Текст книги "Очерки по истории географических открытий. Новейшие географические открытия и исследования (1917–1985 гг.). Том 5"

Автор книги: Вадим Магидович

Соавторы: Иосиф Магидович
сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 18 страниц)

Кольцевые структуры Южной Америки

Анализируя рельеф материка по топокартам и используя, правда, в меньшей мере, чем по другим континентам, космические снимки, советский геолог Яков Григорьевич Кац выделил ряд значительных структур. В первую очередь укажем на гигантский Амазонский нуклеар (3200 км), в пределы которого вошла вся северо-западная часть Южной Америки. Небольшие «обрывки» двух других, тяготеющие к атлантическому побережью, являются частями упомянутых ранее Центральноафриканского и Южноафриканского нуклеаров. Гвианское поднятие (1000–1200 км) отвечает одноименному плоскогорью, хорошо выраженному в рельефе и имеющему концентрическое строение.

К аналогичным, но менее крупным положительным образованиям отнесены Пираньяс (550 км) и Ресифи (500 км), приуроченные к восточному выступу материка. Далеко на юге, близ атлантического побережья, выделены еще два кольцевых поднятия – Уругвайское (600 км) и Буэнос-Айресское (450 км).

Четыре отрицательные кольцевые структуры диаметром от 300 до 550 км каждая отмечены в бассейне Амазонки, в том числе три – в ее долине. Восточнее низовьев этой реки расположена еще одна впадина – Мараньян (более 800 км), а к югу от нее другая – в верховьях р. Сан-Франсиску.

В системе Анд установлен ряд незначительных (10–50 км) форм, соответствующих либо вулканическим постройкам, либо мелким массивам.

Кольцевые структуры Австралии

Впервые кольцевые структуры материка установил советский геолог Анатолий Михайлович Никишин. В рельефе Северо-Западной Австралии четко вырисовывается поднятие, кольцевая форма которого хорошо очерчивается долинами пересыхающих рек Ашбертон и Де-Грей. Этот Пилбарский нуклеар всего лишь часть уже упоминавшегося нами Дарваро-Мозамбикско-Пилбарского. Он имеет четкое концентрическое строение благодаря нескольким «вложенным» овалам, а на юго-востоке осложнен кольцевой структурой Дисаппоинтмент (350 км).

На юго-западе континента выявлен нуклеар Ийлгарн, имеющий яйцевидный контур (1200 x 800 км). В его пределах обозначены три овала размером 100–300 км по большой оси, включая Остин. Значительная часть самоq крупной из австралийских структур такого типа – Индо-Австралийской (около 2400 км) отмечена на севере; примерно треть ее приходится на п-ов Индостан. В пределах этого нуклеара выделено шесть овалов, в том числе Кимберли (400–600 км), с юга ограниченный дугообразными хребтами Дьюрак и Кинг-Леопольд. К центру Южной Австралии приурочен нуклеар Гоулер (около 1200 км), практически не проявляющийся в рельефе. Он осложнен двумя овалами и сравнительно крупной впадиной с наложенной на нее кольцевой структурой диаметром 300 км.

^{Схема кольцевых структур Австралии (по А.М. Никишину):}

^{1 – нуклеары, 2 – овалы, 3 – купола, 4 – депрессии, 5 – кольцевые структуры невыясненного генезиса.}

^{Нуклеары: 1 – Пилбарский, 2 – Намубу, 3 – Виктория, 4 – Рам-Джангл, 5 – Масгрейв-Макдоннелл, 6 – Остин, 7 – Юкла, 8 – Брокен-Хилл,.9 – Муррей, 10– Тасманийская, 11 – Циркумвудская, 12 – Эроманга, 13 – Кеннеди}

Помимо овалов-сателлитов, на континенте А. Никишин отдешифрировал три самостоятельных образования этого же типа, имеющих поперечник 20,0–250 км, – два на западе и один на востоке; в рельефе четко вырисовывается лишь полуовал Кеннеди, оконтуренный дугообразными участками русел ряда коротких рек бассейна Индийского океана.

В восточной Австралии по геолого-морфологическим данным выделены две крупные отрицательные кольцевые структуры: Эроманга (800 км), соответствующая Большому Артезианскому Бассейну, рассеченная параллельными долинами нескольких рек, и впадина Муррей (600 км), расположенная южнее и лишь на севере и юге не охваченная возвышенностями. В сердце материка выявлена гигантская структура Масгрейв-Макдоннелл (900 км), ядром которой служат системы одноименных хребтов.

Открытие и изучение линеаментов

На лике Земли – это давно отражено на ее физических картах – ясно видны гигантские прямые или слабо изогнутые линии: ровные контуры значительных по протяженности участков берега некоторых континентов и островов, водоразделов и горных систем, а также речных долин. Такие ориентированные в одном направлении контуры географических объектов американский геолог Уильям Хоббс в 1911 г. назвал линеаментами[47]47
  Впрочем, еще в 1883 г. Александр Петрович Карпинский описал «зачаточный кряж» длиной 2300 км при максимальной ширине до 300 км, протягивающийся из Польши через Донбасс до Мангышлака. В 1892 г. французский геолог Марсель Бертран заложил основы учения о весьма протяженных линейных структурах, к которым тяготеют значительные формы рельефа, крупные нарушения земной коры, а также ровные побережья морей, проливов, заливов и т. д.


[Закрыть]. Однако лишь в космическую эру они получили «права гражданства», более того – ныне с полным основанием считаются одной из главных особенностей структуры поверхности нашей планеты. На глобальных и региональных космических снимках, выполненных во все времена года и в разных зонах спектра, отчетливо дешифрируется огромное количество «штрихов», отсутствовавших на картах любого масштаба. При детальном изучении этих линий на локальных снимках – вплоть до исследования их на местности («в поле») – выяснилось: их изображение складывается из хорошо выдержанных по простиранию границ ландшафтных зон, всевозможных уступов, цепочек озер и других понижений, линий дренажа поверхностных и подземных вод, ледниковых трогов, линий раздела различных типов почв или растительности. Протяженность наиболее крупных (глобальных) линеаментов достигает 25 тыс. км. ширина – первых сотен километров.

Линеаменты Европы и Азии

До начала космической эпохи были выделены лишь единичные гигантские линеаментные зоны (открывших их ученых мы отметим ниже). Дешифрирование космических снимков и обработка геолого-геофизических материалов дали возможность группе советских геологов во главе с В. Бушем охарактеризовать сеть крупнейших – глобальных и трансконтинентальных – линеаментов, выделив среди них пять групп.

Меридиональные, по В. Бушу, образуют равномерную систему сближающихся от экватора к полюсу линейных структур, расположенных в 600–800 км одна от другой и не отклоняющихся более чем на 15° от меридионального направления. Широтные приурочены в основном к северо-востоку Азии и находятся на расстоянии 800–1000 км друг от друга. К диагональным линеаментам отнесены структуры северо-западного, северо-восточного и дугообразного простирания (представители двух последних групп встречаются сравнительно редко).

К 1983 г. меридиональных линеаментов, или линеаментных зон, длина которых колеблется от 3500 до 18 000 км, по В. Бушу, было выделено 14. Самая западная, открытая в 1925 г. немецким геологом Хансом Штилле и получившая его имя, протягивается от Тронхейма, в Норвегии, на юг через озеро Мьёса, вдоль западного побережья п-ова Ютландия и меридиональную долину р. Рейна, где она выражена особенно отчетливо. Далее к югу по долине р. Роны зона прослеживается через о-ва Корсика и Сардиния на Африканский континент. Протяженность европейского отрезка «линии Штилле» составляет более 3500 км.

Заслуга выделения глобальной линейной Урало-Оманской структуры принадлежит А. Карпинскому: в 1894 г. он описал меридиональные нарушения, проходящие вдоль Уральского хребта и продолжающиеся до низовьев Амударьи. Французский геолог Раймон Фюрон доказал, что они тянутся через Иран далеко к югу – до о. Мадагаскар. По В. Бушу, эта линеаментная зона в виде широкой (более 300 км) полосы прослеживается от Пай-Хоя примерно по меридиану 60° по Уралу, через Каракумы и Иранское нагорье. За Оманским заливом зона отклоняется к югу-западу и достигает западного побережья Мадагаскара; длина ее определена в 15 000 км.

Енисейско-Салуэнский линеамент проходит от Карского моря по долине р. Енисей через стык Алтая и Западного Саяна. Затем он следует в Центральной Азии приблизительно по меридиану 95° в. д. через верховья Янцзы и вдоль сближенных долин Иравади, Салуина и Меконга. В Индийском океане линеамент представлен подводным Восточно-Индийским хребтом; общая длина его 9000 км.

К глобальным структурам В. Буш относит Верхояно-Марианскую (длина 18 000 км). В Ледовитом океане к ней принадлежит подводный хребет Гаккеля, далее она фиксируется на Новосибирских о-вах и через Верхоянское сооружение и хребет Сетте-Дабан прослеживается по Сахалину, Хоккайдо и Хонсю. Южнее линеамент проходит по о-вам Бонин и Марианским и, обойдя с востока о. Новая Гвинея, достигает акватории между Австралией и Новой Зеландией.

^{Схема линеаментов Евразии (но В.А. Бушу, упрощено):}

^{1 – Средиземное море – Мьёса (линия Штилле), 2 – Шпицберген-Вардар, 3 – Лапландско-Нильский, 4 – Транскавказский (линия Шатского), 5 – Урало-Оманский 6 – Карско-Джеламский, 7 – Енисейско-Салуэнский, 8 – Енисейско-Иркутский,.9 – Мирненский, 10 – Сулавеси, 11 – Верхоянско-Марианг.кий, 12 – Омолонский. 13 – Чаунско-Олюторский, 14– Врангелевский, 15—Полоусненско-Воркутинский, 16 – Корякско-Ухтинский, 17 – Охотско-Московский, 18 – Иньшанско-Чуйский, 19 – Гиндукушско-Циньлинский; 20 – Ява-Флорес, 21 – Красноморско-Боденский, 22 – Эльбско-Загросский, 23 – Нарвско-Амударьинский, 24 – Турано-Гималайский, 25 – Баренцевоморско-Тайваньский, 26 – Пайхойско-Корейский, 27 – Североземельско-Алеутский, 28 – Балеарско-Котласский, 29 – Атласско-Азовский, 30 – Алтынтагско-Охотский, 31 – Катазиатский, 32 – Калимантан-Бонин, 33 – линия Карпинского, 34 – Свердловско-Иртышский, 35—Пальмиро-Барабинекий, 36 – Таймыро-Чукотский} 

К категории наиболее четко дешифрируемых линеаментов принадлежит Чаунско-Олюторский (7500 км). От Чаунской губы он протягивается через весь северо-восток Азии примерно вдоль 170° в. д. до Олюторского п-ова. Здесь линеамент «ныряет» под воду (хребет Ширшова) и далее, почти не меняя направления, фиксируется в виде подводного Императорского хребта.

Группа широтных линеаментов по количеству (шесть) и длине (7000–9500 км) уступает меридиональным. Самый северный из «широтников» начинается близ Воркуты и, проходя по стыку Полярного Урала и Пай-Хоя, устанавливается на севере Западно-Сибирской равнины и уверенно дешифрируется на плато Путорана. Далее он окоптуривает с юга Анабарское плато, пересекает Верхоянский хребет, а восточнее фиксируется в рельефе в виде кряжа Полоусный и хребта Улахан-Сис. Затем линеамент выявляется на Чукотском п-ове и прослежен на Аляске в виде широтного хребта Брукс; длина его – 7500 км.

Корякско-Ухтинский линеамент (7500 км) начинается от низовья Северной Двины и, пересекая Урал, оконтуривает с севера Сибирские Увалы. Затем он «заставляет» течь широтным курсом Нижнюю Тунгуску и Вилюй, а далеко на востоке проявляется в структурах Корякского нагорья того же направления.

Охотско-Московский линеамент, европейский отрезок которого выявлен советским геологом Дмитрием Михайловичем Трофимовым, начинается у Куршской косы (южное побережье Балтийского моря). Восточнее эта протяженная (9500 км) структура отмечается на Восточно-Европейской равнине широтными отрезками течения Волги и Камы. Не проявляясь на Урале, она проходит по центральной части Западно-Сибирской равнины, «диктует» широтное направление долин Ангары и Алдана, а также северного берега Охотского моря.

Из семи линеаментов северо-западной группы мы охарактеризуем три. Рекорд протяженности (25 000 км) принадлежит ныне Баренцевоморско-Тайваньской структуре, состоящей, по В. Бушу, из ряда параллельных ветвей, кулисообразно сменяющих одна другую. Западная прослежена от Нордкапа до Тимана (этот отрезок выявил X. Штилле). Затем она диагонально пересекает Средний Урал, Центральный Казахстан, всю Центральную и Юго-Восточную Азию и затухает на о. Калимантан. Более отчетливо проявляется восточная ветвь этого линеамента: она отмечена в Печорской низменности и на Западно-Сибирской равнине, выявлена в западной части Гоби и пустыне Алашань. Затем она достигает о. Тайвань и продолжается по дну Тихого океана.

Красноморско-Боденский линеамент (9000 км) берет начало на о. Ирландия и, проходя по Европейскому материку через Вогезы к Боденскому озеру, упирается в дугу Альп, где не проявляется. Снова линеамент дешифрируется далее к юго-востоку, в бассейне Савы. Затем он переходит на западное побережье Малой Азии и протягивается вдоль Красного моря в Индийский океан, вероятно, до Сейшельских о-вов.

Эльбско-Загросская структура (10 000 км) возникает у южного берега Исландии, по Фарерско-Исландскому порогу пересекает Атлантику и, возможно. Северное море, появляясь на континенте у основания Ютландского п-ова. Далее линеамент идет вдоль долин Эльбы и Одры, режет Карпаты (здесь он фиксируется в виде четкой зоны разломов) и выходит к Черному морю в низовьях Дуная; этот европейский отрезок структуры выявил X. Штилле. В Малой Азии линеамент дешифрируется в восточной половине Понтийских гор, вдоль хребта Загрос достигает Аравийского моря и протягивается параллельно всему западному берегу п-ова Индостан.

К группе «северо-восточников» принадлежит пять структур длиной от 4500 до 10 000 км. Одна из них, Алтынтагско-Охотская (8500 км) начинается на южном побережье Аравии и в море, возможно, соответствует подводному хребту Меррея. Выйдя на Азиатский материк, она определяет простирание нижних течений Инда и Сатледжа. В Гималаях, дешифрируясь лишь участками, линеамент отмечается в Тибете и четко проявляется в хребте Алтынтаг. Далее он пересекает в северо-восточном направлении пустыню Гоби и подходит к берегу Охотского моря близ Шантарскич о-вов.

В группе дугообразных «состоят» четыре линеамента длиной от 3500 до 11000 км. Уже упоминавшаяся линия Карпинского (7500 км) начинается у гор Монтань-Нуар, на юге Франции. Огибая по дуге Альпы и Карпаты, она фиксируется в Свентокшиских горах, в районе Канева, Донецком кряже, Прикаспийской низменности и на п-ове Мангышлак. Затем линеамент проходит через Султан-Увайс, у 61° в. д., и прослеживается, по В. Бушу, до Сулеймановых гор.

Пальмиро-Барабинский линеамент (11 000 км), давно известный на отрезке Ливан – долина Куры, на юго-западе переходит в Африку. В Азии он прослежен через Апшерон, северное побережье Аральского моря и озеро Тенгиз в район юго-восточнее озера Чаны. На Среднесибирском плоскогорье он установлен вдоль широтного Московско-Охотского линеамента, а затем через Забайкалье и Приамурье достигает пролива Цугару.

Линеаменты других материков

Из-за относительно слабой изученности некоторых континентов (например, Южной Америки) и небольшой обеспеченности их территорий космическими снимками выделить сеть линеаментов, такую, как в Европе и Азии, пока не удается. Впрочем, это дело сравнительно близкого будущего. Ныне уверенно можно отметить лишь несколько единичных гигантских линейных структур. Так, на Африканском материке отдешифрировано продолжение меридиональной зоны Средиземное море – озеро Мьёса: от побережья Туниса оно пересекает Сахару на юг и достигает залива Биафра. Длина отрезка более 3500 км.

Атласско-Азовский линеамент, начинаясь на побережье Атлантики, проходит вдоль всей горной системы Атлас и через Сицилию и юг Апеннинского п-ова выходит к нижнему Дунаю. Далее он контролирует северный берег Азовского моря и долину нижнего Дона, заканчиваясь у Волгограда. Длина этой структуры на территории Африки 1500 км (общая протяженность – около 6000 км).

Широтный линеамент Бохадор-Рибат (около 5000 км), выделенный Я. Кацем, начинается у мыса Бохадор, на атлантическом побережье материка. Несколько отклоняясь к северу, он пересекает всю Сахару и достигает Суэцкого залива близ 30° с. ш. Далее, почти не меняя направления, структура протягивается через Аравийский п-ов и Иранское нагорье, заканчиваясь у 64° в. д.

К северо-восточной группе африканских линеаментов относится Леврие-Зоруг (около 3500 км). От бухты Леврие, у 21° с. ш., близ мыса Кап-Блан (ныне Нуадибу) он пересекает Сахару до мыса Зоруг, залив Сидра.

В Южной Америке по геолого-морфологическим данным Я. Кац выделил два линеамента – Амазонский (3500 км), контролирующий почти широтную долину Амазонки, и меридиональный Парагвайско-Паранский (2500 км). Их существование подтверждено дешифрированием космических снимков.

К линеаментным структурам, возможно, следует отнести и Долину МГГ в Антарктиде, открытую советскими исследователями.

Космос – океанологам

Изучение океана из космоса дало возможность впервые «окинуть взглядом» всю акваторию каждого из них, проследить поведение некоторых течений и ледового панциря в Арктике и Антарктике. Дистанционные наблюдения принесли ряд сюрпризов. Так, например, космические снимки с американского спутника, сделанные в течение августа – сентября 1964 г., убедительно показали, что у побережья Антарктиды от Берега Правды до Земли Эндерби постоянные полыньи встречаются значительно чаще, чем отмечала ледовая разведка с самолетов и судов. В начале 70-х гг. в Антарктике, Беринговом и Охотском морях были открыты крупные (до 200 км в поперечнике) ледовые вихри, твердые аналоги обнаруженных в 60-х гг. океанических вихрей.

Американским астронавтам с обитаемой орбитальной станции «Скайлэб» в 1973–1974 гг. удалось обнаружить искривление поверхности Атлантики типа провалов и воронок в акватории Бермудского треугольника. Исследованиями из космоса установлена прямая зависимость облачного покрова планеты от океанических течений (кстати, такая связь выявлена и с горными системами).

Наблюдениями «с небес» доказано, что упоминавшиеся ранее вихри – не единичное, а вполне обычное явление, обусловленное общим круговоротом океанических вод. Это открытие в 1978 г. сделал советский космонавт Владимир Васильевич Коваленок. Подлетая к Тиморскому морю, он четко зафиксировал искажение уровня Индийского океана, имеющее форму холма. Ряд океанологов воспринял эту информацию как ошибочную – ранее ничего подобного никто не отмечал. Вскоре, впрочем, сообщение В. Коваленка подтвердилось: в июле 1979 г. Владимир Афанасьевич Ляхов и Валерий Викторович Рюмин в северо-западной акватории Индийского океана, у 40° с. ш., при совершенно ясной погоде отметили водяную гряду широтного направления длиной не менее 100 км. Это локальное возвышение оказалось сравнительно высоким: тень от него образовала отчетливую зону вдоль северных скатов. Они же наблюдали участок подводного хребта к юго-западу от Гавайских островов. (Аналогичные сообщения поступали и ранее от советских и американских космонавтов, в частности В. Коваленок усмотрел отрезок Срединно-Атлантического хребта.) Впрочем, они все видели не сами подводные поднятия, а их «изображения», созданные планктоном или взвешенными в воде частицами, на расположение которых оказывает воздействие рельеф Дна.

В. Ляхов с орбиты засек множество различных по габаритам водяных вихрей; удалось выяснить, что в экваториальной зоне доминируют вихри-антициклоны, а в более высоких широтах – их прямые противоположности.

В самое последнее время (1984) по данным, полученным с искусственных спутников, к югу от о. Шри-Ланка в Индийском океане открыта гигантская впадина – водная поверхность в ее пределах находится на 100 м ниже уровня окружающей акватории. Такие же «чаши» обнаружены близ Австралии и в Атлантике, у побережья Центральной и Южной Америки.

Глава 9.
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА

Непрерывная водная оболочка земного шара, включающая четыре полуизолированные материками и островами гигантские акватории, называется Мировым океаном; его существование в 1522 г. впервые доказала экспедиция Фернана Магеллана.

История исследования Северного Ледовитого океана изложена в гл. 2–4. Эта глава посвящена изучению рельефа дна Атлантического, Индийского и Тихого океанов с середины XIX в. до наших дней. Такое расширение (в виде исключения) временных рамок связано с попыткой представить процесс ознакомления человечества с «ликом глубин» более компактно и наглядно.

Изучение рельефа дна Атлантического океана (середина XIX века – 1917 год)

В середине XIX в. до проведения систематических измерений морских глубин высказывались различные предположения об, особенностях рельефа дна океанов. По мнению одних ученых, оно имеет слабый наклон от берегов к центру, где должны наблюдаться максимальные величины. Другие считали, что рельеф дна океанов и суши идентичен. Наконец, третьи высказывали догадку о существовании подводных материков и островов, перекрытых относительно незначительной (до 100 м) толщей воды.

Первые точные сведения о глубинах Атлантического океана (это название впервые появилось на карте Мартина Вальдземюллера в 1507 г.) доставил в 1818 г. Джон Росс: в Баффиновом заливе он определил глубину 800–1000 м. Джеймс Кларк Росс, направляясь к берегам Антарктиды, в начале января 1840 г. у 27°30' ю. ш. и 17°30' з. д. замерил 4425 м (по данным нашего времени, глубина в этой точке составляет 3830 м).

Идея прокладки подводных телеграфных кабелей вынудила начать вскоре после 1850 г. изучение рельефа дна океанов. Однако лишь после того, как в практику промерных работ был введен глубоководный лот с отделяющимся грузом[48]48
  Приоритет в изобретении этого устройства принадлежит Петру I, выполнившему ряд промеров в Каспийском море. Прибор был усовершенствован американцем Джоном Мерсером Бруком в начале 50-х гг. XIX в.


[Закрыть], исследователи получили сравнительно надежное средство для выяснения особенностей подводной топографии.

Летом 1853 г. американский морской офицер Мэтью Фонтейн Мори, с 1843 г. возглавлявший Депо карт и приборов США, направил судно «Долфин» («Дельфин») под командой лейтенанта Отуэя Берримзна для промера глубин в северной Атлантике, снабдив его глубоководным лотом. О. Берримэн вернулся в ноябре, и Мори, использовав около 200 достоверных замеров из почти 1900 имевшихся в его распоряжении, составил первую батиметрическую карту части Атлантического океана в пределах 53° с. ш. – 10° ю. ш. (опубликована в 1854 г.). На дне этой огромной акватории он выявил несколько поднятий: Большую Ньюфаундлендскую банку, подводные возвышенности Азорских, Бермудских и Канарских о-вов, Мадейры и о-вов Зеленого Мыса, а также узкую банку – ныне плато – Роколл (близ 58° с. ш. и 16° з. д.). В центре Северной Атлантики, между 20° и 35° з. д., М. Мори выделил невысокую подводную возвышенность, протягивающуюся, по его данным, на 3300 км в меридиональном направлении. Он окрестил ее «Срединной Землей»; она известна также как «поднятие Дельфин». Это было первое указание на существование Срединно-Атлантического хребта. Близ 53° с. ш. он ошибочно показал плато, вытянутое с запада на восток и как бы специально предназначенное для проложения подводного кабеля. Это мифическое поднятие, получившее название «Телеграфного плато», сравнительно долгое время наносилось на карты. К югу от о. Ньюфаундленд М. Мори оконтурил впадину с глубинами более 7300 м; она соответствует северной части Северо-Американской котловины.

Прокладка первых телеграфных кабелей сопровождалась измерением глубин, выполненных офицерами судов военно-морских сил США и Великобритании. Наиболее значительный вклад внесли английские капитаны Джозеф Дэймен (промеры между Ирландией и Ньюфаундлендом, 1857 г., Ньюфаундлендом, Азорами и Англией, 1858 г.) и Питер Шортленд (продольный профиль Атлантики от Мыса Доброй Надежды до Англии, 1868 г.).

Одними из первых чисто океанографических экспедиций следует считать плавания шотландского натуралиста Чарлза Уайвилла Том-сона на небольших судах «Лайтнинг» («Молния») и «Поркьюпайн» «Дикобраз») в 1868–1870 гг. у западных берегов Европы. Благодаря выполненным промерам он оконтурил банки Феро и Поркьюпайн и продолжил открытие возвышенности Роколл. Эти плавания позволили также отработать способы и приемы глубоководных исследований и усовершенствовать ряд приборов. Большой успех маленького «мероприятия» побудил Ч.У. Томсона организовать крупную океанографическую экспедицию по исследованию Мирового океана. В итоге возникла идея кругосветного плавания. Для этой цели британское правительство выделило трехмачтовый корвет «Челленджер» («Бросающий вызов», водоизмещение 2306 т), командовать которым был назначен Джордж Стронг Нэрс, научным руководителем – Ч.У. Томсон.

R конце декабря 1872 г. первенец океанографического флота вышел из Портсмута (Англия) и направился на юг к Канарским о-вам. Оттуда «Челленджер» пересек Атлантику в полосе 22–18° с. ш. и в середине марта 1873 г. достиг островка неподалеку от о. Пуэрто-Рико. На этом отрезке маршрута определены глубины 5700 и 5500 м, а у 45° з. д., т. е. примерно на полпути между ними, – 3800 и 3900 м. Иными словами, Ч.У. Томсон положил начало открытию Канарской и южной части Северо-Американской котловины и «протянул» далее к югу подводное поднятие, выявленное О. Бэрримэном. Оно получило название «хребет Дельфин».

В конце марта в 280 км севернее о. Пуэрто-Рико Ч.У. Томсон обнаружил огромную, по представлениям тех времен, пучину – 7186 м, первое указание на существование глубоководного желоба Пуэрто-Рико (тогда, правда, о таких структурах, как, впрочем, и о большинстве других форм рельефа дна океана, никто не имел представления).

Пройдя с промерами далее на север через Бермудские о-ва к п-ову Новая Шотландия, «Челленджер» вернулся к Бермудам и вновь пересек Атлантику до о. Мадейра. Во время этого плавания (середина июня – середина июля) в полосе 35–25° з. д. снова обнаружено поднятие дна, встреченное ранее.

От о. Мадейра корвет направился на юг через о-ва Зеленого Мыса, у 3° с. ш. и 14°39' з. д. повернул на запад и в августе в третий раз пересек океан до северо-восточной оконечности Южной Америки. При этом близ экватора, в 470 км восточнее о. Сан-Паулу, на глубине 2743 м вновь удалось засечь подводную возвышенность. (Сейчас мы знаем: «Челленджер» открыл южное окончание Северо-Атлантического хребта.)

Пройдя с промерами близ южноамериканского побережья до 13° ю. ш., экспедиция двинулась на юго-восток, а от о-вов Тристан-да-Кунья – на восток и в конце октября 1873 г. достигла небольшой гавани близ Кейптауна. Четвертое пересечение Атлантики в полосе 36–38° ю. ш. позволило Ч.У. Томсону установить, что между 20 и 13° з. д. в центре океана расположена подводная возвышенность; таким образом, он первый отметил существование Южно-Атлантического хребта. Рельеф дна между о-вами Тристан-да-Кунья и Африканским материком он верно представил в виде чаши с наибольшими (4700–4900 м) глубинами посередине; так было положено начало открытию Капской котловины.

От Мыса Доброй Надежды, простояв в гавани ноябрь и половину декабря, корвет отплыл 17 декабря в направлении о-вов Принс-Эдуард. Затем он выполнил исследования Индийского и Тихого океанов (см. соответствующие разделы) и 20 января 1876 г. вновь вышел в Атлантику Магеллановым проливом. После кратковременной остановки у Фолклендских о-вов «Челленджер» направился к северу, причем в 370 км от этого архипелага обнаружил глубину около 1900 м. Следовательно, Ч.У. Томсон положил начало открытию Фолклендского подводного плато.

На пути к Монтевидео, близ 42°30' ю. ш., 55–56° з. д., в течение двух дней (12 и 13 февраля) удалось выявить глубины 3700–4400 м (первый намек на существование какой-то впадины). После захода в Монтевидео «Челленджер» двинулся на восток, к о-вам Тристан-да-Кунья, для получения полного разреза Атлантики в полосе 36–38° ю. ш. В западной части океана на этих широтах, начиная примерно с расстояния 700 км от южноамериканского побережья и далее к востоку на протяжении 1200 км, он обнаружил глубины порядка 5100 м, в том числе наибольшую (5303 м), – эти замеры позволили впоследствии оконтурить Аргентинскую котловину. Не доходя до о-вов Тристан-да-Кунья, корвет повернул на север и, пройдя с промерами по меридиану 15° з. д., в конце марта подошел к о. Вознесения. На этом отрезке маршрута были определены глубины 2250–2750 м. Фактически Ч.У. Томсон проследил на протяжении почти 3000 км открытую им ранее подводную возвышенность и назвал ее «хребтом Челленджер» (Южно-Атлантический хребет).

От о. Вознесения корабль проследовал к о-вам Зеленого Мыса, а оттуда – на северо-запад; близ 33° с. ш. и 35° з. д. в начале мая обнаружена глубина 3069 м, т. е продолжено открытие Северо-Атлантического хребта. 24 мая 1876 г. судно вернулось в Портсмут, завершив кругосветное плавание, продолжавшееся три с половиной года.

Промеры, выполненные с помощью груза массой 80 кг на пеньковом канате приблизительно через каждые 185 км, принесли неожиданный результат. Оказалось, что центральная часть Атлантического океана имеет почти вдвое меньшую глубину, чем две широкие впадины, протягивающиеся примерно на одну треть расстояния от побережья Африки и обеих Америк. Значительные промежутки между станциями не позволили уверенно определить, что представляет собой выявленное возвышение. Впрочем, на карте, составленной участниками экспедиции по собственным материалам и данным предшественников, между 50° с. ш. и 40° ю. ш. показана целая подводная горная система: в Северной Атлантике – «хребет Дельфин», в экваториальной – «Соединительный хребет» и в Южной Атлантике – меридиональный «хребет Челленджер». Примерно на широте 35° ю. ш. от него в сторону Африки отходит субмеридиональный отрог – первое указание на существование какого-то поднятия дна, позднее получившего название Китовый хребет.

Еще до завершения экспедиции на «Челленджере» в плавание отправился военный немецкий корвет «Газелле» («Газель», водоизмещение 1900 т); командовал им капитан Георг Густав Шлейниц, научные работы возглавил океанограф Георг Неймайер. Кроме заданий военного и коммерческого характера, командир должен был доставить на о. Кергелен астрономов для проведения наблюдений над прохождением планеты Венера.

21 июня 1874 г. корвет вышел из Киля (порт на Балтике) и на пути к о-вам Зеленого Мыса, между 40° и 20° с. ш., на протяжении 2700 км обнаружил глубины порядка 4600–5700 м, продолжив работу «Челленджера» по выявлению Канарской котловины. От о. Вознесения «Газель» двинулась на восток, к устью Конго, а оттуда – на юго-запад, примерно к 32° ю. ш. На этом пути в двух точках, отстоящих друг от друга на 1200 км, Г. Неймайер определил глубины 5130 и 5170 м, т. е. положил начало открытию Ангольской котловины. Далее корвет вновь проследовал на восток, к Мысу Доброй Надежды, примерно параллельно маршруту «Челленджера», а затем – в Индийский океан.

На обратном пути, выйдя через Магелланов пролив в Атлантику, судно прошло близ побережья Южной Америки в Монтевидео, а оттуда на восток – в 500 км севернее пути «Челленджера», продолжив открытие Аргентинской котловины. Близ 30° з. д. корвет повернул на север и на протяжении почти 1500 км обнаружил глубины 5600–5950 м, т. е. выявил Бразильскую котловину. Экспедиция вернулась в Киль в конце апреля 1876 г., завершив кругосветное плавание.

Береговая и геодезическая служба США в 1877 г. организовала океанографическую экспедицию под руководством горного инженера и зоолога Александра Агассиса на 400-тонной шхуне «Блейк» (капитан Чарлз Дуайт Сигсби). Основная ее задача состояла в изучении глубин дна американских морей. Еще перед отплытием А. Агассис усовершенствовал ряд приборов, и главным образом глубоководный лот, заменив пеньковый канат на стальной трос, а для спуска и подъема приспособив соответственно фрикционную передачу и лебедку.