравиметрические съемки начались при поддержке Совета Труда и Обороны уже в1921г. в районе Курской магнитной аномалии. По мере развертывания теоретическихи прикладных научных исследований выявлялась тесная связь гравиметрии сгеодезией, геологией, океанографией и другими дисциплинами.
В1927г. сильное Крымское землетрясение полностью разрушило Ялту. Выясняя причинысейсмичности Крыма, доцент Московского государственного университета (МГУ)Л.В.Сорокин в 1928-1929гг. выполнял гравиметрическую съемку на полуострове ипришел к выводу о необходимости продолжить измерения в море. В июле-сентябре1930 г. на Черном море он произвел первые в отечественной практикеэкспериментальные измерения ускорения силы тяжести с подводной лодки.Эксперимент завершился успешно, и в дальнейшем Сорокин выполнил съемки сподводных лодок в Черном (1933-1935), Японском (1937), Охотском (1937) иБаренцевом (1947) морях [132, 134, 135]. Его измерения отличались достаточновысокой точностью: как показали современные гравиметрические работы,систематическая погрешность съемок Сорокина не превышала 2мГал, а средняяквадратическая — ±10мГал [51].
В1932г. начались работы в соответствии с правительственным Постановлением оборганизации общей гравиметрической съемки СССР. Для решения поставленной задачив МГУ началась подготовка специалистов по гравиметрии, а в Центральномнаучно-исследовательском институте геодезии, аэрофотосъемки и картографии(ЦНИИГАиК) впервые в России был налажен выпуск гравиметрической аппаратуры длясъемок на суше. В ходе общей гравиметрической съемки снова возник вопрос онеобходимости расширения съемок на водной поверхности.
Сначалом первых маятниковых измерений на море с подводных лодок умами ученыхзавладела идея проведения гравиметрических наблюдений на борту надводных судов.Практически реализовать ее впервые удалось профессору В.В.Федынскому в1935-1936гг. на баржах и танкерах на Каспийском море маятниковым прибором,сконструированным Л.В.Сорокиным.
Средивоенных гидрографов пионером гравиметрических измерений на море являлсяИ.Д.Жонголович, много лет проработавший в Северной гидрографической экспедицииначальником геодезического отряда. Изучив работы Венинг-Мейнеса, он еще в1928г. впервые в “Записках по гидрографии” высказал мысль о возможностипроведения гравиметрических измерений на реках, “… поместив прибор напароходе или еще лучше на барже” [133]. В 1935-1938гг. И.Д.Жонголович и студентЛГУ В.X.Буйницкий провели опыты по определению силы тяжести маятниковым приборомв морях Северного Ледовитого океана во время дрейфа ледокольных пароходов“Садко” и “Седов” [136].
Результатыэтих измерений оказались грубыми, но была доказана возможность использованиянадводных судов для гравиметрических работ. В связи с этим В.В.Федынский писал:“Теперь для всех ясна возможность и целесообразность надводных измерений силытяжести, но в свое время среди геофизиков была острая дискуссия опринципиальной возможности использования надводных судов для морских измеренийсилы тяжести с достаточной точностью. Практика жизни подтвердила правоту“надводников” [137].
К1939г. маятниковая съемка европейской части СССР в основном завершилась. Подруководством М.С.Молоденского в ЦНИИГАиК по материалам этой съемки впервые вмире по аномалиям силы тяжести были вычислены уклонения отвесных линий ипревышения геоида для района Московской гравитационной аномалии; он разработалтеорию и практику определения фигуры геоида при совместном использованииастрономо-геодезических уклонений отвеса и карты аномалий силы тяжести ( 1937).
Вконце 1940-х — начале 1950-хгг. на мелководье шельфовой зоны морей и океановгеологи начали применять донные гравиметры, а в ряде научных учреждений СССРначалось изучение условий и возможностей выполнения морских маятниковыхизмерений силы тяжести на борту судов различного водоизмещения (1948г. — Государственный астрономический институт им.Штернберга при МГУ (ГАИШ).1951-1954 гг. — Институт океанологии АН СССР на нис “Витязь”: 1954-1955гг. —ГАИШ на судах “Слава” и “Апшерон”) [55, 138].
4октября 1957г. впервые в истории человечества в Советском Союзе был запущенискусственный спутник Земли. При выполнении баллистических расчетов выяснилось,что имевшихся сведений о параметрах гравитационного ноля и фигуре Землинедостаточно для надежных расчетов орбит полетов искусственных спутников Землии баллистических ракет, причем наиболее слабо были изучены акватории Мировогоокеана. Решение проблем геодезической гравиметрии (уточнение размеров и формыЗемли, установление единой геоцентрической системы координат для всей планеты ит.п.) требовало создания равномерной систематической сети гравиметрическихпунктов на всей площади Мирового океана и надежного контроля за качествомморских гравиметрических съемок, в связи с чем Гидрографическая служба ВМФ с1961г. приступила к систематическому изучению гравитационного поля в Мировомокеане.
Вконце 50-х гг. в НИГШИ также начались целенаправленные исследования способовиспользования геофизических полей в морской навигации. В 1962—1964 гг. А. И.Сорокин теоретически обосновал метод определения места по рельефу дна сприменением ЭВМ. В 1964-1967гг. под руководством Б.Г.Попова группойспециалистов института (Б.А.Дегтярев, И.Г.Емельянова, В.С.Егорова,Р.Б.Семевский, Л.В.Смолина, Е.И.Чернобуров, В.Д.Чумаков и др.) были проведеныисследования по использованию гравитационного и магнитного полей для морскойнавигации, обоснована возможность определения места судна внавигационно-геофизическом полигоне. Были разработаны основные требования кхарактеристикам полигонов и бортовым датчикам измерений параметров полей,методы и средства создания полигонов. В 1963-1965гг. А.Г.Герболинский,Г.А.Левит, С.Я.Рожецкий выполнили теоретические исследования и оценку влиянияаномалий силы тяжести, уклонений отвесной линии, превышений геоида надреференц-эллипсоидом на работу инерциальных навигационных систем. Они показали,что в определенных условиях погрешности выработки основных навигационныхпараметров, обусловленные “геодезическими неопределенностями”, могут быть равныили больше инструментальных погрешностей этих систем. В 1970г. Б.Е.Ивановуказал на необходимость учета кривизны геоида в океане при решениинавигационных задач [139, 140). В 1971г. Б.Г.Попов обосновал идею использованиягравиметрических данных для обеспечения навигационной безопасности плавания,которую в дальнейшем развили И.Г.Емельянова, В.II.Леньков, С.Н.Процаенко.Специалисты института Е.А.Денесюк, И.Г.Емельянова, II.И.Малеев, Б.Г.Попов,В.Д.Чумаков и другие обосновали возможность определения скорости хода и широтыместа судна но гравитационному полю. В 1970-1980гг. под руководствомВ.Д.Чумакова был детально разработан математический метод решения задачиопределения координат места в полигонах с применением бортовой ЭВМ, обоснованыкритерии выбора полигонов и практически реализован способ определения места порельефу дна и гравитационному полю совместно с разработчиками навигационногокомплекса.
Научно-теоретическиеи экспериментальные исследования НИГШИ методически обеспечили и активизировалипроведение геофизических работ на флотах. В 1964г. в экспедициях былисформированы геофизические отряды. Для оказания помощи в ускоренной подготовкевысокопрофессиональных кадров в институте проводились краткосрочные учебныесборы офицеров геофизических отрядов экспедиций, в училище вводились новыеуглубленные программы обучения курсантов-гидрографов.
Кначалу 60-х гг. общее представление о геофизических полях и рельефе днаАрктического бассейна базировалось на отдельных случайных измерениях,полученных по пути дрейфа полярных станций и ледокольных судов (СП-1 в1936-1938гг… СП-2 в 1950-1951гг., СП-3 в 1954-1955гг., “Георгий Седов” в1937-1938гг.), а также в 1954-1959гг. при посадках самолетов на лед в периодвыполнения различных исследований. Активное участие в этих работах принимали ивоенные гидрографы Н.М.Аносов, А.Н.Воронов, Р.И.Гоноровский, Р.А.Дубовик,А.А.Мазепа, М.Ф.Перминов, А.Я.Свердлов, А.Г.Светлев, П.Н.Селиванов,А.И.Сорокин, И.В.Сытинский и др. К тому времени был открыт хребет Ломоносова,имелись отдельные наблюдения (около 500пунктов) гравитационного и магнитногополей.
В1961г. на ледовой базе ААНИИ СП-13 была развернута первая Высокоширотнаявоздушная экспедиция Северного флота под руководством начальника СГЭ СФЛ.И.Сенчуры.
Результатыпервых геофизических измерений были хотя и скромными, но обнадеживающими.Магнитные измерения, произведенные в 171 точке кварцевыми магнитометрами (QНМ иМ-2 и магнитной вариационной станцией, выполнялись по программе абсолютногомагнитного пункта. Сейсмозондирование (в 13 пунктах) осуществлялось24-канальной сейсморазведочной станцией СС-24п. Гравиметрическая съемка (на 79пунктах) производилась со льда во время посадок самолетов АН-2 и вертолетовМИ-4 сухопутными гравиметрами ГАК-Зм и ГАК-4м одновременно с измерениями 3-маятниковымприбором с фоторегистрацией ММП-П, размещенным в основном ледовом лагереэкспедиции. Работа маятникового прибора периодически контролировалась путемпривязки авиарейсами к береговым опорным гравиметрическим пунктам.
Дляаэромагнитной съемки с борта самолета ИЛ-14 использовались аэромагнитометрыАМ-13 и АЭМ-49. Координирование съемки обеспечивалось астрономическим (теодолитОТ-02) и радиодальномерным (с помощью РНС“Рым”) способами.
В1962-1963гг., благодаря результатам аэромагнитных съемок, удалось выявитьпредполагаемое местоположение неизвестного срединно-океанического хребта, гдебыли зафиксированы сильные магнитные аномалии. Сейсмозондирование позволилоопределить генеральное направление его вероятного простирания, а экспедиция1965г. подтвердила его фактическое наличие и частично исследовала. Это сталонаучным открытием мирового масштаба, что было засвидетельствовано на Второммеждународном океанографическом конгрессе в 1966г.
С1962 по 1989г. Гидрографической службой ВМФ было проведено 28 высокоширотныхвоздушных экспедиций. Геофизическими исследованиями в разные годы руководиликомандиры геофизических отрядов (партий): А.М.Абакумов, С.Ф.Бойцов,Б.В.Буланов, С.Н.Гудков, К.С.Гудкович, В.Б.Детинин, Р.А.Дубовик, С.М.Еремин,П.М.Ершов, Н.Н.Замятин, Ф.В.Кузин, Ю.А.Курочкин, М.И.Криштапович, А.П.Макорта,В.А.Митюхляев, О.М.Никандров, В.В.Николайчук, В.И.Пелипко, Н.К.Тимошенко,Н.Г.Ягодницын и другие.
Вмарте-апреле 1969г. гидрографы Тихоокеанской океанографической экспедиции(В.И.Егоров, Е.Г.Георгов, Ю.В.Горбунов, В.Д.Мищенко и др.) выполнялианалогичные исследования на дрейфующем льду Чукотского моря (350пунктовгравиметрических измерений, 307 — магнитных, 40 -сейсмозондирований).
Достижениягеофизических исследований стали возможными благодаря героическому трудуполярных летчиков, таких, как В.А.Борисов, В.Ф.Брыкин, М.С.Васильев,Я.Я.Дмитриев, Ю.Г.Журавлев, Е.А.Карпов, Б.3.Ковченков, А.К.Кошман,Н.Г.Кривошеев, И.А.Левандовский, Н.И.Лысенко, Н.М.Троценко, А.Г.Халин,М.И.Шмелев и других.
Скаждым годом по мере внедрения более современной геофизической аппаратурысовершенствовались способы геофизических исследований, накапливался опытгеофизического изучения Арктического бассейна, повышались квалификация имастерство гидрографов Северной гидрографической экспедиции. Соответственноувеличивались объемы геофизических наблюдений (рекордным стал 1983г., когдабыли произведены наблюдения: гравиметрические — на 2491пункте, магнитные — на2456пунктах, сейсмические — на 1008пунктах). Безусловно, столь успешному проведениюгеофизических исследований в большой степени способствовалинаучно-теоретические разработки сотрудников различных институтов (прежде всегоНИГШИ, НИИГА, ЦНИИГАиК и др.): А.В.Иванова, А.М.Карасика, Ю.Г.Киселева,Г.И.Ноздрина, В.А.Литинского, А.Г.Пожарского, Б.Г.Попова, П.Н.Селиванова,О.Г.Щелованова, С.М.Щербакова и других. Вначале при проведении съемок со льдаруководствовались Инструкцией по наземной гравитационной разведке Министерствагеологии СССР, но она не учитывала условия работы на дрейфующем льду. В 1971г.на основе накопленного опыта и теоретических исследований ГУНиО МО [141—144 идр.] была издана Инструкция по гравиметрической съемке со льда [145].
Застойкость, мужество и достигнутые высокие результаты в ходе проведения первыхарктических экспедиций ряд военных гидрографов, занимавшихся геофизическимиисследованиями, были награждены орденами и медалями. Их напряженный труд, как ивсех полярников, был сопряжен с постоянным риском для жизни не только во времяпервичных посадок самолетов на торосистый, с разводьями дрейфующий лед, но дажев короткие часы сна (как правило, не более 4-6 часов в сутки на протяжениидвух-трех месяцев) в палатке, под которой в любую минуту внезапно моглаобразоваться ледовая трещина всепоглощающей океанской бездны.
Результатыизучения геофизических полей Земли в Северном Ледовитом океане оказались по сейдень в сравнении с другими океанами наиболее достоверными и полными. Помимообщенаучного и военно-прикладного назначения они широко используются присоздании различного рода геологических карт, а также при решениимеждународно-правовых проблем обоснования внешних границ континентальногошельфа России в Северном Ледовитом океане.
Особуюстраницу в истории геофизических исследований Военно-Морского Флота вписали гидрографыСеверной гидрографической и Тихоокеанской океанографической экспедиций (ТОЭ) вдальних океанских походах на подводных лодках. Как было отмечено выше, дляуточнения формы и размеров Земли требовалось проведение гравиметрическихизмерений на всей акватории Мирового океана. Если такие измерения с необходимойточностью и подробностью в Северном Ледовитом океане регулярно проводились сдрейфующего льда уже с 1962г., то для открытых удаленных районовАтлантического, Тихого и Индийского океанов требуемую точность гравиметрическихизмерений к тому времени можно было достичь только с помощью маятниковыхнаблюдений с подводных лодок.
Осенью1968г. дизельная подводная лодка Тихоокеанского флота совершила длительноеплавание в северной части Тихого океана. Маятниковые измерения прибором ММП-Ппод руководством В.П.Строева впервые выполняли в этом походе военные гидрографыВ.И.Федотов (ТОЭ) и А.Г.Иевлев (НИГШИ).В результате были проведены измерения в80пунктах по маршруту протяженностью около 10000 миль. Начало было положено,был приобретен необходимый практический опыт, который успешно использовался вследующих походах.
В1969г. уже две дизельные подводные лодки (Северного и Тихоокеанского флотов)почти одновременно вышли в море. Их маршруты были проложены через Атлантическийи Тихий океаны в Индийский. Гравиметрические партии в количестве 3-4гидрографов на каждом корабле выполняли измерения приборами ММП-П. До 1983г.подобные походы на СФ и ТОФ совершались почти ежегодно. Всего было совершенооколо двух десятков походов подводных лодок, во время которых выполнено более2000подводных маятниковых наблюдений на пунктах, равномерно распределенных новсей акватории Мирового океана. Производством измерений на подводных лодкахруководили командиры гравиметрических партий: В.Л.Бачкис, В.В.Белов,Б.И.Богданов, В.П.Боровой, Б.В.Буланов, В.Б.Детинин, В.Б.Глебов, В.И.Егоров,Н.А.Замятин, В.Г.Зимичев, В.И.Зыков, В.М.Козлов, В.В.Кочегин, Ю.А.Кунреев,А.С.Лысенко, В.Д.Мищенко, М.И.Морозов, О.М.Никандров, С.М.Николаев, В.А.Покотилов,А.Г.Тихонов, В.И.Федотов, Я.В.Филиппов, Л.И.Филонов, В.П.Шанин и другие.Некоторые из них участвовали в нескольких походах, многие удостоеныправительственных наград.
Ещев 1965-1966гг. Е.Ф.Кузьмин, Б.Е.Попов, И.Д.Понявин (НИГШИ), используяэкспериментальные образцы гравиметров типа ГАЛ (прототип МЕФ), доказаливозможность проведения подводных гравиметрических съемок с атомных подводныхлодок. Это позволило гидрографам СЕЭ (А.К.Воловину, В.А.Васильцову,В.Б.Детинину, Ю.С.Еудковичу, Н.М.Кузьмину, В.В.Николайчуку, В.И.Лемешеву,В.С.Прохорову, Ю.Е.Рожкову, И.В.Седову, А.В.Чичаеву, М.А.Эльгорту и другим) впоходах на атомных подводных лодках подо льдами Арктики совместить проведениемаятниковых наблюдений и гравиметрических измерений. Благодаря площадным съемкамудалось существенно детализировать информацию о характере гравитационного ноляна отдельных участках и значительно уточнить результаты дискретных съемок сольда. Особенно ценной была эта информация в аномальных и высокоградиентныхрайонах рифтовых зон, а также на кромках ледовых полей, где из-за сильныхподвижек льда выполнить необходимые измерения авиадесантным способом неудавалось.
В1966г. гидрографы ТОЭ (Н.В.Безруков, В.И.Егоров, Е.А.Свинаренко и др.) подруководством геологов первыми в Гидрографической службе ВМФ выполниликомплексные геофизические исследования (электроразведка, гравиметрическая имагнитная съемки) с борта гидрографических судов “Охотск” (судовые маятниковыеизмерения прибором ММП-П), “Румб” (43пункта донной гравиметрической съемки) и“ЕС-68” в Пенжинской губе Охотского моря. Два года спустя донную съемку началигидрографы-североморцы (Р.А.Дубовик, В.И.Зыков, В.П.Метлюхов, О.А.Сухих и др.)с гису “Буйреп” у острова Кильдин в Баренцевом море (52пункта).
Вдальнейшем из-за малой производительности и большой трудоемкости доннаягравиметрическая съемка, несмотря на сравнительно высокую точность,выполнялась, как правило, для стыковки сухопутной и морской надводной съемок встесненных для плавания мелководных прибрежных районах в основном на Северномфлоте.
Систематическиесудовые гравиметрические измерения гидрографы Атлантической океанографическойэкспедиции (АОЭ) начали в 1967г., СГЭ — в 1969г., ОЭЧФ — в 1970г., а ТОЭ — в1975г. после появления первых образцов набортных морских гравиметров.Проведение морских судовых маятниковых измерений было возможным только принезначительном волнении моря (не свыше 2баллов), то есть во время стоянки судову причалов, на якоре или при небольшом дрейфе, например во льдах. Поэтому онибыли малоэффективны и служили, благодаря сравнительно высокой точностиизмерений приращений силы тяжести, средством для эталонирования морскихнабортных гравиметров.
До70-х гг. судовые маятниковые измерения выполнялись приборами ММП-П. В 1971г.они были заменены серийно выпускаемыми автоматизированными маятниковымиприборами АМП-1. В конце 80-хгг. их сменили демпфированные маятниковые приборыПДМ.
Развитиеморских гравиметров шло по пути разработки высокочувствительных датчиков игиростабилизированных платформ для них. До середины 80-хгг. на судахГидрографической службы ВМФ наиболее широко использовался морскойгиростабилизированный гравиметр с фоторегистрацией МГФ. С вводом в действиеотечественной спутниковой навигационной системы и нового автоматизированногоморского гравиметрического комплекса МГК точность гравиметрических съемок воткрытом океане повысилась в два-три раза при одновременном увеличении еепроизводительности.
Нарядус названными гравиметрами применялись (в основном в начальный период какэкспериментальные образцы) различные гравиметры зарубежного производства(ТССГ-67, 085-2, КСС-5), а также отечественные (ГМН-К, ГМН-72 и др.).
Досередины 70-хгг. судовые гравиметрические измерения проводились, как правило,попутно с промером на отдельных маршрутах в соответствии с изданными ГУНиОМО в1971г. инструкциями по морской гравиметрической съемке, использованиюмаятникового прибора АМН-1 и гравиметра МГФ (Б.X.Ганеев, В.С.Егорова,А.Г.Иевлев, А.В.Иванов, Б.Г.Попов, С.М.Щербаков, В.Н.Хоробрых) [146-148].
Основныеобъемы площадных гравиметрических съемок были выполнены, начиная с середины70-хгг., на океанографических исследовательских судах большого водоизмещения:“Абхазия”, “Аджария”, “АкадемикКрылов”, “АдмиралВладимирский”,“АндрейВилькицкий”, “Башкирия”. “ВасилийГоловнин”, “ВладимирКаврайский”,“ИванКрузенштерн” “ЛеонидДемин”, “ЛеонидСоболев”, “СеменДежнев”,“ФаддейБеллинсгаузен”, а также на гидрографических судах “Горизонт” и“НиколаеМатусевич”.
Наибольшийвклад в проведение съемок внесли (помимо вышеназванных гидрографов)гидрографы-балтийцы: А.Н.Баршай, В.Н.Батиг, А.В.Бориков, А.3.Голубев,С.Н.Гузевич, С.Б.Зюбровский, К.В.Ковальчук, И.Н.Кочетов, А.Д.Мирошников,А.В.Мостовский, С.В.Процаенко, Б.М.Российский, В.И.Рыков, В.М.Хвиюзов,С.Б.Чернобродов и др.; гидрографы-тихоокеанцы: С.У.Анучин, В.Д.Евсеенко,А.Ю.Барков, Л.В.Зайцева, В.О.Мятелков, А.П.Пригода, А.П.Сердюченко,Т.М.Целоусова и др.; гидрографы-североморцы: С.В.Бехтольд. С.Бурштейн,Ф.В.Васильев, В.Грачев, В.Г.Горбатов, А.П.Макорта, Г.Н.Правдин, Н.И.Подгорный,И.Н.Полторацкий, В.М.Сошилов, А.В.Тарасович, А.П.Шарапов и др.;гидрографы-черноморцы Н.И.Догадин, Ю.Д.Голубев, П.М.Ершов, В.В.Залесский,В.А.Зимоглядов, В.П.Кравин, В.М.Мартинято, И.Б.Мернин, А.Б.Моисеев,Г.В.Михальчук, А.Д.Мовчанюк, Б.П.Савельев, В.С.Пархоменко, И.Н.Пшеничный,А.И.Туник, В.Д.Хмельницкий, А.К.Федоренко, В.В.Фроль, В.И.Хоменко и др.
Нижеприведен суммарный объем морских надводных гравиметрических измерений,выполненных экспедициями ГСВМФ.Экспедиция Период работ Количество пунктов Северная гидрографическая 1962-1992, 1995 168000 Тихоокеанская океанографическая 1966-1988 220000 Атлантическая океанографическая 1967-1988 358000 Океанографическая черноморская 1970-1991 188000 Всего ГС ВМФ 1962-1995 934000
Собранныйвоенными гидрографами и другими специалистами-гравиметристами нашей странымассив данных о характере гравитационного поля в Мировом океане совместно сматериалами спутниковых и астрономо-геодезических измерений послужил основойсоздания современной единой геоцентрической системы координат и решения другихприкладных задач.
Исследования магнитного поля
Исследованиявоенными гидрографами магнитного поля Земли в океанах и морях имеют давнююисторию.
Вначале века по предложению Петербургской академии наук и благодаря инициативе бывшеговоенного моряка академика М.А.Рыкачева (директора Главной геофизическойобсерватории) была организована генеральная магнитная съемка территории России.За 5лет (1910-1914) были произведены наземные и трехкомпонентные магнитныесъемки в 376пунктах, в том числе и вдоль морского побережья России [149].
Всвязи с началом первой мировой войны объем работ резко сократился. Главноегидрографическое управление и Магнитная комиссия Академии наук, прекраснопонимая важность повторных наблюдений на магнитных пунктах для определениявекового хода элементов геомагнитного ноля, поручили начальнику экспедицииСеверного Ледовитого океана (с 1920г.) гидрографу-геодезисту Н.В.Розе совершитьмаршрутный объезд северного района съемки. В 1918-1921гг. он определил 52 пунктав Петроградской, Новгородской, Олонецкой, Вологодской и Архангельскойгуберниях. В 1921г. Розе впервые определил три магнитных пункта на северномострове Новой Земли — на леднике Норденшельда, в бухте Битней н в заливеБлагополучия. На пунктах наблюдались магнитное склонение и наклонение,горизонтальная, вертикальная, северная и западная составляющие геомагнитногополя, а также определялось полное напряжение поля Т*. Измеренные параметры былиприведены к эпохе 1920г. [1501.
Кначалу 20-х гг. на севере России имелось уже до 500пунктов магнитных измерений,выполненных в основном российскими гидрографами. Для приведения их к однойэпохе нужна была постоянная магнитная обсерватория. В 1923г. Н.В.Розе построилмагнитную обсерваторию на острове Новая Земля у восточного входа в проливМаточкин Шар. С 15сентября 1923г. здесь начались постоянные наблюденияабсолютных значений склонения, наклонения и напряженности ноля. В последующиегоды такие же магнитные обсерватории были созданы в целом ряде пунктов насеверном побережье России от границы с Норвегией до Берингова пролива, а такжена одном из островов Земли Франца-Иосифа [149, 151].
Вначале 1920г. Н.Никольский составил новую карту склонения для Каспийского моряна эпоху 1920г., для чего использовал каталог из 130пунктов, куда вошлинаблюдения Н.А.Ивашинцова, Н.Л.Пущина, М.А.Рыкачева, И.Б.Шпиндлера,Д.А.Смирнова и др. [152].
В1923г. по инициативе Главной геофизической обсерватории (ГГО) при ней былсформирован геомагнитный отдел, основной задачей которого являлись подготовка ипроведение на территории СССР генеральной магнитной съемки. На организациюсъемки потребовалось семь лет, в течение которых были подготовлены кадры,аппаратура, составлен план съемки и образована служба векового хода. Дляруководства съемкой ГГО создала особое бюро генеральной магнитной съемки. В1925-1937гг. его возглавлял Н.В.Розе [153].
Всоответствии с постановлением Совета Народных Комиссаров от 21 августа 1930г.генеральная магнитная съемка, приостановленная в 1917г., была продолжена. В 1932г.по инициативе Н.В.Розе создается Институт земного магнетизма, который вдальнейшем вырос в крупное научное учреждение страны — Институт земногомагнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Академии наук СССР (ИЗМИРАН).
До1925г. в России составлялись магнитные карты только на отдельные районы.Институт земного магнетизма создал первые магнитные карты на территорию всегоСоветского Союза и его окраинных и внутренних морей для эпохи 1925г. В связи скрайне неравномерным расположением пунктов наблюдений (их было мало в восточнойчасти страны) изолинии в азиатской части СССР на этих картах давали лишь самоеповерхностное представление о распределении элементов земного магнетизма в этомрайоне [149]. К 1950г. вся территория Советского Союза была покрыта новымимагнитными пунктами, число которых достигло 26000. При выполнении генеральнойсъемки использовались отечественные магнитометры М-1 и М-2 [149]. Результатысъемки способствовали решению многих научных и практических задач и внесливесомый вклад в составление мировых магнитных карт.
Военныегидрографы в 1930-хгг. определяли трехкомпонентные пункты в прибрежной зоне исклонение в открытом море.
Присоставлении мировых магнитных карт возникла острая необходимость в проведениирегулярных измерений элементов магнитного поля Земли на всей акватории Мировогоокеана. Первые компонентные измерения в море были осуществлены институтомКарнеги (США) с 1905 по 1929г. на деревянной бригантине “Галилей” и немагнитнойяхте “Карнеги”. Магнитные наблюдения проводились в отдельных точках со среднимрасстоянием между ними около 200км по маршруту плавания. На обоих судахизмерялись склонение, наклонение и горизонтальная составляющая магнитного поляЗемли в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. К 1929г. общее количествоопределенных пунктов по всем элементам достигло около 7500.
Послегибели “Карнеги” в 1929г. морские магнитные исследования в других странахбольше не производились до ввода в строй в 1953г. советской немагнитной шхуны“Заря”. Главной причиной такого положения было отсутствие надежных приборов,позволявших измерять магнитное поле Земли в условиях качки судна, и специальныхсудов, так как получить достоверные измерения на судах с металлическимикорпусами было невозможно [154].
С1953г. начался новый этап интенсивного изучения магнитного ноля Земли в водахМирового океана, связанный с плаваниями советского немагнитногонаучно-исследовательского судна “Заря”. Парусно-моторная шхуна “Заря”водоизмещением 630т была построена в 1952г. в Финляндии из немагнитныхматериалов, а двигатель, научное оборудование и его монтаж были сделаны в СССР.С 1953 по 1955г. судно проходило опытную эксплуатацию, в период которойвыполняло магнитные съемки в Балтийском, Северном, Норвежском и Баренцевомморях, а в 1956г. осуществило первое большое плавание в Северную Атлантику. Вовремя плаваний “Зари” определялись четыре элемента магнитного поля Земли:склонение D, наклонение J, вертикальная составляющая Z и вектор индукции Т.Измерения производились на ходу непрерывно. До 1985г. “Заря” выполнила25экспедиционных рейсов во всех океанах и многих морях. Съемка была выполненана галсах общей протяженностью 356815 миль (660108км). В 1959г. программаисследований “Зари” пополнилась ионосферными наблюдениями и измеренияминейтронной составляющей космических лучей, а с 1968г. в течение 10летодновременно с магнитными проводились и гравиметрические измерения [154].
Поматериалам нис “Заря” были существенно уточнены представления о глобальнойпространственной структуре магнитного поля Земли в океанах, впервые выявленыособенности аномального магнитного поля в отдельных регионах и полученысведения о его вековых изменениях. В результате исследований, выполненных на“Заре” и по проекту “Магнит” (глобальная аэромагнитная съемка американскими учеными,была повышена точность мировых карт элементов геомагнитного поля, в частностикарт склонения до 0,5° [155].
Указанныевыше обстоятельства, а также резко возросшие технические возможности выполненияморских магнитометрических измерений определили глубокий интерес кисследованиям и активизировали изучение геомагнитного поля Мирового океана.
Вначале 1960-хгг. гидрографические экспедиции ВМФ начали морские съемки вектораиндукции геомагнитного поля Т с надводных судов. На судах Гидрографическойслужбы ВМФ проводились совместные работы гидрографов и специалистов НИИГА иИЗМИРАН. Так, в 1962г. на эос “Крузенштерн” экспедиция НИИГА во главе спрофессором Р.М.Деменицкой выполнила с помощью экспериментальногоферрозондового магнитометра съемку вектора индукции Т по маршруту перехода инад банкой Метеор в Атлантическом океане. В этом же походе проводилсяэксперимент по зондированию естественного электрического поля.
Вначальный период при производстве съемок использовались единичные образцызарубежных морских магнитометров и макеты приборов, изготовленные гидрографами(например, такой макет в 1968г. был создан в Атлантической океанографическойэкспедиции под руководством С.Н.Гузевича) [156]. В 1970-х гг. вгидрографических экспедициях стали применять квантово-оптические магнитометрыКМ-2М, выпущенные малой серией Специальным конструкторским бюро физическогоприборостроения АНСССР. Однако массовые магнитные съемки начались только с1977г., когда на флоты поступили серийные протонные буксируемые магнитометрыМБМ-1.
Морскуюмагнитную съемку выполняли, как правило, попутно в комплексе с другимигидрографическими работами.
Досередины 1980-х гг. магнитные измерения регламентировались инструкцией номорской магнитной съемке издания 1972г. (Р.Б.Семевский, Е.И.Чернобуров). Помере накопления опыта исследований [157-163] и появления новоймагнитометрической аппаратуры возникла необходимость переработки этогодокумента и в 1987г. вышла в свет новая Инструкция по морской магнитной съемке(ИМ-86).составленная С.Н.Гузевичем, Б.Н.Деминым, Т.М.Кулагиной, В.Д.Мищенко иК.Г.Ставровым.
Какуже отмечалось, Северная гидрографическая экспедиция приступила к магнитнымсъемкам на море в 1961г., а Атлантическая — в 1962г. Тихоокеанские гидрографывпервые стали участвовать в выполнении морских магнитных съемок в 1966г.*, ачерноморцы — в 1973г.
К1991г. гидрографы Северного флота в Северном Ледовитом океане определили сольда склонение О, горизонтальную составляющую геомагнитного ноля Н,вертикальную составляющую Z и вектор индукции T более чем в 22000 пунктов наплощади 4241тыс.кв.км, аэромагнитная съемка для определения вектора Т проведенана площади 4611тыс.кв.км, было определено несколько сотен пунктов с измерениемчетырех компонент геомагнитного поля на побережьях полярных морей. Ни в одномокеане нашей планеты, кроме Северного Ледовитого, нет такой подробной исовременной компонентной магнитной съемки по всей его акватории.
Общийобъем морской магнитной съемки, выполненной экспедициями Гидрографическойслужбы ВМФ во всех океанах и окраинных морях России с помощью буксируемыхТ-магнитометров, приведен в таблице.Экспедиция Период работ Объем работ, лин. км Северная гидрографическая 1976-1990 600000 Тихоокеанская океанографическая 1966-1990 1270000 Атлантическая океанографическая 1962-1990 2233000 Океанографическая черноморская 1973-1990 946000 Всего ГС ВМФ 1962-1990 5049000
Втаблице приведены объемы съемок, выполненные одновременно с промером приобследовании рельефа дна на больших площадях. Кроме того, морская магнитнаясъемка выполнялась и на маршрутах переходов в районы исследований и обратно вбазу, что в сумме составило еще 1722тыс.лин.км.
Собранныйвоенными гидрографами обширный материал о характеристиках геомагнитного поля вМировом океане используется при решении различных научных и прикладных задач.
В 1966г. была выполнена первая морская магнитнаясъемка в Пенжинской губе Охотского моря, затем наступил перерыв, и массовыемагнитные съемки на Тихом океане начались с 1976г.
Список литературы
Для подготовки данной работы былииспользованы материалы с сайта www.navy.ru/