«Ермак» во льдах Макаров Степан

Глава XVII. Заметки по ледоведению

Для измерения температуры льда на разных глубинах приобретено от Negretti и Zambra два термометра со специальным устройством. Один из них был maximum-minimum, который закладывался в особо сделанную стальную трубу; другой, обыкновенный термометр, заключен был в стеклянный колпак диаметром около 3 см, с заложенным в области шарика парафином. Такие термометры вообще употребляются для измерения температуры почвы. Они могут быть применены к измерению температуры снега и льда лишь в тех случаях, когда лед достаточно крепок и скважина остается без воды. Нам не удалось термометры эти употреблять, ибо в скважинах постоянно была вода. Мы измеряли температуру льда в разных слоях, вытаскивая для этого глыбы на верхнюю палубу и вкладывая термометр.

Предмет этот был в ведении межевого инженера Цветкова, который делал главнейшие обмеры.

Представляют большую важность сведения об отношении поверхности, покрытой льдом, к водной поверхности. К сожалению, инструментального способа для такого определения не существует, и приходится судить на глаз. Чтобы яснее представить глазомерную оценку, нужно рассуждать следующим образом. Если допустим, что лед расположен полосами шириною 95 м и что между каждыми двумя полосами находится пятиметровый канал, то в этом месте площадь водной поверхности будет 5 %. Если предположим, что те же самые полосы льда пересекаются еще пятиметровыми перпендикулярными полосами воды, то площадь водной поверхности будет 9,3 %. Значит, при 9,3 % водной поверхности на каждые 95 м льда приходится одна полоса воды в 5 м продольная и одна такая же поперечная.

Можно при оценке на глаз делать так: взять от судна некоторое направление и на глаз решить по избранной линии, какой процент воды и какой процент льда. На основании соображений, приведенных выше, удвоим полученный линейный процент, будем иметь процент площади водной поверхности.

Следует то же самое сделать по нескольким направлениям, взять среднее и умножить его на два – это будет точнее, чем судить по одному направлению.

При оценке величины водной поверхности на плане инженер Цветков применил очень простой, но достаточно точный способ. Он снимал план на клетчатую бумагу и считал число клеток, занятых водой. В геодезии этот способ носит название «вычисление палеткой». Если бы пришлось изучать таким способом много планов, то было бы лучше всего приготовить заранее литографированные на восковой бумаге палетки.

В журнале во многих местах отмечена оценка водной поверхности на глаз. Можно считать, что чем ближе к границе льдов, тем при некоторых условиях процент водной поверхности больше. Затем процент водной поверхности приближается к некоторой норме. По моим определениям, нормальное состояние льда в Ледовитом океане в августе соответствует приблизительно 10 % водной поверхности. Свердруп тоже говорил мне, что он оценивает летом водную поверхность в 10 %, а Скотт-Гансен, плававший вместе с Нансеном и Свердрупом на «Фраме», оценивает ее в 5 %.

Когда я приступил к изучению вопроса об исследовании Ледовитого океана посредством ледоколов, то искал в разных источниках планы ледяного покрова в летнее время. Таких планов я не нашел. Свердруп говорил мне, что на «Фраме» такие планы снимались, но, вероятно, не обрабатывались, так как он, поискав в своих бумагах, не нашел ничего, что бы мог мне прислать.

Чтобы пополнить этот пробел, инженер Цветков 8 (20) июня, 26 июля (7 августа) и 3 (15) августа сделал несколько планов, производя обмер льдин шагами по компасу. Здесь прилагаются два плана, на которых видно расположение льдин в тот период, когда сжатия льдов не было. Части льдин, выходящие за план, могли простираться до 1000 и более метров.

Водная поверхность на двух прилагаемых планах была оценена на глаз как 20–25 %, а по обмеру палеткой оказалось 18 % и 28 %. Отсюда видно, что оценка на глаз при некоторой сноровке может быть достаточно точна.

На обоих планах показано место «Ермака», и он изображен в том же масштабе, как и лед. На одном из планов также видны гряды торосов, идущих, подобно мозаике, ломаными линиями. Можно даже сравнить торосы с гористой местностью, но надо иметь в виду существенную разницу: в горах всегда есть один главный хребет, и от него идут отроги, тогда как в торосах высокие и низкие хребты расположены без всякой системы.

Темные пятна на льдинах суть озера. Местами видны ручьи, соединяющие эти озера с морем.

Обломки плавающего льда имели в июне острое очертание, но если обратиться к планам, составлявшимся в августе и помещенным здесь, то мы увидим, что острота формы совершенно исчезла, и это произошло не от таяния, а от механического обламывания углов. Действительно, при каждом сжатии льда в соприкосновение приходят прежде всего углы, которые и обламываются.

Рисунок, помещенный на стр. 157, представляет вид с мостика ледокола «Ермак» при следовании через легкий полярный лед, находящийся в периоде ослабевания. Вид сверху до некоторой степени обманчив; льдины кажутся не тяжелее, чем на Неве; между тем, если всмотреться внимательнее, мы увидим простирающиеся глубоко вниз подводные части ледяных глыб.

Цвет поверхности льда и снега разнообразен. Встречаются чистые снега и льды и грязные, что иногда бывает вследствие пребывания на них белых медведей, тюленей и моржей, а может быть – от присутствия берегового ила. Цвет чистого снега белый; лед же бывает цвета кобальта, бутылочно-зеленоватый, матово-белый и многих других оттенков. В торосах цвет льда и даже снега много зависит от световых лучей; между глыбами часто виден чудный густой кобальтовый цвет; но если глыбу вынуть из воды и поднять на палубу, то окраска окажется менее интенсивной. Лед кобальтовый встречается чаще, чем зеленоватый.

Если глыбу перевернуть, то внизу, по преимуществу, оказывается цвет бутылочно-зеленоватый, а поверхности глыбы имеют иногда цвет чисто-зеленоватый.

Подметить причину разности цвета льда нам не удалось. Доктор Дригальский в своем замечательном отчете о Гренландской экспедиции «Grnland Expedition der Gesellschaft fr Erdkunde zu Berlin»[46] на стр. 489 подробно касается этого вопроса. По его мнению, чем больше пузырей во льду, тем он белее, чем меньше – тем синее, причем синие полосы идут лентами. Когда ко льду примешаны пыль и песок, то лед зеленый; когда много грязи, то коричневый; а когда имеется примесь угля или базальта, то черный. К сожалению, книга доктора Дригальского вышла после моего плавания во льды, и я не могу ни подтвердить, ни опровергнуть положения ученого доктора.

Существует мнение, будто тюленебои, промышляющие во льдах, определяют крепость льда по цвету. Опасаюсь, не предрассудок ли это; часто бывает так, что складывается и становится господствующим некоторое мнение, которое при научной поверке не подтверждается. Возможно, что тюленебои избегают столкновения с таким льдом, который совсем не крепок. Следуя на ледоколе и ломая постоянно лед, казалось бы, нетрудно было подметить, который лед крепкий и который слабый; но в действительности это не так. Мы много ломали полярный лед; причем или я, или командир – капитан 2-го ранга Васильев – были наверху. Тем не менее ни я, ни он по виду не всегда могли правильно предсказать, который лед крепче, который слабее.

Изучение толщины льда было в ведении лейтенанта Ислямова.

8 (20) июня, в широте 79°10' и долготе от Гринвича 9°5' E, по западную сторону острова Шпицбергена, произведены были исследования физических свойств ледяного покрова. Исследования происходили в двух милях от открытой воды, на рубеже между большими ледяными полями и льдинами меньшего размера.

Можно оценить на глаз, что поверхность толстых льдов (средняя толщина около 2 м) занимала около 70 %; поверхность тонких (средняя толщина 1,3 м) около 25 %; полыней и трещин – 5 %.

Торосов было немного, наибольший из них обмерен; он имел в вышину над поверхностью льда 4 1/4 м и состоял из льдин двухметровой толщины.

В большинстве льдины были однолетние, но на ходу попадались льдины с грязноватой поверхностью, которые казались многогодовалыми.

Снежного покрова на плоских льдинах до 15 см, но многие льдины были почти оголены от снега. Между глыбами, составлявшими торос, было набито очень много снега, и по сторонам тороса снег имел толщину до 1 м.

Цвет льдин с палубы, при туманной даже погоде, по преимуществу серо-голубоватый, но тонкие льды, на которых не было совсем снега, имели цвет кобальта.

26 июля (7 августа) в широте 80°44' N и долготе 9°5' E измерена была, посредством парового бура, толщина ледяного покрова у места стоянки ледокола (№№ 10 и 11).

Измерение № 10

Снежный покров 0,08 м

0,33 м от поверхности льда до уровня моря

6,00 м от уровня моря до низа верхней глыбы

0,60 м слой воды

1,00 м слой нижнего льда

7,93 м общая толщина от верхней кромки льда до нижней

Верхняя глыба в один или несколько слоев оказалась толщиною 6,33 м.[47]

Надводная часть льда (0,33 м) составляет 4,2 % от общей толщины льда.

Измерение № 11

Снежный покров 0,08 м

0,38 м от поверхности льда до уровня моря

2,90 м от уровня моря до низа верхней глыбы

0,60 м слой воды

0,90 м слой льда

0,60 м слой воды

1,20 м слой нижнего льда

6,58 м общая толщина от верхней кромки льда до нижней

Верхняя глыба в один или несколько слоев оказалась толщиною 3,28 м.

Надводная часть льда (0,38 м) составляет 5,8 % от общей толщины льда.

26 июля (7 августа) обмерены были глыбы в торосе, о которые повредилась подводная часть ледокола. Надводные глыбы были толщиною около 2 м. Подводная, составлявшая фундамент, на котором лежали надводные глыбы, была обмерена в двух местах: в одном месте надводная глыба возвышалась на 1,5 м над уровнем моря, а под водою шла на 7,5 м; в другом месте надводная часть была 0,6 м; а затем, на 7 м под водою, можно было прощупывать футштоком лед, который шел еще глубже, на глаз метров до 9. Как видно было со стороны, сквозь воду, подводная часть тороса состояла из трех слоев, плотно лежащих один на другом, причем нижние слои выступали дальше, чем верхние. Это измерение № 12.

29 июля (10 августа) в широте 80°39' N и долготе 6°32' E измерена была, посредством парового бура, толщиналедяного покрова в четырех местах (№№ 13–16) и лотом в одном месте (№ 17).

Вид поверхности льда следующий: видны большие льдины, разделенные полыньями. Большая часть льдов покрыта снегом. Лед многогодовалый. Поверхность льда во многих местах бугристая, причем средняя высота бугров достигает 0,5 м. Большие льдины по краям образуют торосы, достигающие высоты от поверхности льда до 4,3 м. Местами на льду имеются пруды от стаявшего снега; некоторые из них соединяются ручейками с морем. Теперь ручейки покрыты льдом.

Водной поверхности около 15 %.

Измерение № 13

Снежный покров 0,15 м

1,70 м слой верхнего льда

1,20 м слой воды

1,20 м слой нижнего льда

4,10 м общая толщина льда

Измерение № 14

Снежный покров 0,15 м

1,10 м слой верхнего льда

0,60 м слой воды

0,30 м слой нижнего льда

2,00 м общая толщина льда

Измерение № 15

Снежный покров 0,07 м

3,00 м слой льда

В середине этого слоя замечена прослойка более мягкого льда или снега толщиною 0,15 м.

Измерение № 16

Снежного покрова нет

2,74 м слой льда

Измерение № 17

3,35 м толщина льда, измеренная лотом

31 июля (12 августа), в широте 81°6' N и долготе 4°28' E, вскоре после полуночи произведены обмеры льда.

Лед толстый, равнозамерзший. Размеры глыб от нескольких сажен до полумили. Водной поверхности 10 %; прудов 5 %. Поверхность льда довольно гладкая, и лишь местами есть нагромождения, как бы сложенные от продолжительного влияния солнца. Кое-где видны нагромождения недавние, очень высокие; одно из них, обмеренное, имело в вышину 6,7 м. На поверхности льда слой снега местами достигает 1/2 м. Все льдины имеют бока, по преимуществу вертикальные.

Некоторые льдины оказались после прохода ледокола разбитыми и плавающими боком, причем льдина, имевшая толщину 4,3 м, состояла из трех слоев: верхнего в 1,8 м, среднего в 0,9 м и нижнего в 1,6 м толщиною. Другая льдина, толщиною 3,5 м, состояла также из трех слоев: верхнего в 1,35 м, среднего в 1,35 м и нижнего в 0,8 м толщиною. Слои разделяются прослойками от 8 до 15 мм. Верхний слой в некоторых случаях состоял из нескольких слоев, толщиною около 30 см, а в глыбе, толщиною в 4,3 м, в верхнем слое было 23 тонких ледяных слоя, разделенных тонкими прослойками как бы спрессованного снега.

Верхние части льда имели оттенок синеватый, а нижние – зеленоватый.

Замечательно, что во время нашего пребывания во льдах, несмотря на то, что был август месяц, мы встретили большое количество снега на льду. Казалось, что в некоторых местах снег был старый. Действительно снег этот не стаял в течение целого лета или он выпал за несколько дней перед тем, решить не могу. Местами, в торосах между льдинами, снег, вероятно, остается нестаявшим целое лето.

На поверхности льда рыхлого снега мы не встречали, так что на ровном месте снег выдерживал человека, и медведь оставлял после себя лишь неглубокий след. Там же, где есть нагромождения, снег, по преимуществу, не крепок и в нем можно провалиться по колено и даже по пояс.

Снеговых застругов на льду мы не видали, вероятно, таковые образуются лишь во время зимних вьюг.

2 (14) августа, в широте 81°28' N и долготе 18°15' Е, произведено измерение толщины льда футштоком. Ледокол стоит у ледяного поля, сплошь загроможденного торосами.

Большая часть торосов высотою от 3 до 5 м; один торос был 6 м, а вдали виднелась глыба, возвышавшаяся, на глаз, до 14 м. Вероятно, это была ледяная гора.

Измерение № 24

Снежный покров 0,15 м

0,45 м от поверхности льда до уровня моря

1,85 м от уровня моря до низа верхней глыбы

Под этой льдиной внизу набит еще лед, толщину коего измерить не удалось.

Измерение № 25

3,3 м общая толщина льда

Измерение № 26

4,6 м общая толщина льда

Над ним возвышался торос, вышиною в 4,1 м.

Глубина, до которой доходят подводные глыбы в торосах, определялась лейтенантом Ислямовым посредством трубки от лота Томсона. С этой целью к одному концу деревянного поплавка привязывался футляр с упомянутой трубкой и трос. Поплавок – диаметром в 20 см, длина – 1,5 м. К линю на расстоянии 2 м от поплавка привязывался грузик, весом около 500 г. Поплавок опускался в воду по одну сторону торосистой льдины, а линь обносился кругом так, чтобы когда он погрузится в воду, то проходил бы под самым торосом. Иногда это делалось со шлюпки, а иногда сам ледокол маневрировал, обходя льдину с таким расчетом, чтобы линь после погружения прошел под торосом.

Когда линь, которого приходилось выпускать до 500 м, обнесен, то его начинали выбирать. Поплавок при этом проходил под торосом, выбирая менее глубокие части его.

Надо предположить, что трубки Томсона показывают перевалы в кряжах торосов, идущих под водою, и что нижние точки нижних глыб простираются глубже того, что дают трубки.

Измерение № 27

3 (15) августа, в широте 81°21' N и долготе 17°55' E, во время стоянки ледокола у торосистого поля, поплавок с трубкой Томсона опускался в некотором расстоянии от корабля, и линь вытягивался посредством судового крана. Трубка Томсона показала 13 м.

Измерение № 28

Там же другое определение дало 10 м.

Измерение № 29

Там же третье определение дало 10,5 м.

Измерение № 30

7 (19) августа, в широте 80°30' N и долготе 18°0' E, маневрируя ледоколом у плавающих торосистых полей, получили по трубке Томсона отсчет 9 м.

Измерение № 31

Там же, у другого торосистого поля, трубка Томсона показала 4 м.

Измерение № 32

8 (20 августа), в широте 79°40' N и долготе 5°9' E, со шлюпки спускали поплавок у торосистого поля, и трубка показала 7,5 м.

Измерение № 33

Там же, у другого поля, трубка Томсона показала 13 м.

Измерение № 34

27 июля (8 августа), в широте 80°40' N и долготе 8°8' E, для осмотра низа льдины, глыба, длиною 9 м, шириною 5 м и толщиною 2,5 м, была, посредством крана, перевернута. На поверхности ее было 15 см снега.

Нижняя поверхность льдины оказалась мутно-зеленоватого цвета и как бы изъеденной рытвинами глубиною до 10 см; к одному краю глыбы рытвины эти были глубже.

От нижней стороны этой льдины взят кусок, который подвергнут исследованию на крепость, удельный вес и проч. Вырубленный кусок имел толщину 40 см и состоял из двух слоев, спаянных вместе.

Температура льда у нижней стороны льдины оказалась –1,2°.

Измерение № 35

5 (17) августа, в широте 81°0' N и долготе 20°0' E, был осмотрен остаток ледяной горы. Длина 42 м, ширина 32 м, высота над водой 4 м. Поверхность вся покрыта валунами и глиной, причем некоторые валуны имели до 1 м в поперечнике. Бока льдины оказались значительно подтаявшими у поверхности воды, так что верхняя часть стоит на нижней как бы на колоннах.

Исследование № 36

5 (17) августа, в широте 80°54' N и долготе 19°0' E, обмерена ледяная гора, очень мало стаявшая, по-видимому, недавно попавшая в воду. Принадлежит она к типу столовых ледяных гор. Длина ее 53 м, ширина 50 м. Высота в одном месте 2 м, в другом – 4. Верх ровный, покатый в одну сторону. Следов морены не найдено.

Исследование № 37

31 июля (12 августа), в широте 81°6' N и долготе 4°28' E, взят образчик грязного снега с поверхности льдины. Грязь, по-видимому, состоит из речного ила.

Заслуживают изучения не только толщина льда и количество водной поверхности между льдов, но и форма самых ледяных полей, а также вид ледяных нагроождений.

Я позволю себе дать здесь популярное объяснение, почему происходят ледяные нагромождения – тогда будет понятнее все остальное. Представим себе, что на всем Ледовитом океане нет ни ветров, ни течений и что он свободен ото льда. Тогда, с наступлением морозов, весь океан покроется сплошным льдом, который будет простираться от одного берега до другого, так что вся поверхность будет представлять из себя прекрасный санный путь.

Вообразим, что задул ветер от берегов Америки к берегам Азии; что при этом произойдет? Ветер, вследствие трения о поверхность льда, начнет нажимать на лед к Азиатскому берегу, и так как эта поверхность очень велика, то достаточно будет даже незначительного ветра, чтобы лед не выдержал и взломался на каком-нибудь месте. Это даст возможность всему полю двинуться по направлению ветра, а на месте взлома начнет образовываться нагромождение, которое называется торосом. Нагромождение это может дойти до таких размеров, при которых оно станет крепче, чем ледяное поле, и тогда лед взломается на другом месте, где произойдет другой торос.

Когда ветер переменится, то линии торосов примут другое направление, под углом к первому. Затем, при новой перемене ветра, торосы расположатся по третьему направлению, и, таким образом, весь океан окажется покрытым неправильной сеткой торосов, как это видно на плане со стр. 218.

Трение ветра о ледяную поверхность, тем более торосистую, так велико, что нет надобности ветру дуть через весь океан, чтобы взломать поле. Также нет надобности в береге; для образования тороса достаточно, чтобы ветры в двух прилегающих местностях имели бы разное направление или даже разную силу. Когда лед движется в какую-нибудь сторону, то в одном месте получается нагромождение, а в другом одновременно с этим происходят разрыв льда и образование полыньи.

Из этого видно, что в то же время в одной части океана лед будет находиться в состоянии сжатия, а в другой – в состоянии ослабления.

Кроме ветров, на состояние льда влияют еще и течения. Приливная волна входит в Ледовитый океан из Атлантического, и на Шпицбергене мы сами наблюдали весьма правильное явление приливов и отливов. Приливы и отливы также порождают местное сжатие льда и местное его ослабление, а действие их так сильно, что может быть причиной к нагромождению. Под влиянием двух независимых причин – ветров и течений – нагромождение в Ледовитом океане располагается капризным и неправильным образом.

Правильные гряды торосов можно встретить очень редко; чаще же торосы разнообразны по своей вышине и форме на каждых нескольких саженях. Ровный лед встречается иногда, но отдельными небольшими полянами. Надо думать, что поляны эти могли сохраниться от взламывания лишь вследствие того, что были окружены тяжелыми торосистыми грядами, которые составляли рамку, защищавшую их от давления. Так же способны сохранять ровную поверхность тяжелые многолетние льды, которые труднее взломать, чем лед последней зимы или одногодовалый.

Если образуется полынья, то обе льдины, составляющие ее берега, передвинутся не только перпендикулярно направлению ее, но и в бок, а потому когда лед вновь придет в состояние сжатия, то полынья закроется не по прежнему своему положению, а иначе, и так как всякая полынья идет зигзагом, то иногда случайно встречаются два выдающихся с противоположных берегов полыньи мыса. В этом месте нагромождение может быть особенно высокое, но и без этого условия цепи торосов могут достигать большой высоты.

Врангель указывал на то, что в некоторых случаях нагромождения доходят до высоты 100 футов, а Нансен утверждает, что он даже зимою не видел тороса выше, как в 23 фута, и считает, что самый высокий торос не может простираться выше 30 футов. Врангель и Нансен были в разных частях Ледовитого океана. Врангель – под Сибирским берегом, а Нансен – на океанском просторе. Под берегом, на мелководье, лед нагромождается выше, чем на просторе. Когда мы входили в первый раз в Ревель, то я был поражен высотою нагромождения льда у Ревельской стенки. Нагромождение было на 10 футов выше, чем стенка, и возвышалось над уровнем моря на 32 фута.

Если льды Финского залива могут так высоко нагромождаться, то, разумеется, льды Ледовитого океана, простирающиеся на огромное пространство, могут нагромождаться выше 30 футов. Как объяснить тот факт, что Нансен зимою не видел тороса выше 23 футов, тогда как мы видели торосы в августе месяце?

Составленное Врангелем описание его знаменитого путешествия по Ледовитому океану есть классический труд, который всегда будет иметь научную цену. Нансен говорит, что «в отчетах о полярных экспедициях часто можно встретить описания торосов в 50 футов высотою. Это сущие сказки». Если бы Нансен, писавший свой отчет, вспомнил о книге Врангеля, то он так не сказал бы. Врангель был бы не Врангель, если б он приводил цифры не по измерению, а по фантазии.[48]

Зимою, вследствие сильных морозов, господствующих в Ледовитом океане, полыньи быстро затягиваются свежим льдом. Летом же не происходит образования нового льда, а, напротив, идет таяние. Незаходящее солнце должно бы в особенности сильно действовать на глыбы льда, составляющие торосистые нагромождения, между тем мы этого не заметили. Разумеется, глыбы потеряли свои острые формы, но мы не видели распадения их на иглы, как это бывает со льдом, предоставленным действию весеннего солнца в наших широтах.

Нам казалось, что более обильное таяние происходит на нижних, подводных краях льдины. Края эти принимают форму кружев, о чем уже говорилось выше.

Нижняя часть льдин обтаивает гораздо меньше, и пробы брусков, вырезанных из этих частей, показали, что внизу лед имеет не меньшую крепость, чем наверху.

Когда ледокол вошел во льды к северу от Семи островов, то стали попадаться очень тяжелые торосистые поля. Надо полагать, что в этом месте мы видели нагромождение, образовавшееся у берегов Земли Франца-Иосифа, Шпицбергена или виденной нами земли.

Там же, к северу от Семи островов, мы встретили очень тяжелое торосистое поле, сплошь состоящее из набивного льда; поле имело в поперечнике около мили. Смотря на это поле, удивляешься настойчивости и выносливости полярных путешественников, которым приходится на собаках везти сани через такую пересеченную местность. Наши охотники, не имевшие с собой ничего, кроме ружей, с трудом пробирались… тогда как полярные исследователи должны тащить провизию, палатки, инструменты и прочее.

Полагаю, что такое сплошное торосистое поле должно было образоваться неподалеку от берегов. Ни на рисунках Нансена, ни у других путешественников я ничего подобного не видел.

30 июля (11 августа) и 3 (15) августа инженер Цветков обследовал пруды, находящиеся на ледяных полях. В первом случае на ледяном поле, у которого стояли, было обследовано 16 прудов; из них в двух вода оказалась значительной солености S = = 1,0190 (p 2,49 %); 4 малосоленых – 1,0110 (p 1,44 %) и 10 пресных – 1,0013 (p 0,17 %). Пруды большой солености имели сообщение с морем посредством каналов, так что надо думать, что соленость увеличилась от притока морской воды. Все пруды были покрыты льдом толщиною в 1–2 см.

3 (15) августа было обследовано 20 прудов. Во всех вода оказалась пресная: 1,0000—1,0002 (p 0,03 %).

Некоторые из этих прудов имели цвет голубой, некоторые – зеленоватый. Не удалось подметить, чем вызывается разность в цвете и правильно ли толкование о том, что она происходит от микроскопических организмов.

Достойно внимания, что пруды лежат в разных высотах над уровнем моря. Встречались даже на высоте 2 м.

Температура воды в прудах была измерена в 9 часов утра и в 6 часов вечера. При первом измерении она оказалась:

в 17 прудах от +0,2° до +0,4°

в 2 прудах +0,5°

в 1 пруде +0,6°

Вторичное измерение температур было сделано лишь в 6 прудах; перемен в температурах не обнаружено, несмотря на то что весь день была ясная погода и штиль. Хотя вода в прудах имела температуру выше точки замерзания и был теплый ясный день – пруды все время оставались покрытыми слоем льда приблизительно в 1 см.

Вода пресных прудов – вполне годная для питья. На «Ермаке» неоднократно пользовались этой водой, наполняя ею цистерны, служащие для питания паровых котлов. В летних полярных путешествиях, при посредстве ледоколов, можно совершенно отбросить расход угля на опреснение воды для котлов и даже для питья. В последнем случае полезно воду кипятить.

1 (13) августа астрономом Кудрявцевым был произведен следующий опыт над таянием льда: два куска льда, вырезанные из одной и той же глыбы, размером 30 30 30 см каждый, были опущены в две разные бочки, наполненные морской водой, температуры +0,5° и удельного веса 1,0249 (p 3,26 %). В одной из этих бочек вода была совершенно неподвижна; в другой происходила постоянная циркуляция воды, для чего она накачивалась через шланг, опущенный на дно, и выливалась через края бочки.

При этом образовывалось течение воды в разных направлениях. Через полчаса после начала опыта получалась следующая картина: от куска находившегося в циркулирующей воде осталось не более 0,7 первоначального объема, причем в нижней его части таяние происходило быстрее, чем в верхней. В нижней части куска образовались типичные «ледяные кружева». Кусок, бывший в неподвижной воде, показал лишь слабые следы таяния.

Через час от начала опыта оказалось, что от первого куска стаяло более половины объема. По всей толщине остающегося льда проходили частью горизонтальные, частью вертикальные каналы, диаметром 2–4 см. Второй кусок оставался в том же положении, как и прежде.

После этого кусок, находившийся в циркулирующей воде, вынут и отложен в сторону, а на место его положен другой, находившийся до тех пор в спокойной воде. Кусок быстро начал таять.

Через полчаса от начала второго опыта оказалось, что от куска осталось не более половины объема, и он получил вид, одинаковый с первым куском. Через час от начала опыта от этого куска не осталось почти ничего.

Опыты над температурой таяния морского льда показывают, что она близка к 0. Между тем, вышеприведенный опыт убеждает в том, что и при низкой температуре происходит таяние льда, в особенности если вода находится в движении.

Затрудняюсь дать объяснение этому факту, но из сравнения цифр первой и второй строчек видно, что таяние куска льда такой величины, какой испытывался, в циркулирующей воде происходит в 7 раз быстрее, нежели в стоячей.

Во время пребывания «Ермака» во льдах астрономом Кудрявцевым произведено несколько опытов искусственного замораживания воды посредством охладительной смеси, с целью получить образцы пресноводного и соленоводного льда, замороженных при совершенно одинаковых условиях.

Первоначально был сделан опыт получения однородного куска пресного льда. С этой целью 28 июля (9 августа) была приготовлена охладительная смесь, и пресная вода, налитая в форму для мороженого, оставлена таким образом до следующего дня, причем, по мере надобности, подбавлялась охладительная смесь. В результате получился кусок очень твердого льда, неоднородной по структуре, крайне интересной, симметричной формы. Снаружи он был прозрачный, кристаллический; сердцевина же представляла из себя матовую массу, наполненную маленькими пузырьками в симметричной форме радиальных нитей.

31 июля (12 августа) сделан опыт параллельного замораживания пресной и соленой воды при одинаковых условиях. С этой целью в одной и той же бочке было поставлено два металлических ящика, наполненные: один – морской водой, взятой с глубины 200 м, другой – опресненной. Результаты были следующие: пресноводный лед дал хороший, крепкий кусок, не вполне однородный; соленоводный представлял из себя не сплошной кусок, а собрание отдельных игл, и испытание такого куска на крепость оказалось немыслимым.

4 (16) августа произведено было повторение опыта параллельного замораживания пресной и соленой воды. В один из ящиков налита морская вода взятая с поверхности, температуры –1,2° и удельного веса 1,0246 (p 3,22 %); в другой – вода из опреснителя. Соленоводный лед снова промерз иглами. Испытание его на крепость оказалось невозможным. Определен удельный вес воды, полученной из этого льда, – 1,0122 (p 1,60 %).

Пресноводный лед дал вполне однородный, прозрачный, кристаллический кусок, который исследовали на крепость. Лед оказался довольно слабым.

Изучение физических свойств льда было в ведении астронома Кудрявцева. Общий план этих исследований был установлен мною следующий: на палубу поднималась, посредством крана, большая глыба. Ее первоначально расчерчивали горизонтальными линиями на слои, толщиною в 20 см. На границе каждого из двух смежных между собой слоев тонким напарьем просверливался канал, глубиною около 15 см. Диаметр канала делался по диаметру термометра, чтобы последний входил вплотную, не оставляя сбоку щелей. Направление канала делалось несколько наклонное к горизонту, чтобы в нем не застаивалась тающая от прикосновения с более теплым телом вода. В сделанные каналы вводились термометры, и определялась температура льда на границе каждого из двух слоев.

Затем из каждого слоя вырезался пилою горизонтально брусок, в сечении 5 5 см, длиною около 20 см. Первоначально такой брусок опускался вертикально в банку, наполненную морскою водою, и замечалась степень его плавучести по каждой из четырех сторон. Потом брусок опускали другим концом, так что получалось 8 отсчетов, и брался средний. Удельный вес воды, в которую опускался исследуемый лед, и ее температура определялись до и после наблюдений. Для испытания крепости льда описанные выше бруски, вырезанные горизонтально, подвергались перелому посредством приложения силы, измеряемой динамо-метром, прикрепленным к деревянной призме.

По окончании пробы льда на крепость производилось определение температуры таяния льда и количества солей, содержавшихся в различных слоях испытуемой глыбы. С этою целью обломками льда известного слоя наполнялись ведра, которые закрывались и ставились в теплое место для растаивания. В каждое из ведер погружался термометр с целью определить температуру таяния, а по совершенном растаивании полученную жидкость испытывали посредством ареометра.

Такие же точно исследования производились еще с некоторыми другими образцами льда.

Результаты всех этих исследований внесены в особые, нижеприведенные таблицы, в которых помещены следующие данные.

1-й столбец дает номера образцов по порядку.

2-й столбец дает глубину, откуда взяты образцы (если образцы принадлежали большой глыбе), или некоторые отличительные признаки куска.

3-й столбец дает температуру льда, измеренную на указанной глубине.

4-й столбец – удельный вес льда по отношению к дистиллированной воде +4°.

5-й столбец – плавучесть льда по отношению к морской воде средней температуры и солености в этих местах, а именно: температуры –1,5° и удельного веса 1,0245 (p 3,21 %).

6-й столбец – то же число, выражающее дробью отношение надводной части куска ко всей его длине.

7-й столбец – температуру таяния льда.

8-й столбец – удельный вес воды, полученной изо льда, приведенный к температуре 17,5, причем за 1 принята дистиллированная вода температуры 17,5

9-й столбец – процент солености той же воды.

Испытания 8 (20) июня. Для исследования физических свойств льда первоначально хотели отломать острый угол льдины, но, несмотря на распиливание и разламывание пешнями, этого сделать не удалось. По счастью, оказался неподалеку только что отломившийся при проходе «Ермака» небольшой треугольный кусок, имевший длину 2 м и среднюю ширину около 1 м.

Высота его оказалась 1,46 м, стены почти прямые. Лед плотный. От верха на 20 см шел горизонтальный слой пузырей; наверху было около 5 см снега.

Глыба весила около 3 т и была поднята на борт посредством 5-тонного крана.

Кроме того, для исследований взята из одноготороса небольшая глыба, которая имела интенсивно-голубую окраску.

Испытания 27 июля (8 августа). Глыба, 1,6 м толщиной, от таяния в воде вся полна скважинами, которые по своей форме похожи на пустоты в обыкновенном швейцарском сыре. Нижняя часть льдины представляет то, что мы называли «ледяными кружевами». Скважины даже внутри льдины заполнены снеговидной массой. Цвет зеленоватый.

Испытания 27 июля (8 августа). Глыба, высотою в 40 см, вырезанная из нижней части перевернутой льдины, толщина которой 2,5 м. На высоте 19 см от нижнего края глыбы находится место смерзания двух льдин, обозначенное тонкой белой полоской. Для исследования вырезано 3 горизонтальных бруска: № 18 – на расстоянии 10 см от верхнего бывшего внутреннего края; № 19 – посредине на месте спая; № 20 – на расстоянии 10 см от нижнего края льдины.

Испытания 31 июля (12 августа). От ледяного поля, толщиною 4,2 м, ходом ледокола отколот большой кусок, который, вследствие своей формы, всплыл боком. Видны три слоя льда, крепко между собою спаянныео из трех слоев.

1 (13) и 4 (16) августа были произведены опыты над таянием льда в морской воде. Определялись плавучесть и удельный вес образцов льда. Куски были в форме куба. Первый раз сторона куба была 30 см, другой раз 20 см. Получились следующие результаты.

5 (17) августа испытывали образцы льда с плавающей ледяной горы с валунами наверху. Лед представляет прозрачную кристаллическую стекловидную массу.

5 (17) августа испытывали образцы глетчерного льда с другой плавающей ледяной горы, имевшей столовую форму. Лед представляет прозрачную кристаллическую стекловидную массу. Гора совершенно цельная, мало обтаявшая.

Плавание «Ермака» на Новую Землю и Землю Франца-Иосифа в 1901 году

Зимою 1900/1901 г. я спешил с изданием моего труда «“Ермак” во льдах», в котором излагались подробные соображения, предшествовавшие постройке «Ермака», самая постройка этого ледокола и работа в Балтийском море и Ледовитом океане. Надо было окончить с этим делом для того, чтобы все, кому следует, могли ознакомиться с тем, что такое «Ермак», ибо это давало надежду заручиться необходимой поддержкой для организации плавания в Ледовитый океан летом 1901 г.

В феврале 1901 г. книга эта вышла и была разослана тем, от кого можно было ждать влияния на организацию следующей экспедиции. 17 марта (по новому стилю) я представил доклад министру финансов С. Ю. Витте, в котором просил о разрешении воспользоваться ледоколом «Ермак». Я писал, что в «предстоящее лето «Ермак» может заняться исследованием на Дальнем Севере, и, по моему мнению, надо попробовать его в тех же условиях, в каких он работал прежде, возложив на него поручение обследовать места к северу от Шпицбергена»; я прибавил, что «там должны быть новые, не открытые еще земли, которых никакой корабль, кроме «Ермака», достичь не может».

Получив письмо, министр финансов тотчас же запросил председателя Географического общества, члена Государственного совета П. П. Семенова и получил от него письмо от 29 марта (по новому стилю) в котором, высказав о желательности активного участия русского правительства в полярных исследованиях, П. П. Семенов прибавил, что никакая полярная экспедиция, преследующая научные цели, не может быть ограничена кратким, например 4-месячным, сроком, так как многие из ее наблюдений могут получить значение лишь в том случае, если обнимают все времена года.

П. П. Семенов высказал также, что суда полярных экспедиций должны быть устроены так, чтобы, в случае невозможности выбиться из движущихся ледяных масс, они могли быть выжимаемыми без роковых повреждений, и что экипажи полярных экспедиций должны быть всегда готовы на оставление судна, обреченного на гибель, и на сухопутное путешествие по льду до ближайших материков.

В заключение своего письма П. П. Семенов высказал, что он не взял бы на свою совесть поставить на карту существование такого дорогого и практически полезного сооружения, каким представляется «Ермак», тем более что гибель такого судна (может быть, даже и со всем его экипажем), кроме крупного материального ущерба для казны, дискредитировала бы надолго все более скромные попытки полярных плаваний, частые неудачи которых не представляются столь чувствительными.

Мне не сразу удалось узнать, какое направление приняло мое ходатайство перед министром финансов, а когда до меня дошло известие о том, что спрошено мнение вице-председателя Географического общества, то я 15 апреля (по новому стилю) отправился к нему и вышеприведенный его ответ узнал лично от него.

Из продолжительного разговора с П. П. Семеновым я понял, что он не симпатизирует моему желанию идти в большие широты. И если бы я задался более скромной задачей, как, например, опись берегов Новой Земли, то тогда Географическое общество могло бы оказать поддержку.

Вернувшись от П. П. Семенова, я написал ему следующее письмо.[49]

Вышеприведенное мое письмо дает те аргументы, на основании которых я хлопотал о посылке «Ермака» в 1901 г. Времени оставалось мало, надо было торопиться, между тем я не ясно видел, в чем заключаются сомнения, и хотел прочесть публичную лекцию, чтобы расположить членов Географического общества к посылке «Ермака». С этой целью я обратился к директору Главной физической обсерватории М. А. Рыкачёву, который всегда относился к моим работам с большой доброжелательностью.

Ниже привожу письмо мое от 9 апреля, написанное в ответ на два предыдущих его письма от 20 и 21 апреля (по новому стилю.), в которых он упоминает о необходимости оказать с «Ермаком» содействие Шпицбергенской экспедиции[50] и советует приняться за обследование северо-западных берегов Новой Земли.

Вот мое письмо: