Экспедиционные исследования в рейсах НИС «Дмитрий Менделеев» и их основные научные результаты

Научно-исследовательское судно Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии Наук «Дмитрий Менделеев» было построено в 1968 году и вышло в свой первый научный рейс в феврале 1969 года. Экспедиционные плавания продолжались в течение 24-х лет и завершились в 1993 году после рейса в Арктику. Всего за указанный период было выполнено 50 рейсов. Научными отрядами собран огромный материал по всем направлениям океанологической науки, приведший к ряду научных открытий и обобщениям теоретического порядка. Полученные данные послужили основой для многочисленных публикаций в нашей стране и за рубежом.

В настоящей работе делается попытка осветить главнейшие результаты исследований в океанах и морях по всем экспедиционным рейсам судна, сгруппированным по признаку тематической направленности, объединяя иногда некоторые направления в тех случаях, когда рейсы носили комплексный характер.

Прежде всего, следует сказать о I - ом рейсе «Дмитрий Менделеев» (1969 год, начальник Г.Н. Иванов-Францкевич), юбилей которого отмечался в ИО РАН в 1999 году. Рейс проходил в тропической полосе Атлантического океана и имел главной целью испытания на больших глубинах систем оборудования и приборов. В частности, было выполнено траление в глубоководном желобе Пуэрто-Рико. Попутно проводилось изучение пространственной структуры и динамики вод в пределах тропической полосы вод Атлантики. Проверка приборов, последующая доделка и усовершенствование оборудования, в том числе палубного, позволили успешно провести исследования во всех последующих 49-ти рейсах судна.

Может быть выделено пять тематических направлений рейсов, которые в количественном выражении распределились следующим образом:

В двух рейсах, 21-ом и 22-ом, при выполнении гидрофизических, геологических и биологических работ использовался подводный обитаемый аппарат «Пайсис»

Распределение рейсов по акваториям было следующим:

Основные результаты работ по рейсам гидрофизического направления

Первые четыре рейса (и частично пятый) проходили почти исключительно в тропической полосе вод Атлантики. О I-ом рейсе было сказано выше. В трех последующих: 2-ой (1969 год, Р.В. Озмидов); 3-й ( 1970 год, Л.М. Фомин) изучались особенности структуры и спектральных функций океанической турбулентности, метеорологических явлений в тропиках, а также структуры экваториальных течений, Гольфстрима, пассатных течений и другие явления. Обнаружено явление меандрирования течения Кромвелла и его асимметрия относительно экватора (А.С. Монин, Л.М. Фомин). На переходе из Атлантики через Индийский в Тихий океан, проводились исследования турбулентности структуры внутренних волн. Впервые были получены характеристики турбулентности на больших глубинах океана (свыше 1000 м) и тонкой структуры поля скорости (Р.В. Озмидов, А.С. Монин).

В Индийском океане в 10-м рейсе (1973 год, В.И. Войтов) исследовались оптические характеристики вод, их рассеивающие и поглощающие свойства, зависящие от наличия взвеси и растворенной органики. Впервые определены наклоны короткопериодных внутренних волн.

Начиная с 11-го рейса (1973 год, Р.В. Озмидов) гидрофизические исследования окончательно переносятся в Тихий океан (с редкими выходами в восточную часть Индийского) и посвящаются, в основном, изучению пространственного распределения основных гидрологических характеристик, гидрофизических полей, их мезо- и макромасштабной временной изменчивости.

В 12-ом рейсе (1974 год, Г.Н. Иванов-Францкевич) и в 15-ом (1975 год, В.А. Ширей) работы велись в основном на полигонах в северо- западной части Тихого океана и были направлены на исследования механизмов генерации турбулентности тонкой структуры и внутренних волн.

В 19-ом рейсе (1977 год, Р.В. Озмидов) открыт мезомасштабный антициклонический вихрь, образовавшийся в меандре Куросио к югу от основной струи этого течения.

В 22-ом рейсе (1978 год, Р.В. Озмидов) с помощью ПОА «Пайсис» получены уникальные сведения о турбулентных процессах в придонных слоях океана, о тонкой структуре океанических полей и внутренних волн юго-западной части Индийского океанов.

Впервые для Тихого океана в 24-ом рейсе «Дмитрий Менделеев» установлено явление меандрирования экваториальных течений и определены их параметры (1980 год, В.Т. Пака). Получены новые данные о микроструктуре и турбулентности вод, их связи с поверхностным волнением и температурными показателями.

В 26-ом рейсе (1980 год, Л.М. Фомин) в Индийском океане, в районе Маскаренского хребта, обнаружена область с исключительно мощными высокочастотными внутренними волнами, возникающими в результате набегания баротропного прилива на подводные возвышенности.

Исследование характера пространственно-временной изменчивости гидрофизических полей в зоне Полярного фронта по проекту «ПОЛИМОДЕ» проводились в 27-м рейсе (1981 год, В.А. Бубнов). Эти исследования были продолжены в 30-ом рейсе судна (1982 год, И.Ф. Шадрин), когда полностью подтвердилось представление о разделении Антарктического Циркумполярного течения (АЦТ) на две струи с двумя фронтальными разделами: собственно Полярным фронтом и Субантарктическим фронтом.

32-ой рейс «Дмитрий Менделеев» (1984 год, Б.Н. Филюшкин) был акустическим. Изучалось распространение звука низкочастотной реверберации на меридиональном разрезе в Тихом океане. Впервые исследованы характеристики частотно-модулированных сигналов на протяженных трассах, проводились испытания новых технических средств, усовершенствовались методы изучения акустических шумов по проекту «АКУСТИКА».

Исследования закономерностей распространения лазерного излучения на трассе атмосфера – океан проводилось в 36-м рейсе (1985 год, В.П. Николаев) в морях Тонга, Филиппинском, Фиджи и Каролинском. Впервые изучено влияние бактерий на оптические свойства воды. Аналогичным по тематике был и 39-й рейс (1987 год, В.И. Войтов), когда в Филиппинском море также велись наблюдения за лазерным излучением.

Еще ранее, судно перешло в северо-восточную часть Тихого океана, где в 37-м рейсе (1986 год, И.Ф. Шадрин) в зоне Калифорнийского течения велись наблюдения скоростей, и детально исследовался топографический вихрь. Одновременно на полигонах сейсмоакустическми методами изучался осадочный покров, мощности и плотности слоев. Зарегистрировано более 200 землетрясений.

Последним тихоокеанским рейсом был 40-1 (1987 год, В.А. Бубнов). Получены представления о непрерывной пространственно-временной эволюции полей течений и гидрографических характеристик северо-западной части Тихого океана.

Двумя короткими рейсами в Атлантическом океане завершились экспедиционные плавания НИС «Дмитрий Менделеев» по тематике гидрофизического направления. В 46-ом рейсе (конец 1991 года, В.М. Журбас) исследовались мелкомасштабная турбулентность, тонкая структура гидрофизических полей, процессы взаимодействия океана и атмосферы. В 48-ом (середина 1993 года, Д.Ю. Корякин) проводились гравиметрическая и гидромагнитная съемки в сочетании с работами на полигонах с многолучевым эхолотом по картированию рельефа дна.

Основные результаты работ по рейсам геолого-геофизического и геохимического направлений