Челленджер экспедиция - Challenger expedition
Экспедиция Челленджера 1872–1876 гг. Представляла собой научную программу, в ходе которой было сделано много открытий, положивших начало океанографии . Экспедиция была названа в честь совершившего поход военного корабля HMS Challenger .
Вызванный Чарльзом Уайвилл Томсона -of в Университете Эдинбурга и Мерчистон Castle School -The Лондонского королевское общества , полученном использование Challenger из Королевского военно - морского флота и в 1872 году модифицированное судна для научных задач, оснастив его отдельные лаборатории по естественной истории и химиям . Экспедиция, возглавляемая капитаном Джорджем Нэрсом , вышла из Портсмута, Англия , 21 декабря 1872 года. Среди других военно-морских офицеров был командир Джон Маклир .
Под научным руководством самого Томсона корабль преодолел почти 70 000 морских миль (130 000 км; 81 000 миль), исследуя и исследуя. Результатом стал Отчет о научных результатах исследовательского рейса HMS Challenger в 1873–1876 годах, в котором, среди многих других открытий, каталогизировано более 4000 ранее неизвестных видов. Джон Мюррей , руководивший публикацией, назвал отчет «величайшим достижением в познании нашей планеты со времен знаменитых открытий пятнадцатого и шестнадцатого веков». Челленджер плыл недалеко от Антарктиды , но не в пределах видимости.
Препараты
Чтобы он мог исследовать глубины, 15 из 17 орудий Challenger были сняты, а лонжероны уменьшены, чтобы освободить место. Установлены лаборатории, дополнительные кабины и специальная дноуглубительная площадка. Челленджер во время экспедиции использовал в основном паруса; паровой двигатель использовался только для питания земснаряда. Он был загружен кувшинами с образцами, наполненными спиртом для хранения образцов, микроскопами и химическим оборудованием, тралами и земснарядами, термометрами, барометрами, бутылками для отбора проб воды, измерительными проводами , устройствами для сбора осадков со дна моря и длинными веревками, с помощью которых подвесить оборудование в глубину океана.
Из-за новизны экспедиции часть оборудования была изобретена или модифицирована специально для этого случая. Всего для зондирования было поставлено 181 миля (291 км) итальянской конопли .
Экспедиция
Во время его путешествия длиной 68 890 морских миль (79 280 миль; 127 580 км) вокруг земного шара было проведено 492 глубоководных зондирования, 133 донных земснаряда, 151 траление в открытой воде и 263 серийных измерения температуры воды. Было обнаружено около 4700 новых видов морских обитателей.
Научную работу проводили Вивилл Томсон , Джон Мюррей , Джон Янг Бьюкенен , Генри Ноттидж Мозли и Рудольф фон Виллемоэс-Зум . Фрэнк Эверс Бед был назначен прозектором . Официальным художником экспедиции был Джон Джеймс Уайлд . Помимо Нэрса и Маклира, в состав военно-морской команды входили Пелхэм Олдрич , Джордж Грэнвилл Кэмпбелл и Эндрю Фрэнсис Бальфур (один из сыновей шотландского ботаника Джона Хаттона Бальфура ). Также среди офицеров был Томас Генри Тизард , который проводил важные гидрографические наблюдения во время предыдущих рейсов. Хотя он не входил в число гражданских научных сотрудников, Тизард позже помогал написать официальный отчет об экспедиции, а также стал членом Королевского общества.
Первоначальный состав корабля включал 21 офицера и около 216 членов экипажа. К концу рейса это число сократилось до 144 из-за смертей, дезертирства, оставления персонала на берегу из-за болезни и запланированных отправлений.
Челленджер прибыл в Гонконг в декабре 1874 года, после чего Нарес и Олдрич покинули корабль, чтобы принять участие в Британской арктической экспедиции . Новым капитаном стал Фрэнк Турль Томсон. Заместителем командира и самым старшим офицером, присутствовавшим на протяжении всей экспедиции, был командир Джон Маклир . Виллемоэс-Сухм умер и был похоронен в море во время путешествия на Таити. Лорды Кэмпбелл и Бальфур покинули корабль в Вальпараисо, Чили, после повышения по службе.
Первый этап экспедиции взял корабль из Портсмута (декабрь 1872 г.) на юг в Лиссабон (январь 1873 г.), а затем в Гибралтар . Следующими остановками были Мадейра и Канарские острова (оба февраля 1873 г.). Период с февраля по июль 1873 года был потрачен на пересечение Атлантики на запад от Канарских островов до Виргинских островов , затем на север к Бермудским островам , на восток к Азорским островам , обратно на Мадейру, а затем на юг к островам Зеленого Мыса . В течение этого периода в апреле и мае 1873 года был объезд, плывущий с Бермудских островов на север в Галифакс и обратно, дважды пересекая Гольфстрим, а обратный путь пересекал дальше на восток.
Покинув острова Зеленого мыса в августе 1873 года, экспедиция сначала плыла на юго-восток, а затем направилась на запад, чтобы достичь скал Святого Павла . Отсюда маршрут шел на юг через экватор к Фернандо-ди-Норонья в сентябре 1873 года, а затем в том же месяце в Баию (ныне Сальвадор) в Бразилии. Период с сентября по октябрь 1873 года был потрачен на пересечение Атлантики от Баии до мыса Доброй Надежды , касаясь по пути Тристан-да-Кунья .
С декабря 1873 года по февраль 1874 года он шел примерно по юго-восточному маршруту от мыса Доброй Надежды до параллели 60 градусов южной широты . Острова посетили в этот период были Принс Эдуард , в Крозе , на Кергелен и остров Херд . Февраль 1874 года был потрачен на путешествие на юг, а затем в основном на восток в районе Южного полярного круга , где были замечены айсберги, паковый лед и киты. Затем в марте 1874 года судно шло на северо-восток в сторону от ледовых регионов, а позже в том же месяце экспедиция достигла Мельбурна в Австралии. Путешествие на восток вдоль побережья от Мельбурна до Сиднея имело место в апреле 1874 года, проходя мимо мыса Вильсона и мыса Хау .
Когда рейс возобновился в июне 1874 года, маршрут шел на восток от Сиднея до Веллингтона в Новой Зеландии, за которым следовала большая петля на север в Тихий океан с заходом в Тонга и Фиджи , а затем обратно на запад к мысу Йорк в Австралии к концу августа. Корабль прибыл в Новую Зеландию в конце июня и ушел в начале июля. Прежде чем добраться до Веллингтона (на Северном острове Новой Зеландии), были сделаны короткие остановки в Порт-Харди (на острове Дюрвиль ), и пролив Королевы Шарлотты и Челленджер прошли через пролив Кука, чтобы добраться до Веллингтона.
Маршрут из Веллингтона в Тонгу пролегал вдоль восточного побережья Северного острова Новой Зеландии, а затем на север и восток в открытый Тихий океан, проходя мимо островов Кермадек по пути к Тонгатабу , главному острову архипелага Тонга (тогда известному как Дружественный остров). Острова). Воды вокруг островов Фиджи, недалеко к северо-западу от Тонги, были обследованы в конце июля - начале августа 1874 года. Затем корабль взял курс на запад, достигнув острова Рейн - на внешней границе Большого Барьерного рифа - в конце августа и оттуда прибыл на мыс Йорк, на оконечность австралийского полуострова Кейп-Йорк .
В течение следующих трех месяцев, с сентября по ноябрь 1874 года, экспедиция посетила несколько островов и островных групп во время плавания от Кейп-Йорка до Китая и Гонконга (в то время британской колонии ). Первая часть маршрута проходила на север и запад через Арафурское море , с Новой Гвинеей на северо-востоке и с материковой частью Австралии на юго-западе. Первыми посещенными островами были острова Ару , а затем близлежащие острова Кай . Затем судно пересекло море Банда, коснувшись островов Банда , чтобы достичь Амбоина ( остров Амбон ) в октябре 1874 года, а затем продолжило путь к острову Тернате . Все эти острова сейчас являются частью Индонезии .
От Тернате маршрут шел на северо-запад в сторону Филиппин, проходя к востоку от Целебеса ( Сулавеси ) в море Целебес . Экспедиция посетила Самбоанган ( Замбоанга ) на Минданао, а затем Илоило на острове Панай, прежде чем отправиться в глубь архипелага по пути к заливу и гавани Манилы на острове Лусон. Переход на северо-запад из Манилы в Гонконг произошел в ноябре 1874 года.
После нескольких недель в Гонконге экспедиция отправилась в начале января 1875 года, чтобы проследить свой маршрут на юго-восток в сторону Новой Гвинеи. Первой остановкой на этом внешнем этапе путешествия была Манила. Оттуда они продолжили путь в Самбоанган, но пошли другим маршрутом через внутренние территории Филиппин, на этот раз коснувшись острова Зебу . Из Самбоангана корабль отклонился от внутреннего маршрута, на этот раз пройдя южнее Минданао - в начале февраля 1875 года.
Затем « Челленджер» направился на восток в открытое море, затем повернул на юго-восток и вышел на берег в заливе Гумбольдт (ныне залив Йос-Сударсо ) на северном побережье Новой Гвинеи. К марту 1875 года экспедиция достигла Адмиралтейских островов к северо-востоку от Новой Гвинеи. Заключительным этапом плавания по эту сторону Тихого океана было долгое путешествие через открытый океан на север, проходящее в основном к западу от Каролинских и Марианских островов , и прибытие в порт в Иокогаме , Япония, в апреле 1875 года.
Челленджер покинул Японию в середине июня 1875 года, направившись на восток через Тихий океан к точке к северу от Сандвичевых островов (Гавайи), а затем повернул на юг и в конце июля вышел на берег в Гонолулу на гавайском острове Оаху . Пару недель спустя, в середине августа, корабль отправился на юго-восток, встал на якорь в заливе Хило у Большого острова Гавайев, а затем продолжил свой путь на юг и в середине сентября достиг Таити .
Экспедиция покинула Таити в начале октября, повернув на запад и юг от островов Тубуай, а затем направившись на юго-восток, а затем повернула на восток в сторону побережья Южной Америки. Маршрут касался островов Хуана Фернандеса в середине ноября 1875 года, а через несколько дней Челленджер достиг порта Вальпараисо в Чили. Следующий этап путешествия начался в следующем месяце, когда корабль вел на юго-запад, обратно в Тихий океан, мимо островов Хуана Фернандеса, затем повернул на юго-восток и обратно в Южную Америку, достигнув Порт-Отуэя. Залив Пенас 31 декабря 1875 года.
Большую часть января 1876 года я провел, путешествуя по южной оконечности Южной Америки, исследуя и касаясь многих заливов и островов Патагонского архипелага, Магелланова пролива и Огненной Земли . Посещенные здесь места включают Хейл-Коув, Грей-Харбор, Порт Грэпплер, Том-Бэй, все в окрестностях острова Веллингтон ; Пуэрта Буэно, недалеко от острова Ганновер ; Залив перешейка, недалеко от архипелага Королевы Аделаиды ; и Порт Чуррука, недалеко от острова Санта-Инес .
Конечными остановками перед выходом в Атлантику были Порт Голод , Сэнди-Пойнт и остров Элизабет. Челленджер достиг Фолклендских островов в конце января, зашел в Порт-Стэнли и затем продолжил движение на север, достигнув Монтевидео в Уругвае в середине февраля 1876 года. Судно покинуло Монтевидео в конце февраля, направляясь сначала на восток, а затем на север, прибыв на острове Вознесения в конце марта 1876 г.
Период с начала до середины апреля был проведен в плавании с острова Вознесения на острова Зеленого мыса. Отсюда маршрут, выбранный в конце апреля - начале мая 1876 года, представлял собой петлю на запад, на север, в среднюю часть Атлантического океана, а затем повернул на восток в сторону Европы и к концу мая коснулся суши в Виго в Испании. На заключительном этапе путешествия корабль и его команда прошли на северо-восток от Виго, обогнули Бискайский залив и вышли на берег в Англии. Челленджер вернулся в Спитхед , графство Хэмпшир , 24 мая 1876 года, проведя 713 дней из 1250 в море.
Научные цели
Royal Society заявил научные цели рейса были:
- Исследовать физические условия морских глубин в больших океанских бассейнах - вплоть до района Большого Южного ледяного барьера - в отношении глубины, температуры, циркуляции, удельного веса и проникновения света.
- Для определения химического состава морской воды на различных глубинах от поверхности до дна, органических веществ в растворе и частиц во взвешенном состоянии.
- Установить физико-химический характер глубоководных отложений и их источники.
- Исследовать распространение органической жизни на разных глубинах и на дне моря.
На каждой из 360 станций команда измерила глубину дна, температуру на разных глубинах, наблюдала за погодой и состоянием поверхности океана, а также собрала пробы морского дна, воды и биоты. Экипаж Челленджера для проведения наблюдений использовал методы, разработанные в предыдущих небольших экспедициях. Для измерения глубины они опускали леску с прикрепленным к ней грузом до тех пор, пока она не достигала морского дна. Линия была отмечена с интервалом в 25 саженей (150 футов; 46 м) флажками, обозначающими глубину. Из-за этого измерения глубины от Challenger были, в лучшем случае, с точностью до ближайшей границы 25 фатом (150 футов; 46 м). К грузилу часто прикрепляли небольшой контейнер, который позволял собирать образцы донных отложений.
Экипаж использовал различные земснаряды и тралы для сбора биологических образцов. Земснаряды состояли из металлических сетей, прикрепленных к деревянной доске и волоченных по морскому дну. Головы швабры, прикрепленные к деревянной доске, будут метаться по морскому дну и выпускать со дна океана организмы, которые затем попадают в сети. Тралы представляли собой большие металлические сети, буксируемые за судном для сбора организмов на разной глубине воды. После извлечения земснаряда или трала команда Challenger сортирует, промывает и хранит образцы для исследования по возвращении. Образцы часто консервируются либо в рассоле, либо в спирте.
Основным термометром, который использовался на протяжении всей экспедиции Челленджера, был термометр Миллера – Казеллы , который содержал два маркера в изогнутой ртутной трубке для регистрации максимальной и минимальной температуры, через которую проходил прибор. Некоторые из этих термометров могут быть опущены на разную глубину для записи. Однако эта конструкция предполагала, что вода ближе к поверхности океана всегда теплее, чем вода внизу. Во время плавания, Претендент ' экипаж с протестировал реверсивный термометр , который может измерять температуру в заданных глубинах. Впоследствии этот тип термометра широко использовался до второй половины 20 века.
Сэр Томсон считал, как и многие приверженцы недавней теории эволюции , что глубокое море будет домом для « живых окаменелостей », давно вымерших на мелководье, примеров « недостающих звеньев ». Они считали, что условия постоянной низкой температуры, темноты и отсутствия токов, волн или сейсмических событий обеспечивают такую стабильную среду, что эволюция замедлится или полностью остановится. Луи Агассис считал, что в глубинах «следует ожидать найти представителей более ранних геологических периодов». Томас Хаксли заявил, что он ожидал увидеть « зоологические древности, которые в спокойных и мало изменившихся глубинах океана избежали причин разрушения, действующих на мелководье, и представляют собой преобладающее население прошлого века». Однако ничего подобного не произошло; хотя несколько организмов, ранее считавшихся вымершими, были обнаружены и занесены в каталог среди множества новых открытий, урожай был типичным для того, что можно было найти при исследовании любой эквивалентной протяженности новой территории. Кроме того, в процессе сохранения образцов в спирте химик Джон Янг Бьюкенен и сэр Томсон осознали, что он непреднамеренно опроверг предыдущий отчет Хаксли о Bathybius haeckelii , бесклеточной протоплазме, покрывающей морское дно, которая, как предполагалось, была связующим звеном между неживыми материя и живые клетки. Чистый эффект был неудачей для сторонников эволюции.
Challenger Deep
23 марта 1875 года на пробной станции номер 225, расположенной на юго-западе Тихого океана между Гуамом и Палау, команда зафиксировала глубину 4 475 саженей (26 850 футов; 8 184 м), что было подтверждено дополнительным зондированием. Как показали более поздние экспедиции с использованием современного оборудования, этот район представляет собой южную оконечность Марианской впадины и является одним из самых глубоких известных мест на дне океана.
Современные зондирований в 6012 саженей (36,070 футов; 10994 м) с тех пор были найдены недалеко от места из Челленджера " оригинального звучания s. Челленджера " открытие сек этой глубины был основной выводом экспедиции в расширении океанографических знаний о глубине и масштабах океана и теперь носит название судна, на Challenger Deep .
Наследие
Результаты экспедиции Челленджера продолжали публиковаться до 1895 года, через девятнадцать лет после завершения ее путешествия. Отчет состоял из 50 томов и объемом более 29 500 страниц. Образцы, привезенные Challenger, были переданы для изучения ведущим мировым экспертам, что значительно увеличило расходы и время, необходимые для окончательной доработки отчета. Отчет и образцы в настоящее время хранятся в Британском музее естественной истории, и отчет доступен в Интернете. Некоторые образцы, многие из которых были открыты первыми, учеными до сих пор изучаются.
Большое количество ученых работали над категоризацией материала, привезенного из экспедиции, включая палеонтолога Габриэля Вартона Ли . Джордж Альберт Буленджер , герпетолог из Музея естественной истории, назвал в честь Челленджера вид ящериц Saproscincus challengeri .
До плавания " Челленджер" океанография была в основном спекулятивной. Экспедиция « Челленджер», ставшая первым настоящим океанографическим круизом, заложила основу для всей академической и исследовательской дисциплины. « Челленджер » применялся к таким разнообразным явлениям, как Общество морских наук « Челленджер » , океанографический и морской геологический исследовательский корабль Glomar Challenger и космический челнок Challenger .
Рекомендации
дальнейшее чтение
Общий
- Экспедиция HMS Challenger (Музей естествознания)
- Экспедиция Челленджера (1872–1876) (Музей естественной истории Канзасского университета)
- Письма Джозефа Маткина из HMS Challenger (Березовый аквариум в Институте океанографии Скриппса)
- Карта маршрута, пройденного HMS Challenger (Березовый аквариум в Институте океанографии Скриппса)
- Challenger Medal Roll (1895) (Библиотека 19 века науки)
Первичные отчеты, счета и письма
- Отчет о научных результатах исследовательского рейса HMS Challenger в 1873–1876 гг. (Библиотека науки XIX века)
- В море с научными работами: Претенденты Джозефа Маткина (1992), Филипа Ф. Ребока (редактор), Гавайский университет Press. ISBN 082481424X
- Challenger Foraminifera (переиздание 1994 г.), Роберт Винн Джонс и Генри Боуман Брэди, Oxford University Press и Музей естественной истории. ISBN 0198540965
- Письма из журнала «Претендент» (1876 г.), лорд Джордж Грэнвилл Кэмпбелл, Макмиллан.
- Круиз корабля Ее Величества "Челленджер" (1877 г.), Уильям Джеймс Джозеф Спрай, Harper & Brothers. (через archive.org)
- Заметки натуралиста о «Челленджере» (1879), Генри Ноттидж Мозли, Макмиллан.
- Архивная запись для журналов Эндрю Ф. Бальфура, в том числе три из рейса HMS Challenger. Заархивирована 9 июня 2012 года на Wayback Machine (архивы AIM25)
Вторичная литература
- Лаборатория Нептуна: фантазия, страх и наука в море (2019), Энтони Адлер, издательство Гарвардского университета. ISBN 9780674972018
- Исследуя океан (2005), Хелен М. Розвадовски, издательство Гарвардского университета. ISBN 0674027566
- Тихий пейзаж: научное путешествие HMS Challenger (2003), Р. М. Корфилд, Джозеф Генри Пресс. ISBN 0309089042
- Экспедиция Челленджера, 1872–1876: Визуальный указатель (1994), Эйлин В. Брантон, Музей естественной истории. ISBN 0565011391
- Путешествие «Челленджера » (1974), Эрик Линклейтер, кардинал. ISBN 0351172238
- Столетие экспедиции Челленджера, 1872–1876 гг. , Джон Б. Тейт, Scottish Geographic Magazine, том 88, выпуск 3, 1972 г.
- Бермудские острова и экспедиция Челленджера (1901, переиздание 2010 г.), Джордж Уотсон Коул , Kessinger Publishing. ISBN 116639994X
- Переворот из бездны: картографирование дна океана и революция в науках о Земле (2002), Дэвид М. Лоуренс
Коллекции и архивы
- Коллекция HMS Challenger (Музей естественной истории)
- Фораминиферы в коллекции Brady HMS Challenger (проект Foraminifera.eu)
- Документы HMS Challenger , 1872–1876 гг. В библиотеке Эдинбургского университета (Archives Hub)
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с экспедицией Челленджера на Викискладе?