П.А.Строев, Е.Д.Корякин, В.Л.Пантелеев

ОЧЕРК ИСТОРИИ МОРСКОЙ ГРАВИМЕТРИИ В ГАИШ МГУ

До начала текущего столетия определения силы тяжести производились только на суше. Но необходимость решения целого ряда научных и прикладных задач заставила искать способы гравиметрических измерений на подвижном основании. Изобретение "фиктивного" маятника голландским геофизиком и геодезистом Ф.А.Венинг-Мейнесом при наблюдениях в заболоченных районах Голландии позволило исключить влияние горизонтальных ускорений при установке прибора на движущейся платформе. Этот метод оказался применимым и для наблюдений на море.

На первых порах Венинг-Мейнес использовал сухопутный маятниковый прибор Штюкрата, снабженный регистрирующим фотоаппаратом. Для уменьшения влияния возмущающих ускорений, возникающих при качке корабля, прибор помещался в подводную лодку. Первое плаваниеиз Голландии в Индонезию дало удовлетворительные результаты и привело к созданию нового прибора. Дальнейшее усовершенствование было произведено в 1926г. прибор был помещен в карданов подвес. В 1928г. было сконструировано новое регистрирующее устройство. В этом виде морской маятниковый прибор Венинг-Мейнеса был испытан в многочисленных плаваниях на подводных лодках и дал хорошие результаты. В период 1923-1930гг. Ф.А.Венинг-Мейнес определил около 500 морских гравиметрических пунктов в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах, в Мексиканском заливе, в Карибском, Красном, Средиземном морях и в морях вокруг Индонезии.

Первые высокоточные определения силы тяжести в прибрежных районах России были начаты в 1826г. Во время трехлетнего кругосветного плавания Ф.П.Литке на шлюпе "Сенявин" использовался маятниковый прибор. Были произведены измерения силы тяжести в Петербурге' Кронштадте, Петропавловске-Камчатском. Во время плаваний О.Геккера в I90I-I909гг. был совершен рейс с пробными измерениями силы тяжести по маршруту Одесса-Севастополь-Батуми.

Успех работ Венинг-Мейнеса по определению силы тяжести на море стимулировал постановку таких работ и в СССР. Большим энтузиастом этого дела стал профессор Ленинградского университета П.М.Горшков. В 1926г. П.М.Горшков посетил Ф.А.Венинг-Мейнеса в Голландии, где изучил его прибор и теорию определения силы тяжести на море. Следует отметить исключительную любезность и готовность помочь, проявленные Ф.А.Венинг-Мейнесом по отношению к П.М.Горшкову. Один маятниковый прибор был продан в СССР и передан в распоряжение Госгеолкома, в Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт (ЦНИГРИ). К сожалению, за пять-шесть лет им не было сделано ни одного измерения на море; была только попытка определений силы тяжести этим прибором на реках Сибири, но их результаты так и остались неизвестными. Потом прибор и вовсе затерялся.

По возвращении из Голландии П.М.Горшков подал докладную записку в Народный комиссариат просвещения о необходимости морских гравиметрических работ в СССР. Осенью 1928г. состоялось совещание специалистов-гравиметристов Ленинграда и Москвы, которое приняло решение о необходимости гравиметрических измерений на морях СССР. На собрании АН СССР в 1932г. П.М.Горшков прочитал доклад о задачах гравиметрии в СССР, в котором изложил вопросы изучения фигуры Земли, теории изостазии, геологического строения активных районов страны. Были намечены районы морских гравиметрических исследований: Черное, Каспийское, Японское, Охотское моря, дельта Волги.

Сильное Крымское землетрясение 1927г., полностью разрушившее Ялту, заставило заняться выяснением причин сейсмичности Крыма. Образованная для этой цели комиссия АН СССР наметила ряд исследовательских работ в этом направлении и, в частности, поручила Астрономо-геодезическому научно-исследовательскому институту при 1-м Московском государственном университете провести определения силы тяжести на Крымском полуострове. Эта работа была выполнена в I928-I929гг. под руководством доцента МГУ Л.В.Сорокина. Наиболее крупные положительные аномалии силы тяжести были получены непосредственно у южного берега Крыма. Естественно возникла мысль продолжить измерения силы тяжести и далее, в сторону моря. На этом особенно настаивал академик А.Д.Архангельский. За эту работу взялся Л.В.Сорокин.

Поскольку в ГАИШ не было специального прибора Венинг-Мейнеса, было решено приспособить обычный сухопутный четырехмаятниковый прибор Штюкрата для измерения силы тяжести на движущемся корабле. Л.В.Сорокин сам сконструировал оптическую схему и регистратор для фотозаписи маятниковых колебаний; был смонтирован карданов подвес, на котором размещалась вся аппаратура. Первая экспедиция на подводной лодке состоялась в июле-сентябре 1930г. в Черное море. Осенью 1933г. Л.В.Сорокин осуществил вторую экспедицию в Черное море, а в I934-I935гг. - третью. В 1937г. он выполнил съемку в Охотском и Японском морях. Последняя экспедиция Л.В.Сорокина была в 1947г. в Баренцево море. В процессе подготовки экспедиций Л.В.Сорокин совершенствовал аппаратуру, разрабатывал методики наблюдений и обработки полученных данных.

Все определения Л.В.Сорокина выполнены на высоком профессиональном уровне. Современные исследования позволили оценить измерения тех лет. Оказалось, что определения Л.В.Сорокина не имеют заметных систематических ошибок и характеризуются случайными среднеквадратическими ошибками ± (10-12)мГал. Ошибки эти связаны, главным образом, с неточностью координатного обеспечения и с вариациями хода хронометров. Уже к 1 января1933г. 45 пунктов, определенных в 1930г. на Черном море, были включены в каталог общей гравиметрической съемки СССР. Позднее определения Л.В.Сорокина входили в общие каталоги. В качестве приложения к каталогам издавались и карты аномалий силы тяжести, где были показаны акватории, покрытые измерениями Л.В.Сорокина.

Академик А.Д.Архангельский всегда интересовался гравиметрическими работами на Черном море и высоко ценил их. С ним Л.В.Сорокин согласовывал маршруты и пункты наблюдений. В 1934г. А.Д.Архангельский писал: "Измерения силы тяжести на подводных лодках в Черном море в 1930 и 1933гг. проф. Л.В.Сорокина полностью подтвердили предположение геологов о том, что Главный Кавказский хребет, Крым и Добруджа увязываются в одно неразрывное тектоническое целое...". Все последующие и особенно современные исследования подтвердили правильность и надежность тех геофизических построений и выводов о глубинном строении земной коры и верхней мантии, которые были основаны на интерпретации гравиметрических измерений в Черном море.

Л.В.Сорокин был одним из инициаторов проведения измерений силы тяжести с надводных кораблей, впервые осуществленных в СССР В.В.Федынским в 1935г. на Каспийском море. Во время этой экспедиции был опробован морской маятниковый прибор на надводном судне (барже). Первые результаты измерений получились достаточно грубыми, но важно то, что была доказана возможность использования надводных судов для гравиметрических работ.

После плодотворных работ Л.В.Сорокина 30-х годов в морских гравиметрических исследованиях СССР наступил перерыв. Тяжелые годы Великой Отечественной войны не оставляли возможностей для их продолжения. Но как только война закончилась, и советский народ приступил к восстановлению разрушенного хозяйства, в Астрономическом институте Московского университета (ныне ГАИШ МГУ) вновь развернулись исследования по морской гравиметрии и измерения силы тяжести на море.

В 50-х годах гравиметристы МГУ начали широко применять морские маятниковые приборы на надводных судах. В ГАИШ имелись трехмаятниковые приборы Кембриджского общества с латунными маятниками и фирмы "Аскания-Верке" с минимальными инварными маятниками, а также четырехмаятниковые приборы конструкции Л.В.Сорокина. Систематические наблюдения на надводных судах в экспедициях АН СССР с привлечением сотрудников ГАИШ, начались в 1951г., когда в экспедиции на нис "Витязь" (рейс 10) принял участие М.У.Сагитов. В 19-м рейсе "Витязя" в Тихом океане (1954г.) работал отряд гравиметристов, в который входили аспиранты В.Л.Пантелеев и Е.Д.Корякин. Целью этих рейсов была, главным образом разработка методики надводных маятниковых измерений силы тяжести и регистрации горизонтальных ускорений на кардановом подвесе.

В I954-I955гг. состоялось первое длительное плавание советских гравиметристов в открытом океане - экспедиция на танкере "Апшерон" и китобазе "Слава", участниками которой были А.Г.Гайнанов и Е.Д.Корякин. В экспедиции работали два трехмаятниковых прибора - кембриджский и фирмы "Аскания-Верке". Поскольку в то время не существовало аппаратуры для измерения возмущающих ускорений, а также из-за несовершенной навигации, средняя квадратическая ошибка аномалий силы тяжести составила ±( 12-17)мГал. Всего за время плавания было определено 308 гравиметрических пунктов в водах Антарктики, Атлантического океана и Средиземного моря.

В 1955г. в связи с подготовкой к Международному геофизическому году в ГАИШ организована постоянно действующая морская гравиметрическая экспедиция, научным руководителем которой стал профессор В.В.Федынский, а его заместителем - Н.П.Грушинский. Целью экспедиции было совершенствование аппаратуры и методики измерений силы тяжести на море и получение новых данных о распределении гравитационных аномалий в Мировом океане и Антарктике. Из состава этой экспедиции формировались отряды, в которые кроме сотрудников ГАИШ нередко входили сотрудники геологического факультета МГУ, ВНИИГеофизики, ИФЗ АН СССР, ЦНИИГАиК и других организаций. Работы велись как на надводных судах, так и на подводных лодках. Так, в первый же год работы экспедиции были сформированы два отряда: один - на подводной лодке, работавший в районе Новой Земли, второй - в составе Первой Советской антарктической экспедиции (САЭ) на дизель-электроходе "Обь".

В таблице упомянуты все морские гравиметрические экспедиции, выполненные под руководством или при участии сотрудников ГАИШ с 1955 по 1985гг. Наиболее длительным плаванием был 3-й антарктический рейс д/э "Обь" (I957-I958гг.). Он продолжался 10 месяцев. За это время пройдено 44000 миль, выполнено 192 гравиметрических пункта в Атлантическом, Тихом, Индийском океанах, в водах Антарктики и на антарктическом континенте. Гравиметрические работы на Антарктиде велись и в ряде других антарктических экспедиций (5-я-8-я САЭ). Эти измерения позволили построить гравиметрические карты отдельных регионов Антарктиды (Земля Королевы Мод, Земля Эндерби, район станции Мирный, залив Лютцов-Хольм и др.). В дальнейшем с использованием данных, полученных в трансконтинентальных походах, а также данных зарубежных экспедиций, сотрудниками ГАИШ были построены гравиметрические карты для всего материка, карты подледного рельефа, карты мощности земной коры Антарктиды. Результаты исследований гравиметристов ГАИШ включены в атлас Антарктики.

Морские гравиметрические экспедиции ГАИШ I955-I989 гг.
п/л - подводная лодка; цифры, указанные с названиями судов - номера рейсов

? п/п	Год	Судно или экспедиция	Руководитель и состав отряда	Продолжит., месяцы	Пройдено миль	Кол. пунктов (или миль) непрер. измер	Галерея
1	1955	п/л, "Обь"-1, район Новой Земли	М.У.Сагитов, В.Л.Пантелеев, Л.П.Смирнов, И.Е.Васильев	1	3500	38
2	I955-56	"Обь"-1	А.Г.Гайнанов, Е.Д.Корякин, С.А.Ушаков	7,5	33000	200
3	1956	п/л, Берингово и Чукотское моря	В.Л.Пантелеев, Г.Д.Марчук, Л.Н.Хармаджев, И.Е.Васильев	3	10000	150
4	1956-57	"Обь"-2	Н.П.Грушинский, В.А.Гладун, И.А.Епишин, П.А.Строев	8	40000	142
5	1956-57	"Лена"-2	И.Э.Зоммер, В.Н.Коржев,И.Н.Гончаров	6	50000	37
6	1956	"Обь", Гренландское море	Н.Я.Третьяк, Т.С.Чеснокова, Е.И.Отрошко	2	5000	24
7	1957-58	"Обь"-3	А.И.Фролов, В.Н.Коржев, Е.Д.Корякин, С.А.Ушаков	10	44000	192
8	1957-58	"Витязь"-26	А.Г.Гайнанов, Л.П.Смирнов, А.М.Микиша, И.Е.Васильев	4	20000	18
9	1958	"Витязь"-27	И.Н.Капцова, Л.И.Смирнов, А.М.Микиша, И.Е.Васильев	4	20000	24
10	1958	п/л, Атлантический океан	М.У.Сагитов, Г.Д.Марчук, В.О.Баграмянц, В.В.Ратушный, А.А.Головичер	2,5	10000	119
11	1958	Тихоокеанская комплексная гравиметрическая экспедиция, три отряда на трех п/л	В.Л.Пантелеев, П.А.Строев, Г.Д.Марчук, В.А.Гладун, Л.А.Губаренко, А.В.Стакло, В.С.Симаков, А.П.Лугинец, В.П.Горин, Г.М.Гейшерик, В.Н.Орехов	3	5000	114
12	1958-59	п/л, Тихий океан	М.У.Сагитов, Г.И.Марчук, Б.И.Козлов, Г.М.Гейверик, Л.Н.Хармаджев, В.Г.Демин, В.О.Баграмянц	4	10000	300
13	I959-60	"Обь"-5	А.И.Фролов, Е.Д.Корякин	5	30000	120
14	I959-60	п/л, Атлантический, Индийский, Тихий океаны	В.Н.Коржев, Ю.Б.Бобров, В.А.Гладун, Ю.П.Канибер, Б.Б.Левицкий, В.Л.Пантелеев, П.А.Строев, И.Я.Французов	5,5	28000	250
15	I960	"Батайск", учебная практика студентов МГУ	И.Н.Капцова, Ю.Б.Бобров, Т.С.Чеснокова	3	7500	-
16	I960-6I	"Обь"-6	П.А.Строев, Б.И.Козлов, B.C.Симаков	6,5	50000	107
17	1961	"Север"-13, работа на дрей-фующих льдах	Е.Д.Корякин	2	-	13
18	1962	"Батайск", учебная практика студентов МГУ	П.А.Строев, Б.И.Козлов, Н.А.Чуйкова и др.	I	8000	6
19	I96I-62	"Обь"-7	В.А.Гладун, Ю.В.Бобров	7	30000	58
20	1962-63	"Обь"-8	Е.Д.Корякин, А.В.Стакло	6,5	28000	127
21	1963	п/л, Охотское море	П.А.Строев, В.А.Гладун, Ф.С.Трубинский, Л.Н.Хармаджев, Б.И.Козлов и др	2	8000	150
22	I963-64	"Обь"-9	И.Н.Капцова, Ю.П.Измайлов, А.С.Кузьмин	5,5	40000	56
23	1964	п/л, Японское море	П.А.Строев, Б.И.Козлов, Ф.С.Трубинский, В.В.Ратушный, Б.В.Бобынин, В.Н.Крысанов	2,5	5000	148
24	1964	"Полюс"	В.Н.Коржев	5	15000	35
25	1964	"Московский уни-верситет', Черное море; Испытание аппаратуры	Н.П.Грушинский, Ю.В.Бобров, В.А.Гладун	-	500	-
26	1965	Баржа, Черное море; Испытание аппаратуры