«Крымские известия»: «Физика моря. Вид с берега»

Опубликовано: 23 мая 2016 г.
Метки: СМИ


Маленький живописный поселок Кацивели на Южном берегу Крыма с конца XIX века вдохновлял художников, поэтов и ученых. Великолепную серию этюдов написал здесь известный художник Архип Куинджи. Наблюдая за палитрой моря, он мастерски передавал свои впечатления на полотнах. Выдающийся ученый-океанограф Василий Шулейкин тоже следил за колористикой морской стихии, но уже с практической, научной целью, с севастопольского буксира «Ай-Фока» делал оптические измерения. В результате в начале 20-х годов прошлого века появилась одна из первых работ по физике моря.

Евгений Лемешко уверен: «Полигон вновь станет экспериментальной базой для академических и прикладных институтов РФ».

Евгений Лемешко уверен: «Полигон вновь станет экспериментальной базой для академических и прикладных институтов РФ».

Свой отпуск в 1929 году поэт Илья Сельвинский провел с женой в Крыму. Они совершили морской вояж от Балаклавы до Ялты, а потом на «легком авто махнули через Байдары обратно в Балаклаву», писал он другу. Во время путешествия родились восемь стихотворений крымской коллекции: «Симферополь», «Балаклава», «Кацивели», «Форос», «Алупка», «Ялта», «Гурзуф», «Коктебель». Читаешь их — и словно видишь особенности ландшафта, архитектуру, слышишь запахи. Вот как он пишет о Кацивели: «Здесь тянет потною ездою, вяленой кониной; кобыльим пахнут молоком скачущие вершины». Поэт точен и в описании ландшафта Симеиза: «И крымским сфинксом выставлена, ветром пересвистана огромная пятнистая каменная рысь». Возможно, если бы тем летом Сельвинский встретился с Шулейкиным, основателем Черноморской гидрофизической станции, которая появилась в Кацивели

10 апреля 1929 года, его лирика могла бы пополниться рассказом о физике моря.

Неприступные скалы, яркая зелень вечнозеленых растений и изумрудные волны Лименской бухты окрыляли не только поэтов. Астрономы наблюдали с хребта горы Кошка за небесными светилами, а океанографы усмотрели здесь уникальные гидрологические свойства моря. В окрестностях мыса Кикенеиз берег, как рассказали «Крымским известиям» гидрографы, «приглубый» — то есть с резким уклоном, практически отвесный. Волны набегают на мыс, не теряя своей энергии, а значит, их удобнее изучать, объяснил кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Черноморский гидрофизический полигон РАН» Александр Богуславский. Он уточнил: «Берег близ Кацивели глубокий, температурный режим постоянно колеблется, это позволяет исследовать оптические и термические свойства воды, изучать волны, течения и другие природные явления. Так что Шулейкин абсолютно обоснованно избрал это место для научной станции».

КАЦИВЕЛИ — «ПОЛЮС ПРИТЯЖЕНИЯ» УЧЕНЫХ И ПИСАТЕЛЕЙ

«Что-то физики в почете. Что-то лирики в загоне», — сетовал поэт Борис Слуцкий в конце 50-х. Да и было отчего. Физики вели активное «наступление» на тайны природы уже несколько десятилетий. В Кацивели исследования проводились практически круглогодично. В 1927 г. В. Шулейкин опубликовал результаты своих наработок в первом издании книги «Очерки по физике моря». Спустя несколько лет был создан фундаментальный труд в двух частях — «Физика моря», в основу которого легли многочисленные эксперименты, проводившиеся на станции. «Это настоящая Библия для метеорологов и океанографов», — отозвался о нем временно исполняющий обязанности директора полигона кандидат физико-математических наук Евгений Лемешко. Очень широк диапазон исследований, которые проводятся на станции уже 87 лет.

Самописец 1938 года. Благодаря ему ученые почти 80 лет наблюдают за уровнем Черного моря.

Самописец 1938 года. Благодаря ему ученые почти 80 лет наблюдают за уровнем Черного моря.

Ученые изучали тут ветровые волны, слушали «голос моря». В 80-х годах прошлого века велись уникальные эксперименты на стыке гидрофизики и космонавтики. На гидрографической платформе, которая находится в акватории залива, используется аппаратура для сверки данных, полученных со спутников.

ПОЧТИ 80 ЛЕТ — БЕЗ СБОЕВ

Александр Богуславский, работающий на станции не один десяток лет, любезно согласился провести небольшую экскурсию по территории полигона. Когда-то здесь был великолепный парк, спроектированный Шулейкиным, с зонами отдыха для физиков.

Место было знакомо ученому с детства. В начале XIX века урочище Кацивели и большой участок побережья принадлежали инженеру Половцеву. К 1890 году он продал его под строительство дач для известных людей России. Одна была куплена отцом ученого. Дачный поселок назывался Ай-Панда и большей частью состоял из деревянных домиков-вагончиков. В 1929 году именно такой вагончик и был использован для размещения лабораторных приборов Черноморской гидрофизической станции. И сразу же аспиранты и коллеги В. Шулейкина приступили к изучению зарождения и развития ветровых волн и течений.

В этом бассейне поднимали ветер и «устраивали» девятибалльный шторм (фото из музея ЧГП РАН).

В этом бассейне поднимали ветер и «устраивали» девятибалльный шторм (фото из музея ЧГП РАН).

Соляриграф, анемометр, мареограф, муссонограф… Эти и другие приборы сделаны умельцами — сотрудниками станции. Например, В. Дыбченко по идее Шулейкина построил бетонный кольцевой лоток и стал «раскручивать» в нем шторм. Позже младшее поколение ученых изучало в нем рыб и небольших дельфинов, разрабатывая теорию движения морских животных, на основе которой развилась новая наука — бионика. На берегу у приборной скалы до сих пор работает мареограф — автоматический измеритель уровня моря, установленный Шулейкиным еще в 1938 году. Показания приборов и датчиков круглосуточно фиксируются самописцем до сих пор, рассказывает А. Богуславский. Чтобы перевести эти данные в цифры, диаграммную ленту сканируют и вносят в специальную «базу» — детище нынешних сотрудников полигона. Доступны сведения с 1995 года. А вообще прибор, разработанный талантливым ученым Сергеем Доброклонским, в течение почти 80 лет ни разу не подвел. Благодаря этому самописцу полигон входит в международную наблюдательную сеть за уровнем Черного и Средиземного морей. «Это надежная система. У нас была поновее, израильская, но уже более 5 лет не работает», — сказал Богуславский. Уровень моря, как установил прибор, растет на 1,6 мм в год. Крымские ученые не скрывают, причина явления напрямую связана с ростом уровня Мирового океана и глобальным потеплением, но, по их словам, успокаивает, что это относительное увеличение. Происходит горообразовательный процесс — молодые горы вспучиваются, а южное их крыло погружается в глубоководную впадину. На береговом метеопосту почти 90 лет ведутся также метеорологические наблюдения.

КАК «УСТРАИВАЛИ» УРАГАН И СЛУШАЛИ «ГОЛОС МОРЯ»

Мы следуем дальше по парку. Подходим к лежащему на земле бетонному треугольнику. Это форма для пластины безбазового измерителя электрического поля моря, его разработал Владимир Лопатников. Огромная глыба тянется на буксире за кораблем и измеряет разность потенциалов.

Близ моря сохранился прямоугольный бассейн, предназначенный для изучения стоячих волн. К 1962 году в Кацивели были построены уникальные сооружения для экспериментов: оптический павильон с гелиостатной установкой, пункты дистанционных гидрометеорологических наблюдений, аэродинамический кольцевой канал — штормовой бассейн.

Немецкая морская мина стала корпусом этого глобуса.

Немецкая морская мина стала корпусом этого глобуса.

О последнем было много споров, мол, его конструкция не до конца просчитана, не учтена центробежная сила, возникающая при круговом движении волн. Но на самом деле спроектированный Шулейкиным в конце 1940-х штормовой бассейн был отличным для своего времени сооружением. Диаметр — 40 метров, высота стен канала — 5,6 метра, ширина — 2 метра. Целый сектор бассейна просматривался: стена его почти на всю высоту состояла из металлических рам, в которые вставлено 15-миллиметровое особо прочное закаленное стекло. На крыше кольцевого канала поставили 21 вентиляционную установку. Это позволило, подняв ветер, имитировать «мертвую» зыбь и доводить ее до девятибалльного шторма.

Крупная серия экспериментов была проведена в 1970-х годах. Ученые, занятые в проекте «Тайфун» — программе по изучению методов управления тропическими циклонами, успешно моделировали у берега Черного моря условия, соответствующие тропическим тайфунам. Эксперименты позволили Шулейкину выстроить теорию морского ветрового волнения и дрейфовых течений, представленную в монографии, изданной в 1965 году.

Сегодня огромное здание пустует. Еще кое-где можно увидеть осколки толстенного стекла, заглянуть внутрь сооружения. Центральная башенка спроектирована известным академиком архитектуры Алексеем Щусевым. В ней располагались фотоустановки для съемки волн. Прототип большого бассейна — 6-метровый мини-бассейн — сохранился на берегу. По словам Богуславского, именно в нем был установлен мировой рекорд высоты искусственных волн.

Кстати, в начале 60-х ученые Кацивели изготовили действующую копию штормового бассейна в масштабе 1:50. Позднее он экспонировался в выставочном зале Академии наук Украины.

Василий Шулейкин описал еще одно явление, которое поэтически назвал «голосом моря». Во время экспедиции на ледокольном пароходе «Таймыр» опытный исследователь В. Березкин, запускавший с палубы шары-зонды, наполненные водородом, заметил странное явление: аэрологи морщились от боли в ухе. Василий Владимирович понаблюдал за ними и, вернувшись в Москву, повторил эксперимент с шарами разных размеров. Ничего подобного не произошло. Ученый сделал вывод: это проявление связано с морем. На гидрофизической станции было изготовлено устройство, способное, по мнению специалистов, выявлять эти колебания.

Административный корпус, построенный в 1954 году, последние 20 лет не ремонтировался.

Административный корпус, построенный в 1954 году, последние 20 лет не ремонтировался.

— К оболочке шара было приклеено маленькое зеркальце, на которое направлялся тонкий пучок света. Отражаясь, он падал на фотографическую бумагу, наложенную на вращающийся барабан, — рассказывает Александр Богуславский. — Участники эксперимента обнаружили на бумаге отчетливые волнистые линии — след колебаний оболочки шара. Частота оказалась равной примерно десяти колебаниям в секунду. Следовательно, оболочка шара создавала колебания инфразвуковой частоты. Их частота была на октаву ниже самой низкой ноты на контрабасе.

Видимо, при воздействии инфразвуковых волн, возникающих в атмосфере близ моря, оболочка шара попадала в резонанс с ними. Штормовой ветер, проносясь над неровной поверхностью моря, создает периодические сгущения и разрежения в воздушной среде. Подобные сигналы о далеком шторме разносятся во все стороны, создавая неслышимые человеком звуки. Это явление и было названо «голосом моря».

Василий Владимирович тут же нашел ему практическое применение: это прибор автоматического штормового предупреждения, устанавливающийся на судах, не имеющих радиосвязи. Такие приборы могут работать в обсерваториях, расположенных вдоль побережья, для слежения за параметрами окружающей среды, сопутствующими появлению шторма.

МУЗЕЙ ШУЛЕЙКИНА

Территория полигона также тщательно продумывалась. Административный корпус построен в 1954 году по проекту Алексея Щусева, автора Кремлевского Дворца съездов и Мавзолея Ленина. Это здание — мини-копия Физического института РАН имени П. Лебедева в Москве. Ученый дружил с архитектором и попросил его сделать проект. Красивое светлое сооружение, к сожалению, во времена украинского управления ни разу не ремонтировалось. Фасад в аварийном состоянии. В библиотеке, где хранятся уникальные экземпляры книг, отвалилась штукатурка. А на стендах и полках — редкие экспонаты, в частности, книги по истории гидрографии, физике, атласы, научные труды сотрудников станции. Шулейкин говорил: «Каждый талантливый гидрофизик должен писать о своих «днях прожитых». Коллектив и сейчас следует этому правилу. Сохраняет маленькую мемориальную комнату, в которой хранятся мебель, фисгармония и книги выдающегося ученого.

Александр Богуславский уверяет, что на фисгармонии Шулейкина играть и сегодня можно.

Александр Богуславский уверяет, что на фисгармонии Шулейкина играть и сегодня можно.

Александр Богуславский показал мне глобус, корпусом которого стала немецкая морская мина. Земной шар поддерживают дельфины. Их вылепила сотрудница станции Зоя Шеногина. Художник Виктор Шеногин осуществил замысел Шулейкина — нанес на глобус Северный морской путь до Аляски и маршрут советской экспедиции в Антарктиду в 1955—1956 гг., в которой участвовали сотрудники Черноморской гидрофизической станции. На двух других глобусах музея обозначены магнитные поля и магнитные аномалии.

У ПОДНОЖИЯ «КАМЕННОЙ РЫСИ»… УСТРИЦЫ

В новом веке в извечное противостояние физиков и лириков вмешалась «третья сила». Сегодня на территорию полигона претендуют предприниматели, бизнес-интересы которых связаны с разведением мидий и устриц.

— Они пытаются использовать нашу береговую инфраструктуру, причалы, технологические площадки, подъезды, дороги. И пока не завершится процесс передачи собственности, сложно говорить о возобновлении исследований с привлечением ученых из других городов России, — говорит Евгений Лемешко. — Примечательно, что история с мидиями берет начало в прошлом взаимодействии полигона с другими научными учреждениями. Так, Институт биологии южных морей (ныне — морских биологических исследований) ранее обкатывал на нашей базе технологию выращивания моллюсков. Они и сейчас готовы поделиться технологиями разведения мидий и устриц. И их опыт успешно используют на Донузлаве, где по всем показателям для устриц и мидий — самое благоприятное место. Однако промышленное выращивание их на территории научного полигона едва ли можно назвать удачной реализацией ранее проведенных изысканий.

Аналогичной платформы больше нигде в России нет, она позволяет испытывать новую аппаратуру в морских условиях.

Аналогичной платформы больше нигде в России нет, она позволяет испытывать новую аппаратуру в морских условиях.

Именно по этой причине ученые забили тревогу, когда узнали, что предприниматели подали заявки в Росрыболовство на инвестиционные проекты по развитию в Кацивели промышленного производства мидий и устриц. В феврале этого года Росрыболовство по конкурсу отдало два участка моря (90 и 119 гектаров) по обе стороны акватории гидрофизического полигона частной фирме для выращивания моллюсков. Администрация полигона через два дня после торгов выразила протест. Ученых поддержали Федеральное агентство научных организаций России и Совет министров Крыма. Решение опротестовали. Также сотрудники полигона, Морского гидрофизического института и ММБИ провели экспертизы и доказали опасность производства марикультуры в акватории ЮБК.

— Это грозит полным уничтожением биоразнообразия вод Южного берега, — подчеркнул Е. Лемешко.

ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ

Обыватели, не посвященные в физику моря, гости Кацивели (и уж тем более — предприниматели) ошибочно считают, что научная жизнь на платформе и полигоне в 2000-х угасла, что здесь все заброшено. На самом деле исследования на станции не прекращались ни во время Великой Отечественной, когда основная команда была эвакуирована, ни в смутные 90-е, ни в 2000-е годы.

Уникальная территория института предназначена для научных экспериментов, а не для разведения моллюсков.

Уникальная территория института предназначена для научных экспериментов, а не для разведения моллюсков.

Ученые сумели сохранить инфраструктуру и выполняли регулярные исследования. В 2002 г. уровенный пост в Кацивели был включен в Единую европейскую систему наблюдений (European Sea Level Service (ESEAS)

— Специалисты из США, Франции, Греции, Великобритании, Германии, Израиля работали на нашей платформе и в прибрежной зоне Крыма. Участвовали в международных проектах IASON, SESAME, PERSEUS, MedGLOSS, ARENA, SeaDataNet, конференциях. Вели геоэкологический мониторинг вод шельфовой и прибрежных зон, внедряли новые технологии контроля за окружающей средой и многое другое, — говорит Е. Лемешко.

После воссоединения Крыма с Россией полигон вновь может стать экспериментальной базой для академических и прикладных институтов РФ. Сюда стремятся приехать на практику студенты, проводить исследования — аспиранты и молодые ученые. Евгений Лемешко сказал, уже есть заявки от девяти научных организаций из Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода и Севастополя. В их числе и Институт космических исследований, который планирует калибровать в Кацивели приборы для спутников.

— Платформа позволяет проводить испытания новой аппаратуры в морских условиях. Аналогичной на европейской части России нет. И есть планы по реконструкции и дооснащению ее оборудованием, — резюмирует он.

Недавно на базе Черноморского гидрофизического полигона РАН прошла молодежная научная конференция, посвященная изучению проблем морей России, океанографии и экспедициям. Более 100 молодых ученых приехали в Кацивели. Евгений Лемешко рассказывал им о технических и экспериментальных возможностях полигона. Он считает, что с помощью Федерального агентства научных организаций России в Кацивели будут созданы все условия для возобновления широкомасштабных исследований и экспериментов.

Но пока ученые вынуждены заниматься не только научными, но и хозяйственными проблемами. И кто победит в борьбе физиков и лириков с устрицами, покажет время.

Светлана МАКАРЕНКО.
Фото автора и Арвидаса ШЕМЕТАСА.