Подводные исследования. Подводные аппараты для освоения морских глубин. Страсть к исследованиям

Около 90% морского дна по нынешний день не освоено, но в последние годы полным ходом идет прогресс в разработке способов покорения океана. Наводные суда по-прежнему выполняют роль первой степени. Можно узнать многое, везя приборы на буксире корабля, собирая различные образцы в емкости, поднимая исследовательские материалы со дна океана. Буйки, расположенные недалеко от берега передают и обрабатывают информацию, переданную по радио; космические спутники сообщают такие данные, как появление ледяного покрова, изменение температуры, высоты волн.
Маленькая, маневренная аппаратура для исследования морских глубин стала разрабатываться из-за нужды в морской нефти. Ученый Жак Кусто смоделировал и построил самый первый аппарат, носящий название «Ныряющее блюдце» в 1959 году. Аппаратура для исследования морских глубин состоит из наружной обивки, способной выдерживать большое давление на глубине, иллюминаторов, наружного переднего освещения, камер различных манипуляторов, и других датчиков.

Не малую пользу под водой приносят роботы или устройства с управлением, обычно привязанным к кораблям, с которых идут команды посредством радиоволн. Подводные аппараты и устройства с управлением на дистанции используются для прокладки трубопроводов, а так же для работ по ремонту, фотографии, сбору проб со дна, высадки ныряльщиков на глубине и многих других подводных операций.
Подводные лодки.
На океанической поверхности балластные цистерны подводной лодки полны воздуха. При погружении открываются клапаны цистерн, выпуская содержащийся там воздух, а потом вода заполняет их через отверстие в днище лодки. Для того чтобы оказаться на поверхности, в верхнюю часть цистерн впрыскивают сжатый воздух под огромным давлением, вытесняя воду. Как правило, на подводных лодках используют дизельные двигатели у поверхности воды и батареи на аккумуляторах при погружении на большие глубины. Атомные подводные лодки могут обходиться без дозаправки топливом месяцами. Пресная вода и кислород для экипажа добываются из моря. Самая первая на земле атомная подводная лодка под названием «Наутилус» была сделана в США в 1954 году, которая совершила путешествие через весь Северный полюс под кромкой льда. Аппаратура для исследования морских глубин в виде атомных подводных лодок остается популярна и по сей день.
Глубоководное погружение.
Батисфера, подвешенное на тросах, должно иметь крепкую наружную обшивку, чтобы выдерживать давление воды, средства для управления подъемной силой и регуляции расстояния до поверхности, а так же систему двигателей. Батисфера являлась неким стальным тяжелым шаром, который можно было бы спускать и поднимать на тросе с самого судна. Батисфера достигла наибольшей для того времени глубины в 30-х годах XX века - 900 метров. Такая аппаратура для исследования морских глубин , как Батискаф FNRS-З, снабжался двигателем на бензине и сбрасывал с борта железные ядра, при нужде подъема на поверхность. А в 1960 году батискаф «Триест» с размером экипажа в три человека в 1960 году смог погрузится на 11 300 метров и достичь дна Марианской впадины, самой глубокой точки Мирового океана.
Путешествия Челленджера.
Судно «Челленджер» совершило множество глубоководных исследований более чем в 300местах всех океанов. Проводились замеры глубины с помощью эхолота, а так же были взяты пробы отложений у дна, воды и образцы различных видов животных и растений. Аппаратура для исследования морских глубин , которой пользовались на Челленджере, показалась бы сегодня чрезвычайно примитивной, но собранная тогда информация смогла обеспечить основу для большого разнообразия сегодняшних сведений о мировом океане.

Все наверняка слышали утверждение, что до сих пор исследован лишь небольшой процент океанских глубин. И многие ждут развенчания этого мифа, что несложно было бы сделать, если бы данная информация не соответствовала действительности . Но это так, представление о том, что скрыто на дне у нас весьма размытое, несмотря на все развитие технологий и прилагаемые усилия.

Как исследовали глубины раньше?

Активным изучением этого вопроса занялись лишь в XX веке, ранее, видимо, не до того было. Первые попытки предпринимались ещё в 20-30-хх годах, но выглядели они комично.

Поскольку эхолот ещё не изобрели, для определения глубины и рельефа необходимо было опускать подвязанный на верёвку груз. Учитывая затрачиваемое время и низкую информативность - особых результатов данные исследования не принесли .

Вторая половина прошлого столетия вышла более продуктивной. Эхолоты, батискафы, подводные лодки и целые станции, чьей единственной задачей было исследование океанских глубин.

Жак Кусто внёс огромный вклад в популяризацию данного направления, благодаря его работам миллионы подростков и молодых людей по всему миру загорелись идеей покорения неизведанных глубин. Но даже этого оказалось недостаточно, чтобы получить исчерпывающие данные о рельефе морского дна и его содержимом.

Что могут дать нам знания о дне?

Изучение этого вопроса обладает огромным практическим значением :

• Поиск месторождений нефти и их дальнейшая разработка;
• Развитие рыболовного промысла;
• Поиск новых видов животных;
• Определение климатических особенностей планеты;
• Изучение особенностей тектонического строения Земли;
• Составление оптимальных маршрутов для судов.

Поскольку мы живём в постиндустриальном обществе, огромное значение для дальнейшего экономического развития имеют углеродные энергоносители - нефть и газ. Залежи на суше, в большинстве своём, изучены, разработаны и частично даже истощены. У человечества есть только два варианта - переход на альтернативную энергетику или поиск другого источника нефти. Именно им может являться океан, таящий в себе множество сюрпризов. Остаётся лишь вопрос себестоимости добычи.

Новые виды интересны морским биологам, но учитывая дальнейшую разработку и рыбный промысел - не праздный интерес может появиться у каждого жителя планеты.

Океан способен обеспечить пищей большую часть населения, правда, в основном за счёт водорослей.

Климат во всём мире зависит от морских и океанических течений, любое их изменение может нести катастрофические последствия. Заранее предупредить о них, забить тревогу или даже что-то исправить могут только исследователи.

Это же касается тектонических плит, ведь именно благодаря океану мы поняли, как именно устроена наша планета, что является причиной землетрясений и с какой скоростью может измениться вид современных континентов.

Трудности в изучении океана

У любого направления есть свои проблемы и трудности:

1. Низкий вклад в изучение вопроса со стороны большинства стран;
2. Сложность задачи, обусловленная площадью исследования;
3. Наличие такого понятия как «территориальные воды»;
4. Относительно небольшой срок проведения исследований;
5. Малая заинтересованность со стороны правительства, выражающаяся в скромных дотациях для частных экспедиций.

Вопрос хоть и важен, но для многих стран не имеет никакого практического смысла. США, к примеру, заинтересовано в изучении проблемы, учитывая наличие двух океанов «под боком». А вот та же Беларусь не понимает, почему её это вообще должно волновать. По понятным причинам.

На изучение суши на всех континентах ушли столетия, а ведь площадь водной поверхности гораздо больше. Да и нельзя по дну проехаться на автомобиле, человек вообще не предназначен для этой среды. Поэтому небольшие сроки и объём необходимых исследований ставит в тупик многих учёных.

Каждое государство стремится защитить свои границы, в том числе и морские. Поэтому у любой исследовательской группы вне международных вод могут возникнуть проблемы с получением доступа к территории и проведению всего комплекса работ.

Кто сейчас заинтересован в изучении морских глубин?

Десятилетиями исследования проводились на голом энтузиазме, но благодаря популяризации данного направления и заинтересованности нефтяных компаний, ситуация несколько изменилась. По большому счёту, группа учёных получает грант от корпорации или правительства для выполнения задач, которые интересны нанимателю, и старается попутно получить те данные, которые помогут развитию науки.

Отдельно стоит поговорить о тех людях, которые ищут затонувшие корабли, подводные лодки и даже целые города. Нет, в древности города не плавали, но изменение прибрежной линии могло внести свои коррективы в жизнь населения и переместить всех на несколько десятков метров ниже уровня моря.

За счёт батискафов с ручным или радиоуправлением в течение второй половины XX века было найдено множество затонувших судов - как старинных, так и потерянных в ходе Первой и Второй Мировой Войны.

По большому счёту, это имеет значение для развития культуры, установления исторической справедливости и успокоению ещё живых родственников или потомков экипажей.

Перспективы океанских глубин в наше время

Человек может уйти в морские и океанские глубины, если того потребуют условия на поверхности. На данный момент это совершенно нерентабельно и лишено смысла, когда на суше есть огромные неосвоенные площади с минимальной инфраструктурой. Но учитывая рост населения и степень загрязнения поверхности, такой день может наступить гораздо раньше, чем может показаться на первый взгляд.

Основные проблемы, которые предстоит преодолеть - трудность проведения строительных работ на глубине и давление. Учитывая тот факт, что за счёт законов физики морская толща воды пытается попросту раздавить всё то, что находится в ней достаточно глубоко, у населения будущих подводных станций или городов могут возникнуть серьёзные проблемы. Ресурс материалов, используемых для их постройки, будет очень сильно ограничен в зависимости от отметки на приборах.

С другой стороны, переселение части населения на дно поспособствует развитию океанологии и значительно пополнит запасы знаний, имеющихся у человека о том, что же происходит где-то там, под волнами.

Все те романтики, страдающие от того, что не осталось на Земле мест для изучения и покорения, могут обратить своё внимание на голубую гладь прибоя. Это не так модно, но подарит не меньше эмоций и послужит на благо человечества.

Видео: что нашли на дне океана?

В данном ролике Илья Потапов расскажет про 5 самых странных и необъяснимых находках на дне океанов:

С увеличением глубины гидростатическое давление возрастает.

Особенно больших значений давление достигает на дне морей и океанов. На глубине \(10\) км давление воды составляет около \(100\) миллионов паскалей!

Несмотря на огромное давление, и на глубине обитают животные: различные иглокожие, ракообразные, моллюски, черви, а также глубоководные рыбы.

Организм этих животных приспособлен к существованию в условиях большого давления, и точно такое же давление имеется у них внутри.

Уже на глубине \(180\) м царствует мрак. Обитатели глубин либо слепые, либо, наоборот, имеют очень развитые глаза. Некоторые из глубоководных животных светятся собственным светом.

Осваивать подводный мир человек начал уже давно. Опытные ныряльщики (ловцы жемчуга, собиратели губок), задерживая дыхание, погружались безо всяких приспособлений на глубину \(20-30\) метров.
Опускаться на очень большие глубины человек без специального снаряжения не может. Этому мешает как отсутствие воздуха, так и огромное гидростатическое давление.

Для увеличения времени пребывания под водой люди вначале использовали дыхательные трубки из тростника, кожаные мешки с запасом воздуха, а также «водолазный колокол» (в верхней части которого при погружении в воду образовывалась «воздушная подушка», из которой человек и получал воздух). Однако дышать через трубку, выступающую над поверхностью воды, можно лишь тогда, когда глубина погружения не превышает \(1,5\) м.

Обрати внимание!

На глубине, превышающей \(1,5\) м, можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на данной глубине.

В \(1943\) г. французами Ж. Кусто и Э. Ганьяном был изобретён акваланг - специальный аппарат со сжатым воздухом, предназначенный для дыхания человека под водой. Акваланг позволяет находиться под водой от нескольких минут (на глубине около \(40\) м) до часа и более (на небольших глубинах).

Спуски с аквалангом на глубины более \(40\) м не рекомендуются, так как вдыхание воздуха, сжатого до большого давления, может привести к азотному наркозу. У человека нарушается координация движений, мутится сознание.

При подводных работах на разных глубинах используют специальные водолазные скафандры . Если скафандр резиновый , то глубина погружения обычно не превосходит нескольких десятков метров.
На больших глубинах человек может работать только в жёстком скафандре . В последнем случае глубина погружения может доходить до \(300\) м.

Для исследования морей и океанов на больших глубинах используют батисферы и батискафы . Батисферу опускают с надводного судна с помощью троса. Впервые она была использована итальянцем Бальзамелло в \(1892\) г. Глубина погружения тогда составляла \(165\) м, а впоследствии превысила \(1 \) км.

Исследование морских глубин. Человек начал осваивать подводный мир ещё в глубокой древности. Опытные, хорошо тренированные ныряльщики (собиратели жемчуга),задерживая дыхание на 1-2 мин, погружались без всяких приспособлений на глубину (а иногда и более) метров.

Для увеличения времени пребывания под водой люди вначале использовали дыхательные трубки из тростника, кожаные мешки с запасом воздуха, а также «водолазный колокол» (в верхней части которого при погружении в воду образовывалась «воздушная подушка», из которой человек получал воздух.

На глубине, превышающей 1,5 м, можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на данной глубине.На глубине, превышающей 1,5 м, можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на данной глубине.

В 1943 г французами Ж. Кусто и Э. Ганьяном был изобретен акваланг- специальный аппарат со сжатым воздухом, предназначенный для дыхания человека под водой. Благодаря этому изобретению плавание под водой стало увлекательным и распространенным видом спорта.

Акваланг позволяет находиться под водой от нескольких минут (на глубине около 40 м) до часа и более (на небольших глубинах). Спуски с аквалангом на глубины более 40 м не рекомендуются т.к. вдыхание воздуха, сжатого до большого давления, может привести к азотному наркозу. У человека нарушается координация движений, мутится сознание.

Батискаф не связан тросом с кораблем и представляет собой автономный (самоходный) аппарат. Первый батискаф был построен и испытан швейцарским ученым О. Пиккаром в1948 г. В январе 1960 г. сын ученого Ж. Пиккар вместе с Д. Уолшем достигли на батискафе дна Марианского желоба в Тихом океане. Его максинальная глубина (измеренная в 1957 г. советским исследовательским судном «Витязь») составляет м.

Изучение подводного мира интересовало человека с древнейших времен, многие энтузиасты сложили свои головы, изучая подводный мир. В этой статье, мы хотим рассказать о тех людях, без которых современный дайвинг был бы невозможен. , это не только те, кто начал осваивать морские глубины непосредственно находясь в море или океане, но и писатели, изобретатели, люди, которые внесли огромный вклад в развитие экстремального, и в тоже время такого увлекательного вида спорта и отдыха, как дайвинг.

Они были первые:

Первым писателем, рассказавшем миру о подводном плавании, был Геродот, который жил в V веке до нашей эры. Он поведал о герое-греке Склий из Сикеона. Склий добрался вплавь до персидской флотилии во время Греко-персидских войн. Никем не замеченный и дыша через тростниковую трубку, он перерезал якорные канаты вражеских кораблей, чем изрядно попортил настроение персидскому царю Ксерксу Первому. Ну и конечно, первым читателем была его жена.

Первопроходец, нарисовавший дыхательную трубку, баллон и ласты, был великий Леонардо да Винчи. По его задумке, ласты должны были надеваться через руки ныряльщика.

Эдмунд Галлей, был первым астрономом в изучении подводного мира. Помимо того, что он открыл известную комету Галлея, этот ученый первым запатентовал устройство водолазного колокола, хотя различные варианты этих устройств использовались и ранее, еще со времен Александра Македонского. Колокол Галлея, напоминал огромный перевернутый стакан, который устанавливался на дно водоема. Затем, с помощью сложной системы, внутрь доставлялись герметично запечатанные бочки с воздухом. Когда ныряльщик открывал бочку внутри колокола, воздух выходил и постепенно вытеснял воду. Таким образом, человек под колоколом мог ходить по морскому дну и осматривать его.

Александр Македонский – исследователь, первыйспустившийся под воду. Аристотель писал, что во время осады Тира, Александр спускался под воду с помощью устройства, напоминавшего водолазный колокол, для проверки боновых заграждений неприятеля.

Первым крестьянином, который решил изучать подводный мир , был житель села Покровское Ефим Никонов. В 1719 году он предложил деревянный шлем для плавания под водой и кожаный костюм.

Чарльза Энтони Дина и его брата Джона, можно назвать первопроходцами-пожарными в истории подводного плавания. Они в 1823 году, запатентовали защитный шлем для английских пожарных, который затем, после незначительной модификации стал использоваться водолазами.

Американец Гай Гилпатрик изобрел очки для плавания. Он стал использовать очки пилотов, смазывая их для водонепроницаемости оконной смазкой.

Возможно вас заинтересуют похожие статьи:

Жизнь в Арктике

Сборщики меда в тропиках

Жизнь на деревьях

Первые ласты, маска и трубка появились в 20-30-е годы 20 века. Изобретателем маски для плавания считают русского инженера А. Крамаренко, который жил в то время в Ницце. До него ныряльщики использовали скафандры со шлемом, или плавательные очки. Но в очках было неудобно погружаться на большую глубину, из-за того, что при погружении, давление воды постепенно увеличивалось, а внутри очков оставалось прежним. Крамаренко предложил использовать маску вместо очков, закрывающую не только глаза, но и нос. Это позволило выравнивать давление простым выдохом внутрь маски.

В 1856 году, были сделаны первые снимки подводного мира. Сделал их, во время испытаний в Балтийском море, с борта подводной лодки ” Черный принц “, немецкий изобретатель Вильгельм Бауэр.

Изучение подводного мира было-бы невозможно без изобретения акваланга!

Первыми создателями первого акваланга, считаются Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян. Они в 1942 году разработали, а в 1943 году, запатентовали устройство для дыхания под водой и назвали его акваланг. А история этого изобретения началась с того, что молодой французкий офицер Жак-Ив Кусто женился по счастливой случайности на дочери одного из крупнейших владельцев французкой корпорации по производству бытового газа ” Air Liquide “ . В 1942 году Франция была оккупирована Германией, и весь бензин забирался на нужды Третьего рейха. Но французы все равно желали перемещаться на автомобилях не ограничивая себя в возможностях, и в лабораториях Air Liquide, была разработана система подачи газа в двигатель. Изобрел ее, штатный инженер компании Эмиль Ганьян.

Жак-Ив Кусто и предложил ему совместно создать систему дыхания под водой. Основное отличие акваланга от предыдущих прототипов состояло в том, что дыхательная сисема подавала воздух, автоматически выравнивая его давление с окружающей средой, и ныряльщик на любой глубине получал воздух, под необходимым давлением для вдоха. А само слово ” акваланг ” состоит из двух слов- латинского aqua (вода) и немецкого lunge (легкое), и патент на него принадлежал компании ” Air Liquide ” до начала 1960-х годов.

Первое испытание акваланга состоялось в январе 1943 года в реке Марна, недалеко от Парижа, испытания проводил Эмиль Ганьян, изучая подводный мир этой реки. Самый известный исследователь подводного мира современности, это режиссер Джеймс Камерон, который недавно совершил погружение на дно Марианской впадины.

Первым ныряльщиком, который напал на акулу, был ловец жемчуга Трикл. Жестокое нападение произошло в Торресовом проливе (между Новой Гвинеей и Австралией). Когда Трикл увидел рядом с собой огромную тигровую акулу, он вцепился ей в глаз и начал наносить мощные удары в нос, таким образом нанеся ей тяжкие телесные повреждения. Остальные акулы уплыли в разные стороны, отделавшись легким испугом.

Исследователи подводного мира , совершившие погружение в самую глубокую впадину Мирового океана, стали американец Джон Уолш и швейцарец Жан Пикар. Используя собранный Пикаром батискаф ” Триест “, они 23 января 1960 года, спустились в Марианскую впадину Тихого океана в 250 милях к юго-западу от острова Гуам. Глубина погружения составила 10 916 метров.