Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Введение
Стремление людей к знанию, их сила и воля помогают побеждать ураганные ветры и самые жестокие на земле морозы. Земля – наш дом, и люди хотят знать, что делается в этом доме.
А. Ф. Трешников
В середине XX века человеческому познанию стало тесно на Земле. Люди сделали первые шаги к далеким мирам: созданы первые искусственные небесные тела, брошен взгляд на обратную сторону Луны, человек уже поднялся в космос.
А хорошо ли мы знаем свою Землю? Теплеет ли, например, климат на нашей планете или впереди новый ледниковый период? Что находится в глубинах Земли и какова ее точная форма? Отчего бывают полярные сияния и магнитные бури? Всегда ли Северный полюс был там, где он находится сейчас? Наконец, что такое Антарктика - континент или группа островов?
Чтобы ответить на эти и на тысячи других вопросов, ученые 67 стран объединились для великого похода на тайны природы, которому было дано имя Международный геофизический год.
К тому же появились ранее невиданные приборы для сбора необходимых геофизику сведений: радиолокаторы, следящие за полётом шаров-зондов в атмосфере, акустические инструменты, ощупывающие дно океанов, и многие другие. Изменялись и средства доставки геофизиков и оборудования к месту наблюдения: теперь у них на службе были мощные ледоколы, самолёты-лаборатории, ракеты. Владея подобными средствами, можно было узнать у природы много новых тайн.
Наблюдения по единому плану было решено начать 1 июля 1957 г. и продолжить 18 месяцев. Этот комитет должен был координировать усилия учёных всех стран: необходимо было равномерно распределить сеть геофизических обсерваторий и станций, найти научные институты, желающие принимать участие в трудных и дорогостоящих экспедициях, оказывать помощь малым и слаборазвитым странам в приобретении приборов, использовать единую методику исследования и формы, по которым должны были регистрироваться результаты...
Тем временем около 30 тыс. специалистов на 4 тыс. станций, расположенных на всех материках, вели повседневную работу, по единому плану регистрируя все происходящие глобальные геофизические процессы. Дело пошло столь успешно, что по предложению советских учёных было даже решено продлить МГГ ещё на 12 месяцев. В результате этот невиданный «год» длился целых два с половиной.
Научные результаты Международного геофизического года и многие десятилетия спустя являются актуальными для исследователей во всех странах мира. По сей день выходят в свет книги и статьи, обобщающие сделанные тогда наблюдения. Запросы о присылке таблиц и сейсмограмм, фотографий и карт беспрерывно поступают в специально созданные Мировые центры данных; один из них находится в Вашингтоне, а другой — в Москве. Эти невиданные раньше учреждения стали Меккой для специалистов по наукам о Земле, которые ищут информацию о физических процессах, охватывающих земной шар.
Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для ее построения.
В. И. Вернадский
1. История создания и главные задачи
К середине ХХ века технический прогресс предоставил новые возможности для международного сотрудничества в области геофизических исследований. Были построены мощные морские суда и самолеты, созданы новые средства связи. Развитие радиоэлектроники привело к появлению принципиально новых приборов и оборудования — были сконструированы дистанционные метеорологические и гидрологические станции. Совершенствовалась ракетная техника, метеорологические ракеты использовались для зондирования верхних слоев атмосферы. Мир стоял на пороге космической эры. Появление первых электронно-вычислительных машин позволяло решить проблему обработки и хранения научных данных.
В 1950 г. известный английский геофизик С. Чэпмен предложил организовать новую международную исследовательскую программу, но не ограничиваться полярными областями, а распространить ее на весь земной шар. Это предложение было поддержано Всемирной метеорологической организацией. В октябре 1951 г. Международный совет научных союзов при ООН принял решение об организации такой программы, которая получила название Международного геофизического года (МГГ). Реализацию программ МГГ было решено осуществлять в течение 18 месяцев — с 1 июля 1957 г. по 31 декабря 1958 г. 1957 год должен был стать годом рекордно высокой солнечной активности, поэтому исследования в этот период представляли большой интерес для геофизиков. Для руководства и координации работ был учрежден Специальный комитет, который возглавил С. Чэпмен.
Главной задачей, решению которой был посвящался МГГ, было получение геофизических данных о всей планете в целом и заполнение пробелов в знаниях об отдельных регионах, в том числе полярных и экваториальных, а также изучение перемещения антарктических вод и его связи с общей циркуляцией вод Мирового океана; составление физико-географического описания современных ледников, геологического строения, биогеографической и гидрографической характеристик Антарктики; изучение сейсмичности Антарктиды, ее гравитационного и магнитного полей; изучение сырьевой базы и изыскание новых районов для советского китобойного промысла, а также изучение методов обеспечения исследований в Антарктике.
Аналогичные задачи стояли перед экспедициями других стран, принявших участие в исследованиях Антарктики. Между экспедициями существовала договоренность о свободном обмене всеми результатами исследований. На побережье Антарктиды, примерно на равном удалении друг от друга, предполагалось создать постоянно действующие научные станции, оборудованные радиосвязью дальнего действия. Каждая страна в отведенном ей районе континента должна была создать свою стационарную станцию или несколько станций, а также брала на себя обязательства по исследованию конкретного района земного шара. СССР должен был проводить наблюдения в советском секторе Арктики и в Антарктике. Всего в программе МГГ приняли участие более 10 000 ученых из 67 стран мира, работавшие в экспедициях, а также на научных станциях, общее число которых составляло около 6000, из них 500 советских. К участию в МГГ были привлечены уже имеющиеся научные станции и обсерватории, а также построено значительное количество новых, оборудованных самыми современными приборами. При этом больше всего станций располагалось вдоль меридианов 10°, 75°, 110° и 140° в. д. и 80° з. д.
Программа МГГ включала в себя гидрометеорологические наблюдения на станциях и судах, исследования ионосферы, в том числе с помощью ее вертикального зондирования. В полярных районах были запланированы наблюдения за полярными сияниями и свечением ночного неба, в ледниковых — широкий круг гляциологических исследований. В целях изучения Мирового океана планировалось предпринять 26 экспедиций на 70 научно-исследовательских судах. Специально оборудованные обсерватории должны были проводить астрономические наблюдения. Предусматривалась гравиметрическая съемка различных районов, в том числе и Антарктического материка. Существенное внимание в программе уделялось исследованию солнечной активности и геомагнетизма.
Впервые было запланировано исследование верхних слоев атмосферы при помощи ракет и искусственных спутников Земли. Запуск ракет должен был осуществляться с суши (в США, СССР, Японии, Франции и Англии), а также с некоторых судов в экваториальной и полярных областях. Искусственные спутники Земли в рамках МПГ планировали запустить СССР и США. Наблюдения должны были вестись в стандартные сроки. Для случаев, когда необходимы были более частые и детальные наблюдения, СК СГГ разработал систему специальных сигналов научным станциям. Такие сигналы посылались, например, если ожидались крупные возмущения на Солнце. Кроме того, был утвержден календарь мировых дней и интервалов времени, в которые необходимо было производить учащенные наблюдения. Координацией наблюдений и оповещениями занимались четыре региональных центра. Для сбора и хранения данных были организованы Мировые центры данных, в том числе в СССР и США.
2. Исследования в Антарктике
Весной 1954 г. на заседании Специального комитета МГГ было отмечено, что «Антарктида является наиболее важной частью земного шара для проведения интенсивных исследований в период Международного геофизического года». Программа МГГ предусматривала создание в южной полярной области густой сети научных станций, а также проведение морских экспедиций. В решении этих задач приняли участие СССР, США, Великобритания, Франция, Бельгия, Австралия, Аргентина, Чили, Норвегия, Япония, Новая Зеландия и ЮАР. Советские антарктические исследования начались в 1955 г. Первая комплексная антарктическая экспедиции (КАЭ) под руководством М. М. Сомова состояла из морской части, выполнявшей исследования в прибрежных водах Антарктиды и открытых районах Мирового океана, и континентальной части, в задачи которой входило устройство антарктических станций. Базой советских антарктических экспедиций стала обсерватория Мирный, открытая в начале 1956 г. В том же году были построены станции Пионерская и Оазис.
Был совершен поход из поселка Мирный через станции Пионерская и Комсомольская по направлению к центру Антарктиды, во время которого на высоте 3662 м над уровнем моря была создана станция Советская. 14 декабря 1958 г. санно-гусеничный поезд на тягачах достиг Полюса относительной недоступности, где была открыта временная база, впоследствии ставшая промежуточной для внутриконтинентальных походов. Морской частью экспедиций была выполнена съемка отдельных участков берегов Антарктиды, проводились комплексные океанографические и гидрографические исследования. Советская антарктическая экспедиция была наибольшей по числу ее участников и объему научных исследований.
Одновременно с с советскими исследователями приступили к организации антарктических научных станций и ученые других стран. В 1958 г. в Антарктиде насчитывалось 48 научных станций, на которых зимовало около 900 человек. Наибольшее количество станций располагалось на Антарктическом полуострове и на берегу моря Уэдделла.
Значительный вклад в исследование Антарктиды внесли ученые США. Во время МГГ в Антарктиде и в водах Южного океана работала американская экспедиция «Дипфриз», в которой участвовало несколько тысяч человек, одним из ее руководителей был Р. Бэрд. Американские исследования осуществлялись на семи научных станциях — двух внутриконтинентальных и пяти прибрежных. Основной базой американских экспедиций была станция Мак-Мердо, открытая в 1955 г., а главной научной станцией — Литл-Америка V. В 1956 г. на Южном полюсе была открыта станция Амундсен-Скотт.
Больше всего научных станций в Антарктике имела Великобритания, в 1957 г. их насчитывалось 15. В арктической и субарктической зоне работали десять станций Аргентины и девять станций Чили.
Многие антарктические станции в период 1957—1958 гг. стали базами для проведения внутриконтинентальных походов. Во время таких походов велись различные научные исследования, в том числе гляциологические. Британская экспедиция под руководством Вивиана Фукса впервые осуществила переход со станции Шеклтон через Южный полюс на побережье моря Уэдделла, финишировав на станции Скотт, расположенной на противоположном конце материка, и преодолев расстояние в 3473 км.
3. Исследования в Арктике
Широко развернулись исследования и в Арктике, где по программе МГГ работало 50 полярных станций различных стран, из них 33 — советские, в том числе станции на островах Диксон, Котельный, Врангеля, Четырехстолбовой, Преображения, на мысе Челюскин и Уэллен. Самая крупная из советских станций — обсерватория Дружная — была открыта в 1957 г. на о. Хейса . Кроме комплекса метеорологических и аэрологических наблюдений, в обсерватории проводились озонометрические, ионосферные, магнитные, астрономические и другие научные исследования, осуществлялись регулярные запуски метеорологических ракет. Из 88 метеорологических ракет, выпущенных в различных районах СССР в период МГГ, 35 были запущены в высоких широтах.
Кроме полярных станций, во время проведения МГГ в Арктике работали три советские и две американские дрейфующие станции. 15 апреля 1956 г. на ледяном острове в Северном Ледовитом океане была открыта станция СП-6, которая работала 1252 дней до 14 сентября 1959 г. 23 апреля 1957 г. в районе к северо-востоку от острова Врангеля была открыта вторая станция — СП-7. Ее дрейф продолжался в течение 718 дней, станция завершила работу 11 апреля 1959 г. По программе МГГ работала и станция СП-8, открытая уже позже его официального завершения — в апреле 1959 г. На всех дрейфующих станциях имелся полный комплекс самого современного оборудования для проведения всесторонних исследований, в том числе приборы для магнитных наблюдений, разработанные специально для применения в высоких широтах. В марте 1957 г. в Арктическом бассейне США на ледяном острове была открыта американская дрейфующая станция «Браво», которая просуществовала до 1961 г. В апреле 1957 г. американцы открыли еще одну станцию — «Альфа», работавшую до ноября 1958 г.
Океанографические исследования в Арктике проводились как на прибрежных полярных станциях, так и в морских экспедициях. Советские морские экспедиции работали в Норвежском, Гренландском, Чукотском и Беринговом морях. В 1956—1958 гг. в Карском море работала советская океанографическая экспедиция, занимавшаяся гидрологической съемкой и съемкой течений. В ней впервые был применен метод постановки автономных буйковых станций с подвешенными самописцами течений. С 1956 г. США начали применять в Арктике автоматические гидрометеорологические станции, снабженные датчиками температуры и давления воздуха, а также направления и скорости ветра. Гляциологические исследования в Советской Арктике проводились на о. Земля Франца Иосифа и Новой Земле. Для выполнения плана работ в период МГГ на о. Земля Франца Иосифа работали экспедиция Института географии АН СССР, Десятая гидрографическая экспедиция Главсевморпути, геологическая экспедиция НИИГА.
4. Запуск искусственного спутника Земли
Центральным событием МГГ является запуск в СССР первого в мире искусственного спутника Земли. 4 октября 1957 г. стало датой, открывающей новую эру не только в области наук о Земле, но и в истории человечества в целом. 15 мая 1958 г. на орбиту выведена первая в мире научная геофизическая лаборатория для исследования космического пространства «Спутник-3». Она исследовала давление и состав верхних слоев атмосферы Земли, магнитное поле, метеорную обстановку, концентрацию заряженных частиц, взаимодействие солнечного излучения с верхними слоями атмосферы Земли и подтвердила существование радиационных поясов.
В США 26 июля 1958 г. осуществлен пуск ракеты-носителя «Jupiter-C», которая вывела на околоземную орбиту спутник для исследований магнитосферы Земли «Explorer-4». В наблюдениях за спутниками принимали участие 66 специальных станций и все астрономические обсерватории на территории СССР, а также ряд зарубежных обсерваторий.
Заключение
Международный геофизический год по числу участников и выполненным исследованиям стал самым крупным международным проектом середины ХХ века. Хорошо продуманная и организованная система наблюдений позволила получить уникальные геофизические данные о планете в целом. Применение ракетной техники и спутников привело в дальнейшем к коренному изменению методики геофизических исследований и открыло новые возможности для изучения Земли и околоземного пространства.
МГГ стимулировал дальнейшее развитие средств автоматики и телемеханики. Были созданы электронно-вычислительные машины, позволившие в кратчайшие сроки собрать и обработать результаты наблюдений. Созданные во время МГГ Мировые центры данных (МЦД) обеспечили широкому кругу ученых доступ к этим результатам для сопоставления данных.
Несомненным успехом МГГ стало плодотворное научное сотрудничество различных государств, которое заложило основу для будущих крупных международных проектов. Важнейшим политическим итогом МГГ стал Договор об Антарктике, подписанный 1 декабря 1959 г. представителями 12 государств, участвовавших в антарктических исследованиях по программе МГГ. В дальнейшем к Договору присоединились и другие государства. Главным принципом Договора является использование Антарктиды исключительно в мирных целях.
Краткий обзор программ МПГ/МГГ показывает, какой впечатляющий путь прошла геофизическая наука за 125 лет. Несомненно, множество открытий и исследований было выполнено вне программ МПГ/МГГ, однако каждая осуществленная программа придавала значительный импульс изучению полярных областей. Концентрация научных сил, применение самых современных технологий, щедрое финансирование — все это существенно повышало уровень исследований и создавало задел для развития науки и техники в последующие годы.
Из числа важных результатов МГГ можно указать открытие радиационного пояса Земли, исследования ледового щита и атмосферной циркуляции в Антарктике, открытие новых океанических течений и подводных хребтов, исследование связей между атмосферной и океанической циркуляцией.
Список использованных источников