Table of Contents

Неизвестное: эксклюзивное интервью с доктором Хеленой Фостер об эволюции морских исследований

Огромное, загадочное пространство Мирового океана пленяло человечество на протяжении тысячелетий. От самых ранних тростниковых плотов до современных глубоководных подводных аппаратов стремление исследовать морскую границу было определяющей характеристикой нашего вида. Чтобы проследить эту необычную дугу открытия, мы встретились с доктором Хеленой Фостер, выдающимся профессором морской истории в Университете Саутгемптона и ведущим голосом в изучении океанических исследований. Ее новаторская работа по пересечению человеческих амбиций и технологического прогресса предлагает глубокую линзу, через которую можно увидеть наши прошлые, настоящие и будущие отношения с морем.

Исследования доктора Фостера охватывают от предварительных прибрежных путешествий доисторических народов до передовой робототехники, в настоящее время отображающей гадаловую зону.В этом широком разговоре она освещает ключевые драйверы, ключевые прорывы и устойчивое наследие морских исследований, утверждая, что понимание нашей истории на воде имеет важное значение для навигации по вызовам 21-го века.

Часть I. Первоначальный импульс: ранняя навигация и ее мастера

Первые моряки: необходимость и любопытство

«Когда мы говорим о «начале» морских исследований, мы не смотрим ни на одно событие или на одну культуру, — начинает доктор Фостер, осевая в своем кресле в книжном кабинете. — Мы смотрим на одновременный, глобальный расцвет изобретательности. — Первыми моряками двигали те же силы, которые движет нами сегодня: потребность в еде, поиск новых ресурсов и глубоко укоренившееся, почти духовное любопытство о том, что лежит за горизонтом».

Она указывает на несколько древних цивилизаций как на основополагающие. Полинезийцы , она утверждает, являются, пожалуй, самым необычным примером. «Их навигационная система была мастер-классом в прикладной науке. У них не было компасов или астролябий, но у них было глубокое, почти интуитивное понимание естественного мира. Они читали звезды, океанские набухания, модели полета морских птиц и тонкие изменения цвета и температуры воды. Это позволило им путешествовать по обширным, пустым участкам Тихого океана, открывая и оседая острова от Гавайев до острова Пасхи в Новой Зеландии — подвиг исследования, который европейцы не будут соответствовать на протяжении веков».

Одновременно на Западе финикийцы произвели революцию в торговле и путешествиях. «Финицианцы были великими торговцами древнего мира. Они установили торговые посты и колонии вокруг Средиземного моря, раздвигая границы известной географии. Они вышли из Гибралтарского пролива, потенциально обогнув Африку, и их морские сети заложили основу для классических империй, которые последовали». Она отмечает, что египтяне разработали сложные нильские суда для торговли и монументального строительства, в то время как миноанцы Крита построили цивилизацию, чья власть была полностью талассократической — зависимой от контроля над морем.

Навигационные инструменты древних

Доктор Фостер подчеркивает, что ранняя навигация была не догадкой, а строгой дисциплиной, основанной на наблюдении. Самым критическим инструментом был сам человеческий разум, использовавшийся для создания мысленной карты небесных и океанических сигналов. Однако некоторые физические инструменты действительно существовали.

  • Камаль: Камаль: Камаль: Камаль: 1, используемый арабскими мореплавателями, этот простой прямоугольный кусок дерева помог измерить высоту Северной звезды (Поларис) для определения широты. «Это был гениальный кусок портативной технологии, — говорит доктор Фостер. — Это позволило морякам повторять плавания вдоль известных широт с замечательной согласованностью».
  • Звуки: Для измерения глубины и захвата образцов морского дна использовался свинцовый вес и линия. «Это было не просто предотвращение мелководья. Это помогло морякам определить свое местоположение, сопоставив состав морского дна с известными прибрежными особенностями — формой географической дактилоскопии».
  • Портоланские карты: , разработанные в Средиземноморье в конце средневековья, представляли собой подробные, практические карты, которые с замечательной точностью показывали береговые линии, гавани и навигационные опасности.

Часть II: Золотой век паруса: технологии, амбиции и глобальные потрясения

Эпоха открытий: Идеальный шторм инноваций

15-й и 16-й века представляют собой квантовый скачок в морских исследованиях. Доктор Фостер объясняет, что это было не случайностью истории, а результатом слияния технологических, политических и экономических факторов. «Двигатели эпохи открытий были тройными, — заявляет она. — Во-первых, стремление к богатству — в частности, прямой доступ к специям и шелку Азии, минуя сухопутный Шелковый путь, контролируемый Османской империей. Во-вторых, подъем централизованных национальных государств, таких как Португалия и Испания, которые могли финансировать и организовывать крупномасштабные экспедиции. И в-третьих, волна критических технологических инноваций, которые сделали возможным дальние морские путешествия».

Оригинальное название: The Caravel and the Nao: Ships of Revolution

Наиболее важным из этих нововведений был сам корабль. Доктор Фостер выделяет два типа судов: каравеллу и более крупную нао (или каррак).

«Каравелла была спортивным автомобилем своего времени, — объясняет она. — Она была маленькой, гибкой и, что важно, это было судно с латенским парусом, которое позволяло ему прицепляться к ветру. Это было революционно. Европейские корабли ранее были ограничены следованием ветру. Каравелла давала морякам, таким как португальцы, исследующие побережье Африки, возможность продвигаться вперед против ветра и, самое главное, совершать обратный рейс. Более крупное нао, с его высокой, округлой кормой и несколькими мачтами, было оптимизировано для перевозки грузов на огромные расстояния. Санта-Мария Христофора Колумба была нао; его Нинья и Пинта были каравеллами».

Инструменты точности: Компас, Астролябия и поиск долготы

Наряду с кораблями появился набор все более сложных навигационных инструментов.

  • Магнитный компас: Магнитный компас: Возникнув в Китае, компас был принят и усовершенствован европейскими моряками. «Он обеспечивал постоянную точку отсчета, позволяя морякам поддерживать курс даже тогда, когда облака заслоняли солнце или звезды», — говорит доктор Фостер.
  • Астролябия и Кросс-штаб:] Эти приборы позволяли морякам измерять высоту солнца или звезды, обеспечивая считывание их широты.»Астролябия была сложной и точной, но трудной в использовании на движущемся корабле.Крест-штаб был проще и стал стандартным инструментом для моряков на протяжении веков.
  • Проблема долготы: Доктор Фостер подчеркивает, что, хотя широта была решена, поиск долготы — вашего положения восток-запад — оставался самой большой научной проблемой эпохи. «Корабли обычно терялись, и экипажи умирали от цинги, не потому, что они не могли плыть, а потому, что они не знали, где они находятся. Ошибка долготы всего в один градус на экваторе представляет собой 60 морских миль. Вы могли легко пропустить пункт назначения полностью». Решение, морской хронометр , изобретенный Джоном Харрисоном в 18 веке, был британским прорывом, который позволил морякам сравнить местное время с известным эталонным временем, эффективно решая проблему долготы и спасая бесчисленные жизни.

Титаны и их путешествия

С этими инструментами в руках исследователи решили перерисовать карту мира.

«Путешествие Васко да Гамы в Индию в 1498 году стало логистическим и навигационным триумфом, — отмечает доктор Фостер. — Он объехал весь африканский континент, доказав существование прямого морского пути в Азию. Это сломало венецианскую и османскую монополию на торговлю специями и переместило центр экономической мощи в Западную Европу».

«Тогда есть Фердинанд Магеллан , — продолжает она. — Его экспедиция (1519-1522) — это окончательная история человеческой выносливости. Они нашли и переправились через предательский пролив на оконечности Южной Америки, пересекли океан Магеллан, названный «Тихоокеанским» за его спокойствие, и перенесли невообразимое голодание и болезни. Сам Магеллан был убит на Филиппинах. Из пяти кораблей и 270 человек, которые начали, только один корабль, Виктория , и 18 человек завершили кругосветное плавание. Это было путешествие, которое доказало, раз и навсегда, что Земля была круглой и что ее океаны были единой, взаимосвязанной системой».

Доктор Фостер также приписывает работу китайского адмирала Чжэн Хэ в начале 15-го века. «В то время как европейские исследования только начинались, флоты сокровищ Чжэн Хэ были самыми большими и технологически продвинутыми, которые когда-либо видел мир. Его корабли были огромными, длиной в сотни футов, и его путешествия «умиротворения» и дипломатии достигли от Юго-Восточной Азии до Восточной Африки. Это увлекательная контр-история. Китай имел технологии и ресурсы, чтобы стать глобальной морской державой за десятилетия до португальцев, но политические силы при императорском дворе остановили экспедиции, и архивы были уничтожены».

Часть III: Эффекты Риппла — Мир, преображенный

Глобальная торговля, культурный обмен и Колумбийская биржа

Влияние этих путешествий было немедленным и изменяющим мир. «Морские исследования буквально создали современный мир», — прямо заявляет доктор Фостер. — «Это создало первую глобальную экономику».

Наиболее глубоким последствием было то, что историк Альфред Кросби назвал Колумбийской биржей (FLT:0) — массивная двусторонняя передача растений, животных, болезней и людей между Старым Светом (Европа, Африка, Азия) и Новым Светом (Америка).

  • От Америки до мира: Картофель, помидоры, кукуруза, какао (шоколад), табак, перец чили и хинин (лекарство от малярии). «Только картофель изменил европейскую демографию», отмечает доктор Фостер. «Это была высокоурожайная, богатая питательными веществами культура, которая способствовала росту населения по всему континенту».
  • От Старого Света до Америки:] Пшеница, рис, сахарный тростник, лошади, крупный рогатый скот и такие болезни, как оспа и корь. «Введение болезни было катастрофическим непреднамеренным последствием. Коренные популяции, не имеющие иммунитета, были уничтожены, что сделало завоевание Европы намного проще, чем это было бы в противном случае».

Темный прилив: колонизация, рабство и конфликт

Доктор Фостер не уклоняется от разрушительных последствий. «Мы не можем романтизировать эту эпоху, — твердо говорит она. — Морские исследования были неразрывно связаны с колонизацией, трансатлантической работорговлей и навязыванием европейских силовых структур по всему миру».

Она объясняет, что те же самые корабли, которые привезли исследователей и ученых, также привезли конкистадоров, миссионеров и работорговцев. « Треугольная торговля между Европой, Африкой и Америками была морским предприятием, построенным на спинах порабощенных людей. Европейские товары торговались для порабощенных африканцев, которые затем перевозились в ужасных условиях через Средний проход для работы на плантациях в Америках. Сырье (сахар, хлопок, табак) затем отправлялось обратно в Европу для переработки и получения прибыли. Морские исследования предоставили логистические и географические знания, необходимые для систематизации этой жестокой торговли».

«Кроме того, — добавляет она, — поиски заморских колоний и торговых путей вызвали многовековой конфликт между европейскими державами.Англо-испанская, англо-голландская, французская и индийская войны были в значительной степени морскими конфликтами, боровшимися за контроль над потоком мировой торговли».

Часть IV: Современный горизонт: технологии и невидимый мир

От паруса к науке: великие экспедиции

В 18 и 19 веках фокус морских исследований сместился от простого завоевания и торговли к более научному и систематическому подходу. «Путешествия капитана Джеймса Кука являются идеальным примером, — говорит доктор Фостер. — Кук был блестящим мореплавателем и картографом. Его указания от Королевского общества были столько же о науке, сколько о том, чтобы претендовать на новые земли. Ему было поручено наблюдать за транзитом Венеры, картографировать побережье Новой Зеландии и восточной Австралии и документировать флору, фауну и народы, с которыми он столкнулся».

Эта эпоха породила большие геодезические экспедиции, такие как HMS Beagle (с Чарльзом Дарвином) и Экспедиция Челленджера (1872-1876).«Экспедиция Челленджера — это рождение современной океанографии», — заявляет она. — «Это была первая крупная экспедиция, полностью посвященная изучению самого океана. Они прошли 68 000 морских миль, измерив морское дно, измерив температуру воды и течения и обнаружив более 4000 новых видов. Они собрали достаточно данных, чтобы заполнить 50 томов отчетов».

Инструменты современного исследователя

Современные морские исследования почти неузнаваемы от своих древних и ранних современных предшественников. Доктор Фостер проходит через ключевые технологические драйверы:

  • Спутниковая навигация (GPS): «Это полностью изменило навигацию. Моряк на маленькой лодке теперь может мгновенно узнать свое положение в пределах нескольких метров, в любой точке Земли. Это устранило фундаментальную навигационную тревогу прошлого».
  • Акустическая и сонарная карта:] «Мы нанесли на карту только около 20-25% мирового дна океана в высоком разрешении. Сонарная технология, от бортовых систем до автономных подводных аппаратов (AUV), позволяет нам видеть форму морского дна, открывая огромные горные хребты, глубокие траншеи, древние подводные вулканы и кораблекрушения».
  • Дистанционно управляемые транспортные средства (ROV) и AUV: ] «Это наши глаза и руки в глубине. ROV, привязанные к кораблю, могут работать на невероятных глубинах, собирая образцы, развертывая инструменты и отправляя живое видео экосистем, о которых мы никогда не знали».
  • Перехватчики: «Хотя большая работа сейчас выполняется роботами, человеческий глаз все еще не заменит. Транспортные средства, такие как Deepsea Challenger Джеймса Кэмерона и Ограничивающий фактор , доказали, что мы можем достичь самой глубокой точки на Земле, Challenger Deep, давая нам прямое физическое присутствие в зоне хедала».

Конвергенция космоса и моря

Одним из самых интересных событий, которые подчеркивает доктор Фостер, является растущее совпадение между космическим и океаническим исследованием. «Технология, разработанная для исследования космоса, непосредственно полезна для океанографии, — объясняет она. — Спутники необходимы для измерения температуры поверхности моря, океанских течений и повышения уровня моря. Чрезвычайно точная инженерия, необходимая для космических зондов, применяется к глубоководным приборам. И психологические и эксплуатационные уроки от жизни на Международной космической станции используются для проектирования глубоководных мест обитания».

Она указывает на программу NOAA Ocean Exploration and Research как на лидера в этом комплексном подходе. Мы говорим об исследовании «внутреннего пространства» нашей собственной планеты. Это клише, но это правда. Мы знаем о поверхности Марса больше, чем о нашем собственном дне океана. Наука об океане в основном является наукой о разведке.

Часть V: Неизведанное будущее: устойчивость, сотрудничество и следующий рубеж

Императив устойчивого исследования

Когда мы смотрим в будущее, тон доктора Фостера становится одновременно и обнадеживающим, и срочным. «Будущее морских исследований не может быть повторением прошлого. Мы не можем просто уйти в океан с колониальным мышлением, добывая ресурсы без учета последствий».

Она утверждает, что главной задачей разведки 21-го века является устойчивость. «Наши инструменты исследования — ROV, гидролокатор, глубоководное горное оборудование — теперь достаточно мощны, чтобы повредить те самые экосистемы, которые мы стремимся изучить. Мы открываем уникальные и хрупкие глубоководные коралловые и губчатые сообщества, гидротермальные вентиляционные отверстия и абиссальные равнины, которые являются домом для невероятного биоразнообразия. Эти среды находятся под угрозой из-за изменения климата (окисление и потепление океана) и от прямой деятельности человека, такой как глубоководная добыча полезных ископаемых».

Доктор Фостер предлагает новую модель исследования: «Наука во главе, сотрудничество-первое и низкая отдача». Это означает:

  • Приоритизация неинвазивных технологий , таких как гидролокатор с высоким разрешением и ДНК окружающей среды (eDNA), выборка по сравнению с деструктивной физической выборкой.
  • Создание надежных международных правил для таких видов деятельности, как глубоководная добыча полезных ископаемых, чтобы предотвратить трагедию общин.
  • Сосредоточение исследований на сборе исходных данных, необходимых для эффективного сохранения и управления охраняемых морских районов (МОР).

Международное сотрудничество как краеугольный камень

«Ни одна нация не может исследовать океан в одиночку, — говорит доктор Фостер. — Океан является глобальным достоянием. Его течения, его мигрирующие виды, его климатическое влияние — они пересекают все национальные границы. Будущее должно строиться на сотрудничестве».

Она указывает на блестящие примеры, такие как Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030 Project, глобальное партнерство, направленное на создание полной карты всего дна океана к 2030 году. «Это чрезвычайно амбициозное предприятие, которое требует объединения данных от стран, исследовательских институтов и даже коммерческих судоходных компаний. Это модель того, как глобальное сотрудничество может решить грандиозную задачу». Она также подчеркивает работу Schmidt Ocean Institute, который предоставляет свое исследовательское судно Falkor (слишком) и передовой ROV SuBastian ученым со всего мира, ускоряя открытие в духе открытых данных и сотрудничества.

Инновационные технологии на горизонте

Глаза доктора Фостера загораются при обсуждении следующего поколения инструментов исследования.

  • Искусственный интеллект и машинное обучение: ] «ИИ изменит правила игры. Мы можем запрограммировать AUV для выявления интересных функций на морском дне в режиме реального времени и принятия решений о том, что исследовать дальше. ИИ также может обрабатывать огромное количество сонарных и видеоданных, которые мы собираем, идентифицируя виды, подсчитывая популяции и выявляя закономерности, которые пропустит наблюдатель-человек».
  • Биомиметическая робототехника:] «Инженеры ищут вдохновение в существах глубины. Мягкие роботы, которые могут плавать как медузы или ползать как морские звезды, разрабатываются для изучения хрупких сред с меньшим риском повреждения. Это пересечение биологии и техники».
  • Персистентные автономные платформы: «Парусные беспилотники и подводные планеры, которые могут работать в море в течение нескольких месяцев, уже используются для сбора данных по всем океанским бассейнам. В будущем мы увидим сети этих платформ, обеспечивающие непрерывную картину состояния океана в реальном времени — глобальную систему наблюдения за морем».

Призыв к океанской грамотности

Доктор Фостер завершает наш разговор мощным размышлением о более широком человеческом значении морских исследований. «Океан регулирует наш климат, производит большую часть кислорода, которым мы дышим, и обладает огромным потенциалом для новых лекарств, продуктов питания и возобновляемых источников энергии. Тем не менее, мы относимся к нему как к запоздалой мысли», - говорит она.

"История морских исследований - это, в основе своей, история о человеческой изобретательности и нашей бесконечной способности удивляться. Это история блестящих успехов и ужасных трагедий, научного прогресса и морального провала. Понимая эту историю, мы можем наметить более ответственное, устойчивое и инклюзивное будущее".

Она видит прямую линию от полинезийских путеводителей до инженеров проекта Seabed 2030. «Оба движутся одним и тем же фундаментальным вопросом: „Что там?“ И оба признают, что ответ на этот вопрос необходим для нашего выживания и процветания. Океан сформировал наше прошлое. Он абсолютно определит наше будущее. Следующая великая эра исследований заключается не только в поиске новых мест; речь идет о понимании, защите и жизни в гармонии с огромной голубой планетой, которая поддерживает нас всех».

Работа доктора Фостера служит жизненно важным компасом, напоминая нам, что дух открытий, закаленный мудростью и глубоким чувством ответственности, остается одним из самых мощных и необходимых атрибутов человечества.Поскольку мы стоим на грани новых границ, от абиссальных равнин до ледяных лун Юпитера, уроки, извлеченные из нашей долгой истории морских исследований, никогда не были более актуальными.