Способи вимірювання морських глибин
Протягом всього стародавнього періоду мореплавання питання про вимірювання глибин зводився виключно до промерам з метою убезпечити плавання біля берегів. Стародавній світ не володів ніякими досвідченими даними про дійсних глибинах морів і океанів далеко від берегів, і судження цього роду, що зустрічаються у вчених давнини, засновані були виключно на здогадках.
Перша спроба вимірювання океанської глибини, про яку до нас дійшли відомості, була зроблена Магелланом посеред Тихого океану і закінчилася невдачею – дна не дістали. Після цього минуло ще близько 300 років (від початку XVI до початку XIX століття), перш ніж поновилися ці досліди. Навіть такі знамениті дослідники океанів, як, наприклад, Кук (1769-1778 рр..), Лаперуз (1785-1788 рр..), Або навіть на початку XIX сторіччя Крузенштерн і Лисянський (Надія і Нева, 1803-1806 рр..), Фіцрой на кораблі Бігль, що плавав з Ч. Дарвіном п’ять років (1831-1836 рр..), і вони не займалися зовсім питанням про глибини тієї стихії, по поверхні якої вони плавали. Справа вимірювання глибин продовжувало залишатися обмеженим тільки прямий і найближчої практичною метою – безпекою мореплавства поблизу берегів.
Протягом першої чверті XIX століття з’являються спроби, правда майже завжди безуспішні, виміряти глибини океану. Вони були зроблені американськими морськими офіцерами в Атлантичному океані. Так, наприклад, лейтенант Паркер на фрегаті Сполучених Штатів Congress проти берегів Бразилії витравив близько 15 250 м лотлінь і, за його думку, не дістав дна (хоча насправді глибини тут близько 5500-6500 м).
Причини невдач глибоководних промірів полягали в наступному. При вимірі невеликих прибережних глибин про момент досягнення лотом дна судять за двома ознаками: по удару його об дно, що передається руці лотів, і по звільненню останньої від вантажу лота наслідком чого буває уповільнення в висучіваніі лотлінь. Нарешті,, коли лот знову обраний, то пристав до нижнього його кінця зразок грунту служить також доказом досягнення лотом дна.
Природно, що спочатку при вимірюванні океанських глибин був застосований той же спосіб, і знадобилося багато часу, поки зрозуміли, що він не може дати жодних результатів, тому що у випадку вимірювання океанської, тобто дуже великої глибини, відсутні обидва звичайних ознаки досягнення лотом дна. Удар лота про дно при глибині 3000 – 4000 м зовсім не передається по тросового, що не натягнутому, ліню наверх, а вага великої довжини витравленого лотлінь так значний,, що і після досягнення лотом дна лотлінь продовжує сукати за борт, на погляд з такою ж швидкістю, як і раніше. Недостатня фортеця лотлінь того часу не дозволяла піднімати лот, лотлінь звичайно ‘ при спробах вибирати його обривався, і тому остання ознака досягнення лотом дна – зразок грунту – також був відсутній.
Джемсу Кларку Россу, начальнику англійської антарктичної експедиції (1839-1841 рр..), Вдалося під час цього плавання знайти перший спосіб вимірювання океанських глибин, який дозволяв помічати момент досягнення лотом дна.
Виробляючи численні досліди вимірювання великих глибин. Д. К – Росс підмітив, що швидкості висучіванія лотлінь на початку і кінці виміру неоднакові, а саме: лотлінь від початку до деякого моменту вимірювання збігає з в’юшки рівномірно – уповільнено, а потім настає момент, коли збігання лотлінь стає майже рівномірним. Росс пояснив це таким чином. У міру збігання лотлінь довжина його у воді збільшується, а отже, і тертя об воду стає більше, і хоча вага витравленого частини лотлінь теж збільшується, але гальмує зусилля води настільки велике, що падіння лота і лотлінь робиться рівномірно – уповільненим. Коли ж лот досягне дна і лотлінь починає лягати на дно, то довжина його до поверхні води залишається постійною, вага і тертя теж перестають змінюватися, і збігання лотлінь стає майже рівномірним, що порушується тільки хитавицею судна, інерцією в’юшки і лотлінь.
Якщо на лотлінь покласти марки через однакові відстані, то,, помічаючи по годинах проміжки їх збігання, неважко бачити, що ‘ спочатку ці проміжки будуть все збільшуватись, а потім стають майже рівними один одному, то трохи збільшуючись, то зменшуючись. Очевидно, та довжина лотлінь, біля якої проміжки його збігання почали робитися рівними один одному, і є шукана глибина.
Ознакою Росса для визначення моменту досягнення лотом дна користувалися протягом 30 років. За цей проміжок часу були введені різні удосконалення, але основний принцип залишався той самий. Для того щоб краще, виразніше помітити момент досягнення дна, робили лотлінь можливо тонше і міцніше, старанно навивали його на в’юшку, дбали, щоб остання вільно оберталася на своїй осі. З іншого боку, вага лота збільшували, і таким шляхом досягали більш помітною і різкої зміни в характері ряду проміжків часу збігання сусідніх, однакових довжин лотлінь до торкання лотом дна і зараз же після того. З цілого ряду вимірювань були складені таблиці таких проміжків часу для певної товщини лотлінь і ваги лота. У всякому разі, все-таки багато чого залежало від досвіду і мистецтва спостерігача.
Однак підняти лот і дістати зразок грунту з океанської глибини не вдавалося, і при кожному вимірі доводилося втрачати лот і майже весь витравлений лотлінь.
У 1854 р. мічман флоту Сполучених Штатів Брук запропонував новий лот з відокремним вантажем в момент дотику лота на дно. Таким чином, при виборі лотлінь йому доводилося витримувати тільки вага випущеної за борт довжини його і ще невелика вага залізної трубки, що зберігала зразок грунту дна.
Завдяки винаходу Брука і користуючись прийомом Росса, стало вперше можливим діставання зразків грунту дна, тобто безсумнівного докази, що лот не пронесло, не кажучи вже про можливість уперше досліджувати характер грунту дна океанів на великих глибинах. Ідея отделяющегося вантажу застосовується і у всіх сучасних лотах.
Технічно в первісному лоті ідея Брука була виконана таким чином. Легка залізна трубка забезпечувалася вгорі двома лапками, обертатися на загальній осі. Верхні, більш довгі кінці лапок з’єднувалися коротким штерт, за який за допомогою особливого кільця брався лотлінь. Нижні, більш короткі кінці лапок служили для надягання на них петель від особливих штерт, протилежні кінці яких прикріплялися до кільця, надягають на трубку знизу. Вантажем служило звичайне ядро, просвердлений по діаметру, підтримувати на вазі за допомогою кільця з двома штерт, петлі яких надягали на лапки. Таким чином, вся ця система висіла на лотлінь і йшла з ним на дно, поки трубка лота нижнім кінцем не впирається в дно. Від удару кінець трубки заглиблювався трохи в грунт, зразок якого і залишався в пучку гусячого пір’я, укріплених в нижньому кінці трубки. Тим часом лотлінь ще продовжував збігати з в’юшки, через що у нього утворювалася слабина, лапки вгорі трубки, поступаючись тяжкості ядра, відгинаємо вниз, обидві петлі штерт зіскакували з них, і ядро звільнялося. З цього моменту на лине залишалася висіти тільки трубка з зразком грунту, яку разом з лотлінь і піднімали на борт.
Лот Брука дав можливість застосовувати важкий вантаж при тонкому лотлінь, внаслідок чого стало легше помічати момент досягнення лотом дна за ознакою Росса, потім виходили зразки грунту, і, нарешті, зберігався лотлінь.
Скоро по винаході лота Брука він був застосований при промере лінії від Ірландії до Ньюфаундленду з метою з’ясувати рельєф дна для прокладки першого підводного телеграфного кабелю (американець лейт. Берріман на пароплаві Arctic в 1856 р.); потім в 1859 р. англієць кап. 2 рангу Дейман на судні Cyclops вдруге проміряв ту ж лінію і на судні Gorgon – лінію від Ньюфаундленду до Азорських островів і звідти до Ла – Маншу. Це були перші грунтовні й систематичні вимірювання океанських глибин, які дали можливість прокласти першу телеграфні кабелі і побудувати першу карту рельєфу дна Північного Атлантичного океану, складену лейтенантом Морі.
При наступних вимірах поступово видозмінювали початкове вельми простий пристрій лота Брука і в більшій частині лотів замінили ядро декількома плоскими чавунними гирями, що дозволяли навантажувати лот, дивлячись по глибині, і отримувати великі зразки грунту дна із забезпеченням, що їх при підніманні НЕ вимиє з трубки лота. З останньою метою внизу трубки робили або клапани або крани, закриваємо при проходженні чавунних гир через нижній кінець трубки.
Для того щоб отримати повне поняття про вимірювання великих глибин за способом Росса, нижче наведений приклад, взятий з робіт англійською корветі Porcupine в 1869 р. в Біскайській затоці. Лотлінь був тросовий, окружністю в 0,8 дюйма і витримував на розрив 1330 фунтів (росіян), кожні 100 морських сажнів його важили близько 14 фунтів. Лот завантажувався 372 фунтами.
Лот йшов на дно 33 хв – 35 сек., А піднімали його парової лебідкою 2:00 2 хв.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)