Научные работы Арктического всесоюзного института на Новой Земле

В шестидесятых годах прошлого столетия норвежский шкипер Мак, находясь у берегов Новой Земли, открыл большой залив, глубоко вдающийся внутрь острова и разделяющийся на ряд глубоких бухт. На одном из полуостровов его Мак нашел старинные русские кресты с надписью: "Был здесь шуеречанин коршик Степан Борисов со товарищи, у острова Баренци, а по-старому Богатого". В честь этих неизвестных мореплавателей, впервые проникших в эти отдаленные места, залив и был назван, Русской гаванью".

С тех пор прошло около семидесяти лет, и в Русской гавани организовалась одна из станций Международного полярного года с особой программой: в ее задания входили исследования ледникового щита Новой Земли в его самой северной части, изучение геологии Северного острова и руководство работами по изучению высоких слоев стратосферы. Все эти работы велись пятью сотрудниками Всесоюзного арктического института — начальником станции М. М. Ермолаевым, доцентами Ленинградского университета — климатологом М. Н. Ќарбасниковым и геоботаником А. И. Зубковым, доктором Геттингенского института — геофизиком К. Велькеном и механиком и водителем аэросаней В. Э. Петерсеном. Кроме того, в составе экспедиции был студент Института народов Севера — Я. М. Ардеев. Для далеких экскурсий по щиту станция располагала 20 собаками, частично купленными на европейском севере, частично же полученными от гиляков с Амура, и, кроме того, имелись аэросани, предоставленные для испытания Центральным аэрогидродинамическим институтом.

Выехав 16 августа 1932 года из Архангельска на промысловом судне "Белуха", бывшем "Хобби", мы через несколько дней достигли Новой Земли и выгрузили наше имущество в Русской гавани. Постройка станции была закончена к 18 сентября, когда строительные рабочие были сняты зашедшим к нам с м. Челюскина "Русановым".

Ледниковый щит Новой Земли до самого последнего времени был пересечен всего один раз В. Ю. Визе, принимавшим участие в экспедиции Седова к Северному Полюсу; но что представляет собою Новоземельский ледник далее на север, каковы его границы, высоты, какова его динамика и каково его влияние на климат прилегающих частей Арктики все эти вопросы оставались неясными и требовали разрешения.

Ермолаев Михаил Михайлович (1905–1991) — советский исследователь Арктики, полярный геолог, практик и теоретик географии, гляциолог, геофизик, геохимик, океанолог. М. Ермолаев — один из наиболее ярких представителей эпохи романтиков и героев Арктики. Он предложил термин «термокарст», разработал понятие «географическое пространство», опубликовал свыше 500 научных работ. М. Ермолаев два десятилетия работал вместе с Р. Самойловичем в северных экспедициях: плавал вокруг Новой Земли, изучал её ледники, на восточном берегу архипелага открыл заливы Русанова, Неупокоева, Седова, составил их географические карты. В 1932–1933 годах был начальником полярной станции «Русская Гавань», находившейся на берегу одноимённого залива Северного острова архипелага Новая Земля. За организацию помощи голодающим новоземельским охотникам и спасение жизни германского учёного, работавшего в группе Ермолаева по программам Второго Международного полярного года, был награждён орденом Трудового Красного Знамени.

Наша экскурсионная работа началась еще осенью 1932 года. 22 октября мы впервые пересекли ледниковый щит по линии Русская гавань — Залив Благополучия на Карской стороне. Первая экскурсия была проведена на собаках и пешком, причем пересечение заняло четыре дня. По возвращении мы немедленно организовали второй поход на ледниковый щит для заброски продовольствия, палаток и горючего. На этот раз пошли уже на аэросанях, причем, пройдя без всяких затруднений зону трещин, достигли Карской стороны через час с небольшим. Оба эти пересечения дали чрезвычайно интересный материал как по гипсометрии щита, так и по вопросу об его отступании. Оказалось, что ледник стаивает по всей своей поверхности, даже в центральной части Новой Земли, где высоты достигали 750 метров. В результате такого длительного процесса на поновые верхность выходят горные хребты, еще не вполне освободившиеся от ледяного одеяла. Один из таких рождающихся горных хребтов мы назвали хребтом ЦАГИ. Однако, в этих горах в центральной части острова, выходящих отдельными островами из ледникового щита, уже начинается кое-какая жизнь. Здесь, над глубокими ледниковыми озерами, в цирках горного массива, мы нашли базар полярных чаек, гнездовье которых, несмотря на самые тщательные поиски, еще никем не было найдено на Новой Земле. Около этого места, во всех западинах и за всеми камешками, представляющими хотя бы самую незначительную защиту от ветра, ютятся первые цветы — неприхотливые, чахлые кустики полярного мака.

До наступления полярной темноты нам удалось пересечь ледниковый щит еще два раза, один — на аэросанях в район ледника Норденшельда, спускающегося к Карскому морю, другой на собаках к мысу Опасному, где мы предполагали заготовить мясо для собак на случай длительных экскурсий в этом направлении.

С наступлением полярной ночи начались стационарные работы, из которых особого внимания заслуживают работы по изучению верхних слоев стратосферы.

При производстве больших взрывов в средней Европе было обнаружено следующее явление: звук был слышен в области самого взрыва, на расстоянии нескольких десятков километров; за этой областью лежала зона молчания, в которой слышимость отсутствовала, и затем, на расстоянии 260 км, кольцом окружая ее, располагалась новая зона, где взрыв снова становился слышен. Измеряя скорость прохождения звука от места взрыва до места приема, установили, что кажущаяся скорость его распространения достигает вместо 360 всего 290 метров в секунду. Это показывает, что принимаемый во второй зоне слышимости звук проходит какой-то большой окружный путь, а не идет непосредственно по прямой от звукового источника к приемнику. Оказалось, что этот так называемый аномальный звуковой луч подымается вверх, попадает в верхние слои стратосферы, там изгибается и потом снова возврашается на землю в удаленной точке.

Почему же происходит это изгибание звукового луча? Здесь можно предположить существование трех возможностей. Во-первых, можно представить себе, что наверху проходит сильное воздушное течение. В этом случае, однако, в виду того, что ветер действует только в одном направлении, вторая, аномальная зона слышимости должна была бы иметь разомкнутую форму, а не форму кольца. Между тем специальные исследования в Германии, Англии и Франции показали, что на самом деле зона имеет вид кольца, и что, следовательно, нельзя приписывать явление аномального звука действию течений в стратосфере.

Во-вторых, можно предположить, что наверху находится слой какого-то легкого газа. Вычисления в этом случае показывают, что влияние этого слоя должно было бы ощущаться уже на тех высотах, которых достигают современные шары-зонды и стратостаты. Однако, полученные анализы воздуха заставляют отказаться и ог этого предположения.

Итак, остается третья возможность: наверху, в верхних слоях стратосферы, температура быстро возрастает, и, вместо вместо глубоко-отрицательных, там на самом деле имеют место высокие положительные температуры. Эта гипотеза, такая парадоксальная на первый взгляд, получила теперь всеобщее признание, и новые опыты продолжают подтверждать ее правильность. В чем же причина этого странного явления?

До самого последнего времени считалось почти твердо установленным, что причиной положительных температур в стратосфере является солнечное излучение, которое достигает огромной интенсивности на верхней границе атмосферы и вызывает целый ряд физико-химических процессов, в результате которых выделяются большие количества тепла. К таким явлениям в частности относится образование озона. В самом деле, спектроскопом в верхних частях воздушной оболочки было установлено наличие этого газа.

Однако, если эта гипотеза правильна, то в ночное время, когда солнечное излучение не действует, явление аномального звука, казалось бы, должно прекращаться. Но дело в том, что в умеренных широтах высокие слои воздушной оболочки Земли в течение суток не освещаются солнцем всего несколько часов; поэтому они не успевают остыть, и аномальный звук продолжает существовать и ночью.

Понятно, с каким интересом аэрологи всего мира следили за нашими работами, производившимися во время полярной ночи четырьмя советскими станциями. Ночные взрывы, когда в воздух взлетали 300 кг аммонала, производили колоссальное впечатление. Нервное напряжение в этот период достигало своего максимума. Для осуществления взрывов была необходима хорошая погода, a она упорно не устанавливалась; приходилось ждать ее неделями, все время находясь в боевой готовности. Временами бывало и так, что на соседних станциях ветер стихал, но в Русской гавани он продолжал бушевать; так, например, начиная с 7 по 28 января ветер дул, не переставая.

Наконец, сговорившись с нашими товарищами по работе инженером-физиком Фрейманом, находившемся на мысе Желания, Т. Исаевым в Маточкином шаре и д-ром И. Шольцем на Земле Франца-Иосифа, мы начали декабрьские; наиболее важные в научном отношении взрывы. Чтобы не возвращаться потом к этому вопросу, я, нарушая хронологический порядок, укажу на основные результаты, полученные нами по стратосфере: против Bсex ожиданий оказалось, что аномальный звук в период полярной ночи существует. Из всех 28 взрывов, произведенных нами B течение зимовки 1932-1933 года, явствует, как это показала обработка наших материалов, произведенная Велькеном и Фрейманом, что и в период полярной ночи верхние слои стратосферы на высоте 30-50 километров нагреты до высоких положительных температур, т. е. до +30 или +60 градусов Цельсия! Но что особенно интересно — этот теплый слой лежит ниже в зимнее время и выше в летнее.

Итак, источником положительных температур в высоких слоях стратосферы является не солнце, как предполагали, а какая-то другая, неизвестная нам еще причина, быть может, космическое излучение, приходящее из мирового пространства и до сих пор еще остающееся таинственным явлением в жизни нашей планеты!

Неожиданно, в самый разгар полярной ночи, в Арктику прорвались массы теплого воздуха, и в январе температура повысилась до -1,5 градуса. В связи с этим нам представилась возможность подробно изучить одно редкое и любопытное явление. Дело в том, что в наших широтах дневной цикл обычно протекает по следующей схеме: короткие тепловые лучи, идущие от солнца к земной поверхности, свободно проходят через атмосферу и, достигая поверхности земли, отдают ей свою энергию, нагревая ее. Нагретая земля начинает в свою очередь излучать тепло в пространство, и ее излучение поглощается воздухом, в частности заключенными в нем парами воды. Таким образом, происходит периодическое нагревание воздушных масс, следствием чего является суточный ход температуры с максимумом около полудня. Прорвавшись в Арктику из теплых широт, эти массы воздуха создали обратное явление: началось интенсивное нагревание земной поверхности, в результате которого на глубине одного метра температура поднялась с - 23 градусов до - 10. Иными словами, перед нами было нагревание почвы в Арктике... тропическим солнцем!

Наиболее интересным в климате Новой Земли являются местные ветры, иногда достигающие силы урагана и являющиеся прямым следствием влияния ледника на климат этой части. Арктики. Интересно остановиться на одном из самых злободневных вопросов Арктики. Как известно, в деле хозяйственного освоения Северного Морского Пути видную роль играет авиация. Наши самолеты производят ледовые разведки для ледоколов, проводящих караваны коммерческих судов в устье Енисея, Лены и на Дальний Восток. Для того, чтобы обеспечить работу авиаторов, необходимо знать режим ветров и уметь предсказать штормы, что в области ледникового щита почти невозможно, так как он оказывает сильно искажающее влияние. Во время нашей зимовки нам приходилось убеждаться в том, что предсказать местный ветер, так называемую "бору“, на основании хода барометра — невозможно. Более или менее верным признаком, могущим быть использованным для предсказания изменений в силе ветра, является степень падения температуры с высотой: если это падение нормально, т. е. не превышает 1° на 100 метров, то бора мало вероятна; если же оно больше, то бора наступает в сравнительно непродолжительном времени, однако достаточном для того, чтобы предупредить о ней самолеты. Отсюда видно, как важно для целей аэронавигации иметь ледниковую станцию. Достаточно сказать, что при сравнительно редких полетах над Новой Землей мы имели в один летний период две аварии самолетов.

Особенно интересны наши параллельные наблюдения над ветром на западном и восточном берегах Новой Земли, произведенные в ноябре 1932 года. Оказалось, что при ветре северного направления, достигающем на западном берегу всего 5-7 метров в секунду, на восточном разыгрывается шторм со скоростями ветра в 40 метров в сек. Наоборот, при ветре южных румбов шторм бушует на западной стороне, в то время как на восточной сравнительно спокойно. Сила боры бывает огромна. Во время зимы бывали случаи, когда ветер, не переставая, дул в течение 72 часов со средней силой 40 метров. При всем том такой том такой ураган дует только на одной стороне острова.

Даже в темное время, когда солнце не восходит и в полдень (а это длится примерно с 4 ноября до начала февраля), мы не прекращали своих экскурсий в центральные части ледника. Однако, погода в этой части Арктики, в связи с близостью крупного ледника, была настолько жестока, что нередко наши экскурсии заканчивались ночевками в снегу или просто на льду, причем сами мы порядком подмерзали и нередко возвращались из этих поездок с помороженными руками и лицами. Но постоянная тренировка в этом отношении приучила нас до некоторой степени к низким температурам при значительном ветре, что сыграло большую роль во время нашего путешествия вдоль Ново-Земельского ледникового щита, от Русской гавани до мыса Желания.

Как я уже упоминал, одной из наших основных задач было определение границ, распределения и жизни ледникового щита, для чего нам следовало изучить самые внутренние части его и определить его самые северные границы. Для проведения этих научных работ, а также для изучения строения центральной части северного острова нами была предпринята аэросанная экспедиция.

Кроме интересов чисто-научного характера, руководивших нами, наша поездка была вызвана и рядом других причин. Ранняя зима 1932 года задержала все суда, отправленные из Архангельска для снабжения становищ на Новой Земле, и потому на вынужденную зимовку, без продовольствия и достаточного количества одежды и оружия, остались на Новой Земле около 80 человек. В частности в Русской гавани на нашем пайке, выданном на год на пять человек, приходилось содержать 25 человек. Если бы из-за трудных ледовых условий ледоколу не удалось пройти к нам, то положение было бы чрезвычайно тяжелым, и нам заранее приходилось думать о переброске в этом случае нескольких человек из Русской гавани на мыс Желания, где им был выделен паек. Кроме того, в самый решительный момент, когда мы узнали о том, что "Красин" выходит на Новую Землю, с мыса Желания была получена телеграмма о том, что там перегорели микролампы, и радиосвязь грозила прерваться; у нас же был большой запас микрушек, которыми мы могли бы поделиться с мысом Желания.

Итак, 22 февраля мы вышли на санях из Русской гавани на мыс Желания (подробнее этот эпизод описан в очерке Пленники ледяного купола — belushka.ru). После шестичасового перехода, когда для наполнения бензином расходного бака нам пришлось остановить сани, — они примерзли к щиту, так как незадолго перед тем мы большим ходом прошли по снежному полю большой твердости, с массой камней и песка, принесенных ветром с окружающих гор, и лыжи поэтому сильно нагрелись. Аналогичное явление на больших самолетах иногда кончается крупными неприятностями, вплоть до выворачивания узлов шасси. у нас, правда, это не повело к порче аппарата, но зато сдвинуть его дальше мы уже не могли и принуждены были оставаться в бездействии в ожидании собачьей упряжки, которая должна, была выйти по нашему следу, если мы не придем на мыс Желания в двухдневный срок. Однако, непрерывные штормы не позволили им выйти за нами ранее 8 марта, а плохая дорога, на которой собаки потеряли когти, не позволила вспомогательной партии дойти до нашей стоянки, несмотря на все ее усилия.

Не дождавшись помощи со стороны Русской гавани, мы решили итти на мыс Желания пешком, так как в северной части острова штормы несравненно более редки, а огромное облако метели в стороне Русской гавани говорило о бушующем там урагане.

Весь переход наш наш длился шесть дней, во время которых пришлось пройти около 160 километров, неся на себе груз и теплую одежду. Положение осложнилось еще тем, что заболел Велькен, и нам с Петерсеном пришлось снять с него весь груз и временами помогать ему самому. Это сильно задерживало наше движение; провизия и горючее кончились, и мы принуждены были итти без пищи и воды в течение двух суток, ночуя в снежных домах-ямах, выкапываемых после дневного перехода. В виду полного истощения нашего спутника нам с Петерсеном пришлось изменить маршрут, повернуть к морю и здесь, в приметном месте, построить хижину из снега, оставив Велькену весь запас одежды и оружия, а самим итти спешно на м. Желания вдоль берега от Залива Красивого, для того, чтобы оказать помощь нашему товарищу уже со станции. Этот последний переход, равнявшийся 50 километрам, был пройден при крайнем напряжении в 12 часов.

Через три дня Велькен Велькен пришел вместе со вспомогательной партией Карамяна, которая нашла его в указанном нами месте и принесла ему пищу.

Не останавливаясь дольше на этой стороне похода, перечислю те научные результаты, которые нами были добыты во время семнадцатидневного перехода по щиту и жизни на леднике в снежных домах.

На всем протяжении пути мы не обнаружили области питания ледникового щита, т. е. весь Ново-Земельский ледник оказался ледником умирающим. Высоты ледникового щита немногим превышают 1000 метров, а толщина щита, вероятно, в среднем равна 450-500 метрам. На северном острове Новой Земли лежат два отделенные друг от друга ледниковых купола, разделенных глубокой долиной. Оба эти щита, пологими караваями спускаются к морю и здесь кончаются огромными моренами, высотою до 125 метров, нагромождениями щебня и камней, причем давление щита настолько велико, что зимой, когда таяние его конечной части прекращается, он двигает весь этот вал, вытесняя лежащие под ним озера.

В центральной части острова вытаивает большой, альпийского типа хребет с долинными ледниками, цирками и карами, местами еще только начинающими появляться из-под льда.

В северной части острова, по долине, разделяющей южный и северный щиты, проходит глубокий тектонический разлом, поворачивающий на 90 градусов систему горных складок, из которой построена Новая Земля.

По приходе "Красина“ на Новую Землю и возвращении в Русскую гавань мы, продолжая наши стационарные работы, не прекращавшиеся с самого момента приезда в Русскую гавань, начали и новые исследования: измерения толщины ледникового щита. Эти работы продолжались до самой осени. Их основным результатом является открытие новых гор и заливов, еще скрытых под ледником. Как оказалось, во многих местах, даже удаленных от берега, нижняя поверхность ледникового щита опускается под уровень океана на 200 - 250 метров, так что, если бы ледник стаял, здесь образовались бы новые заливы и, быть может, даже проливы.

При изучении хребтов центральной части острова нам пришлось встретиться с необычайно интересным фактом. Оказалось, что в ряде мест на горах, выходящих отдельными островами, на ледниковом щите видны морские прибойные линии, в изобилии разбросаны морские раковины, известковые водоросли и плавник, т. е. куски дерева, занесенные сюда морем. Иногда дерево это настолько свежо, что кажется, что море было здесь еще только вчера, хотя высота этих мест достигает 400 метров. Этот факт указывает на то, что в этой части Арктики, несомненно, сравнительно недавно имели место значительные поднятия земной коры и что само новоземельское оледенение должно быть сравнительно молодым, так как оно не уничтожило еще явных следов бывшего здесь недавно моря.

В отношении геологии удалось установить ряд новых и весьма интересных фактов, в частности доказать с несомненностью существование в этой части Арктики горообразовательных процессов в до-девонское время и существование девонского материка, край которого находился, вероятно, где-то вблизи современного новоземельского берега. Решение этих вопросов имеет самое непосредственное отношение к решению вопроса об оруденении новоземельских свит и о поисках в них полезных ископаемых.

5 октября 1933 года станция закончила свои работы, и сотрудники на "Красине" вернулись в Мурманск.

Если мы подведем итоги последним работам в Арктике, то увидим, что рост их колоссален. Многие части Арктики уже хозяйственно освоены нами, многие будут освоены в ближайшее время. Но до сих пор исследовалась, главным образом, прибрежная Арктика, и исследователи редко попадали в центральную часть арктических земель. Наша небольшая экспедиция показала, как много неожиданностей можно встретить в этих частях полярных стран и какой огромный научный и практический интерес представляет собою их изучение.

Вестник знания №4 1934