«Самый целостный раздел естествознания»: кто раскрывает тайны океанов планеты

Нашу родную планету стоило бы назвать не Землей, а Океаном. Этим словом принято обозначать водную оболочку, покрывающую почти 71% земной поверхности. Именно она определяет климатические условия, делает наш общий дом пригодным для жизни, является прародиной всех ныне существующих живых организмов и поистине неисчерпаемой кладовой самых разнообразных ресурсов. Океан изучается людьми с далекой древности, но до сих пор хранит множество тайн. Раскрыть их — задача ученых-океанологов. Рассказать об этой науке, о том, как готовят специалистов одной из самых романтических профессий в области географии, мы попросили декана географического факультета и заведующего кафедрой океанологии Московского государственного университета Сергея Добролюбова.

— Сергей Анатольевич, Мировой океан является колыбелью жизни на Земле. Вся история человечества неразрывно связана с океанами — на берегах его морей зарождались древнейшие цивилизации, по его дорогам издавна отправлялись в путь исследователи нашей планеты. Можно смело предположить, что одними из первых географов стали именно мореплаватели. Какое место сейчас океанология занимает в системе географических наук, как она связана с другими естественными науками?

— Среди всех наук о Земле океанология занимает особое место. Единство объекта исследования — Мирового океана — делает ее наиболее целостным разделом естествознания. Действительно, с одной стороны, «океанология — это наука о физических, химических, геологических, биологических процессах в Мировом океане», как было сказано выше, с единых методических позиций описывающая трансформацию и обмен энергии и веществ. C другой стороны, океанология должна изучать проявление общих физико-географических закономерностей в океане. Наверное, правильнее говорить, что океанология рассматривает процессы и структуру океана в их взаимосвязи.

Океанология связана с основными естественными науками через пограничные науки: гидрохимию, гидрофизику, гидробиологию, морскую геоинформатику и т. д. Но и география океана, как равноправное «дитя» географии и океанологии (а вовсе не описательная часть океанологии, как ранее считали некоторые физики моря), имеет много подразделов, связанных и с физической, и с общественной географией: морская геоморфология, морское ландшафтоведение, морская метеорология, гидрология устьев рек и эстуариев, морская рекреационная география, экономическая география океана и т. д. При этом океанологами зачастую считают себя и создатели новой техники для исследования океана (в том числе с использованием дистанционных методов), и разработчики численных гидродинамических моделей, и геополитики.

— Какие основные научные дисциплины изучают студенты в процессе обучения на кафедре океанологии? Что нужно знать и уметь настоящему океанологу?

— Есть главный принцип получения знаний об океане, характерный для классического университетского образования, — понемногу обо всем и все о немногом. Поскольку океанология — чрезвычайно многоплановая наука, наши студенты бакалавриата независимо от специализации должны прослушать и базовые естественно-научные дисциплины с особым упором на физико-математические, и получить знания по основным отраслям океанологии. После распределения на кафедру со второго по четвертый курс студенты изучают следующие предметы: физические свойства морской воды, морские течения, оптику и акустику моря, морские льды, взаимодействие океана и атмосферы, водные массы океанов, моделирование циркуляции океана, основы гидробиологии и промысловую океанологию, химию океана, морскую экологию, палеоокеанологию, технические средства и методы наблюдений в океанологии, ряд других дисциплин. В магистратуре к ним добавляются океанография шельфа, теория климата, морские прогнозы, спутниковая океанология, международные программы исследования океана.

И конечно, на старших курсах студенты узнают «все о немногом» — выполняют научно-исследовательские работы уже по наиболее востребованной узкой тематике, которыми руководят сотрудники кафедры, а также ведущие ученые из Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН. Для этого  института мы являемся базовой кафедрой, им руководили наши выпускники, да и сейчас их много среди руководителей лабораторий. Естественно, он рассчитывает на наших выпускников, приглашает студентов на практику, в аспирантуру, на работу.

— Как студенты-океанологи совершенствуют полученные знания в полевых условиях? В каких экспедициях бывают, где проходят учебные практики? Какие самые интересные места удается посетить будущим океанологам?

— Специалист-океанолог немыслим без практических навыков работы в море. С начала 1990-х годов после второго курса студенты кафедры проходят учебную практику на Черном море под Геленджиком, на базе Южного отделения Института океанологии. А оттуда выезжают в Севастополь, где знакомятся с основными океанологическими учреждениями этого прекрасного города. После третьего курса студенты едут на производственную практику — это могут быть рейсы в арктические моря Плавучего университета на судне «Профессор Молчанов», которые поддерживаются с 2012 года в том числе грантами Русского географического общества, экспедиции в дальневосточных морях на судах Тихоокеанского океанологического института или Гидрометслужбы. В последние годы лучшие студенты продолжают участвовать в океанских экспедициях на судах Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН в Северной Атлантике, в Южном океане.

— Какие собственные, особенные инструменты и методы есть на вооружении у океанологов? Чем они пользуются в полевой работе и камеральных исследованиях?

— Основа развития океанологии, как и любой другой естественной науки, — взаимодействие теоретических представлений и технологии получения данных наблюдений. В последние десятилетия в океанологии произошла технологическая революция. Раньше всю информацию получали с судов, измерения были точечными, крайне редкими по времени и нерегулярными в пространстве. Теперь же основу информации дает зондирующая аппаратура с непрерывной записью данных от поверхности до дна, а также автономные дрейфующие и заякоренные системы, поплавки нейтральной плавучести, которые всплывают с глубины 2 км раз в 10 дней, сбрасывают информацию о структуре вод на спутник и опять погружаются, работая в таком режиме несколько лет. 45 лет назад появились дистанционные наблюдения со спутников, позволяющие оценить компоненты теплового и водного баланса поверхности океана, его температуру, уровень, высоту волн, биопродуктивность. Ну и, конечно, современные суперкомпьютеры и сетевые технологии позволяют моделировать как единую систему океан, атмосферу, морской лед, прогнозировать природные и антропогенные риски для океана и прибрежной зоны с учетом изменений климата. Тем не менее, любые данные со спутников или результаты моделирования следует проверять, верифицировать прямыми наблюдениями с судов или с автономных систем в морской среде.

— Кем может стать студент-океанолог, когда окончит Московский государственный университет? В каких сферах деятельности он сможет применить полученные знания и умения?

— Более двух третей выпускников работают по специальности — в научных институтах РАН, связанных с изучением океана, в институтах Росгидромета, организациях, связанных с эксплуатацией рыбных ресурсов. Причем это может быть и преимущественно экспедиционная деятельность, и численное моделирование, и научно-экспертная работа. Более 150 выпускников кафедры защитили кандидатские диссертации, более 50 — докторские. Пожалуй, ни одна из 15 кафедр географического факультета МГУ не может похвастаться таким количеством выпускников — докторов наук. Многие выпускники работают в международных организациях, работают за рубежом. В последние годы все больше выпускников востребованы в бизнес-структурах, имеющих отношение к экологическому мониторингу водных акваторий, где идет добыча нефти и газа.

— Какие самые важные исследования провели сотрудники кафедры за время ее существования, какие наиболее значимые открытия сделали?

— Настоящее географическое открытие последних десятилетий XX века — открытие глобального океанского конвейера, связывающего воедино глубинный поток вод из Северной Атлантики в Тихий и Индийский океаны с обратным потоком теплых вод из двух последних океанов в Атлантику. Профессор Сергей Сергеевич Лаппо, заведовавший кафедрой океанологии и описавший конвейер как «тепловую машину нулевого рода» в океане, наряду с американским геохимиком Уоллесом Броккером — первооткрыватели этого конвейера, работы вышли одновременно в середине 1980-х годов. Для нашей кафедры и сейчас характерен интерес к роли океана в современных колебаниях климата, оценке изменений в переносе тепла и соли течениями и водными массами, особенно в глубоких слоях океана.

Второе направление — изменения структуры вод Арктического бассейна, вариации водообмена с теплыми водами из Атлантики, причем некоторым сотрудникам кафедры удается участвовать в работах на научных судах-ледоколах или дрейфовать на новейшей ледостойкой платформе «Северный полюс». Это направление традиционно для кафедры со времен основателя кафедры, известного полярного исследователя Николая Николаевича Зубова, занимавшегося водами и льдами Арктики в первой половине XX века.

Третье направление работ — исследование морей, омывающих Россию. Это численное моделирование шельфовой циркуляции и ветрового волнения, штормовых нагонов, наносящих большой ущерб населению и хозяйству прибрежных территорий. Но в последние годы возрос интерес и к изменениям их гидрохимических и гидрологических характеристик под влиянием природных и антропогенных факторов, включая экологические проблемы морей России, связанные с хозяйственной деятельностью на шельфе.

— Что, на ваш взгляд, самое важное и интересное в профессии океанолога? Какими качествами он должен обладать? Придется ли во время работы сталкиваться с реальными трудностями и опасностями?

— Наша наука настолько многообразна, что всегда можно найти себе род деятельности по душе. Если вы любите морские просторы, не боитесь штормов и склонны ходить в экспедиции — вам дорога в «мокрые» океанологи. Если вы любите искать истину на кончике пера, любите физику и математику — становитесь «модельером», участвующим в моделировании динамики океана. Любители химии и биологии также могут себя найти и на морских просторах, и в институтских лабораториях. Но в любом случае настоящий океанолог должен уметь работать в коллективе, помогать окружающим во время тяжелых вахт, никогда не пренебрегать правилами техники безопасности, чтобы не подвергать опасности здоровье свое и окружающих.

— Были ли какие-то особо запоминающиеся моменты в вашей жизни, связанные с профессиональной деятельностью, какие-нибудь интересные или веселые случаи?

— Я работал в разных условиях, иногда весьма тяжелых. Тем ценнее информация, добываемая в таких рейсах. Меня всегда привлекала добыча информации с больших глубин океана, когда пробы воды и зондирующий прибор поднимаются с глубины 4–5 км несколько часов. Ну, а самое запоминающееся во время продолжающихся не один месяц рейсов — красоты природы: восходы, бушующая красота штормов, лов рыбы и кальмаров. И конечно, выходы на берег — экзотические страны, высадки в уединенных бухтах Дальнего Востока, морские институты и беседы с коллегами.

Самым запоминающимся для меня был, пожалуй, мой первый океанский рейс на знаменитом «Витязе» в 1978 году. Студентом третьего курса я участвовал в работах на полигоне в Саргассовом море по программе ПОЛИМОДЕ (международный океанографический эксперимент в районе Бермудских островов), мы ставили буи с самописцами течений, заходили в Канаду, Испанию, Грецию, на Ямайку. Нас тогда было в этом рейсе семь студентов географического факультета МГУ. И теперь, бывая в Калининграде, где у причала стоит «Витязь», я обязательно поднимаюсь на палубу и вхожу в лаборатории, где работал 45 лет назад.

Александр Жирнов