Геофизические исследования в океанах и морях

До начала 60-х гг. геофизические исследования в деятельности Гидрографической службы ВМФ носили ограниченный, эпизодический и главным образом научно-экспериментальный характер.

Началу широкомасштабного и планомерного изучения Военно-Морским Флотом геофизических полей Земли, в первую очередь гравитационного и магнитного, способствовали следующие два фактора: появление советского атомного подводного флота и запуск искусственных спутников Земли.

С созданием атомных подводных лодок, способных совершать автономное плавание подо льдами Арктики, потребовалось в кратчайший срок произвести картографирование Арктического бассейна, до этого наименее изученного. Благодаря высокой степени корреляции между стационарными геофизическими полями и рельефом дна было решено применить геофизические способы исследования рельефа, привести аэромагнитную съемку и сейсмозондирование, что позволяло за короткий период максимально охватить наибольшую площадь изучаемой акватории, выявить наиболее характерные крупные формы рельефа дна и в результате рационально спланировать подробность точечных промерных работ со льда эхолотами.

Запуск искусственных спутников Земли и появление баллистических ракет вызвали необходимость расчета траекторий их полета, что в значительной степени определялось знанием с высокой точностью параметров гравитационного поля Земли на всей поверхности планеты для существенного уточнения ее формы и размеров и правильного выбора единой геоцентрической системы координат. Измерение ускорений силы тяжести в морях и океанах (на 71% площади всей поверхности планеты) могло быть осуществлено только путем широкомасштабного проведения морских гравиметрических съемок (надводных, подводных, донных, ледовых).

Очевидно, что обе проблемы по масштабности, трудоемкости, оперативности и сложности разрешения требовали концентрации больших усилий и затрат на государственном уровне.

После принятия соответствующих правительственных постановлений и решений был разработан ряд междуведомственных программ и планов, среди которых наиболее важными стали пятилетние планы Мировой гравиметрической съемки, объединявшие силы и средства Министерства обороны (Гидрографической службы ВМФ и Военно-топографической службы ВССССР), Главного управления геодезии и картографии при Совете Министров СССР, Министерства геологии СССР, Академии наук СССР и других ведомств.

Так как история развития исследований гравитационного и магнитного полей в морях и океанах различается по срокам, то представляется целесообразным рассмотреть ее раздельно по этим двум полям.

Исследования гравитационного поля

Развитие гравиметрических исследований в Советском Союзе характеризовалось широким размахом и плановостью работ, координируемых в масштабах страны. Первые гравиметрические съемки начались при поддержке Совета Труда и Обороны уже в 1921г. в районе Курской магнитной аномалии. По мере развертывания теоретических и прикладных научных исследований выявлялась тесная связь гравиметрии с геодезией, геологией, океанографией и другими дисциплинами.

В 1927г. сильное Крымское землетрясение полностью разрушило Ялту. Выясняя причины сейсмичности Крыма, доцент Московского государственного университета (МГУ) Л.В.Сорокин в 1928-1929гг. выполнял гравиметрическую съемку на полуострове и пришел к выводу о необходимости продолжить измерения в море. В июле-сентябре 1930 г. на Черном море он произвел первые в отечественной практике экспериментальные измерения ускорения силы тяжести с подводной лодки. Эксперимент завершился успешно, и в дальнейшем Сорокин выполнил съемки с подводных лодок в Черном (1933-1935), Японском (1937), Охотском (1937) и Баренцевом (1947) морях [132, 134, 135]. Его измерения отличались достаточно высокой точностью: как показали современные гравиметрические работы, систематическая погрешность съемок Сорокина не превышала 2мГал, а средняя квадратическая — ±10мГал [51].

В 1932г. начались работы в соответствии с правительственным Постановлением об организации общей гравиметрической съемки СССР. Для решения поставленной задачи в МГУ началась подготовка специалистов по гравиметрии, а в Центральном научно-исследовательском институте геодезии, аэрофотосъемки и картографии (ЦНИИГАиК) впервые в России был налажен выпуск гравиметрической аппаратуры для съемок на суше. В ходе общей гравиметрической съемки снова возник вопрос о необходимости расширения съемок на водной поверхности.

С началом первых маятниковых измерений на море с подводных лодок умами ученых завладела идея проведения гравиметрических наблюдений на борту надводных судов. Практически реализовать ее впервые удалось профессору В.В.Федынскому в 1935-1936гг. на баржах и танкерах на Каспийском море маятниковым прибором, сконструированным Л.В.Сорокиным.

Среди военных гидрографов пионером гравиметрических измерений на море являлся И.Д.Жонголович, много лет проработавший в Северной гидрографической экспедиции начальником геодезического отряда. Изучив работы Венинг-Мейнеса, он еще в 1928г. впервые в “Записках по гидрографии” высказал мысль о возможности проведения гравиметрических измерений на реках, “... поместив прибор на пароходе или еще лучше на барже” [133]. В 1935-1938гг. И.Д.Жонголович и студент ЛГУ В.X.Буйницкий провели опыты по определению силы тяжести маятниковым прибором в морях Северного Ледовитого океана во время дрейфа ледокольных пароходов “Садко” и “Седов” [136].

Результаты этих измерений ока