Изучение физических свойств льда в России и СССР (конец XIX в. — 1940 г.). Плотность и пористость льда

В работе рассматривается развитие изучения в России и СССР (конец XIX в. – 1940 г.) важнейшей характеристики льда — его плотности. Показано, что российские ученые занялись изучением плотности льда лишь в самом конце XIX в., причем эти исследования часто проводились с прикладными целями, например работы Б.П. Вейнберга и его учеников в Томске в 1911–1914 гг. В СССР интерес к исследованиям возродился в конце 1920-х гг. и был связан с развитием исследований в полярных морях. Измерения плотности в основном осуществлялись методом гидростатического взвешивания. По просьбе Н.Н. Зубова и И.И. Месяцева в 1927 г. В.В. Шулейкин создал простой прибор, позволяющий выполнять процедуру определения плотности льда без взвешивания образца. В начале 1930-х гг. важным направлением исследований становится изучение пористости льда, целью которого было выяснение причин изменчивости экспериментальных данных о плотности льда. Для проведения исследований пористости В.В. Шулейкиным и В.И. Арнольдом-Алябьевым были разработаны оригинальные приборы, которые обеспечили возможность изучения этих характеристик льда в экспедиционных условиях. Наибольшее распространение в практике полевых исследований получил прибор Арнольда-Алябьева. Плотность и пористость льда тесно связанные друг с другом физические величины, поэтому измерения пористости льда позволяли по полученным результатам вычислять его плотность. К концу 1930-х гг. измерение плотности льда становится стандартной процедурой при осуществлении ледовых исследований. Этому способствовала разработка во Всесоюзном арктическом институте под руководством Б.П. Вейнберга планов исследования льда на полярных станциях, которые включали изучение пористости и плотности.

1. Barnes H.T. Ice formation. N.Y.: John Wiley & sons. London: Chapman & Hall, Limited; 1906. 250 p.

2. Сазонов К.Е. Первые исследования прочностных свойств льда в России для нужд ледоколостроения. Вопросы истории естествознания и техники. 2023; 44(1): 20–36. https://doi.org/10.31857/S020596060024503-5 Sazonov K.E. Early studies of ice strength properties for the purposes of icebreaker construction in Russia. Voprosy istorii estestvoznaniia i tekhniki = Questions of the History of Natural Science and Technology. 2023; 44(1): 20–36. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S020596060024503-5 3.

3. Рынин Н.А. Ледорезы. СПб.: Типография Ю.Н. Эрлих; 1903. 143 с.

4. Вейнберг Б.П. Приборы для быстрого и достаточно точного определения удельного веса льда и сопротивления его на излом. Изв. Томск. техн. инст. 1913; 29: 1–7. Weinberg B.P. Devices for fast and sufficiently accurate determination of the specific gravity of ice and its resistance to fracture. Izv. Tomsk. Tekhnichesk. Inst. = Proceed. Tomsk. Tech. Inst. 1913; 1913: 1–7. (In Russ.)

5. Вейнберг Б.П. Результаты измерения удельного веса и прочности на излом льда р. Томи перед ледоходом 1912 г. Изв. Томск. техническ. инст. 1913; 29: 9–11. Weinberg B.P. The results of measuring the specific gravity and fracture strength of ice r. Tom before the ice drift in 1912. Izv. Tomsk. Tekhnichesk. Inst. = Proceed. Tomsk. Technical. Inst. 1913; 29: 9–11. (In Russ.)

6. Бессонов Е.А. Исследование льда р. Томи перед ледоходом 1913 г. Изв. Томск. техническ. инст. 1913; 32: 1–5. Bessonov E.A. The study of the ice of the river Tom before the ice drift in 1913. Izv. Tomsk. Tekhnichesk. Inst. = Proceed. Tomsk. Technical. Inst. 1913; 32: 1–5. (In Russ.)

7. Бессонов Е.А. Исследование льда р. Томи перед ледоходом 1914 г. Изв. Томск. техническ. инст. 1923; 43: 26–27. Bessonov E.A. The study of the ice of the river Tom before the ice drift in 1914. Izv. Tomsk. Tekhnichesk. Inst. = Proceed. Tomsk. Technical. Inst. 1923; 43: 26–27. (In Russ.)

8. Вейнберг Б.П. К методике определения удельного веса твердых тел. Журн. Р. Физ.-Хим. Общ. 1911; 43: 338–339. Weinberg B.P. On the method for determining the specific gravity of solids. Zhurn. R. Fiz.-Khim. Obshch. = Journal. R. Phys.-Chem. General. 1911; 43: 338–339. (In Russ.)

9. Мальмгрен Ф. О свойствах морского льда. Л.: Изд. Гидро-Метеор. ком. СССР, ГОИ и Гидрограф. упр.; 1930. 90 с.

10. Сарапкин П.С. К характеристике физических свойств воды, снега и льда соленого озера Карачи и пресного озера Узул-Куля. Омский медицинский журнал. 1928; 3: 41–48. Sarapkin P.S. To the characterization of the physical properties of water, snow and ice of the salt lake Karachi and the fresh lake Uzul-Kul. Omskii meditsinskii zhurnal = Omsk Medical Journal. 1928; 3: 41–48. (In Russ.)

11. Розен М.Ф. Плотность льда Невской губы у Ораниенбаума и морфологическая характеристика его. Известия Центрального Гидрометеорологического бюро ЦУМОР. 1929; 8: 221–232. Rosen M.F. Density of ice in the Neva Bay near Oranienbaum and its morphological characteristics. Izvestiya Tsentralnogo Gidrometeorologicheskogo byuro TsUMOR = News of the Central Hydrometeorological Bureau TSUMOR. 1929; 8: 221–232. (In Russ.)

12. Шулейкин В.В. Метод определения удельного веса льда. Журнал прикладной физики. 1927; 4(3): 75–78. Shuleikin V.V. Method for determining the specific gravity of ice. Zhurnal prikladnoi fiziki = J. Applied Physics. 1927; 4(3): 75–78. (In Russ.)

13. Шулейкин В. В. Дни прожитые. 2-е изд., доп. М.: Наука; 1964. 548 с.

14. Лактионов А.Ф. О свойствах морского льда. Труды Института по изучению Севера. 1931; 49: 71–96. Laktionov A.F. On the properties of sea ice. Trudy Instituta po Izucheniiu Severa = Proceed. Institute for the Study of the North. 1931; 49: 71–96. (In Russ.)

15. Максимов И.В. Научные работы на борту ледокола «Красин» летом 1933 года. Бюллетень Арктического института. 1933; 11: 334–335. Maksimov I.V. Scientific work on board the Krasin icebreaker in the summer of 1933. Byulleten Arkticheskogo institute = Bull. Arctic Institute. 1933; 11: 334–335. (In Russ.)

16. Шулейкин В.В., Русанов Н.И., Рябчиков В.А. Зависимость между теплопроводностью льда и его структурой. Журнал геофизики. 1931; 1(1–2): 179–186. Shuleikin V.V., Rusanov N.I., Ryabchikov V.A. Relationship between the thermal conductivity of ice and its structure. Zhurnal geofiziki = Journal of Geophysics. 1931; 1(1–2): 179–186. (In Russ.)

17. Арнольд-Алябьев В.И. Определение полостей во льду и приборы для этой цели. Известия Главной геофизической обсерватории. 1930; 4: 34–36. Arnold-Alyabiev V.I. Definition of cavities in ice and devices for this purpose. Izvestiya Glavnoi geofizicheskoi observatorii = News of the Main Geophysical Observatory. 1930; 4: 34–36. (In Russ.)

18. Арнольд-Алябьев В.И. Методы определения плотности и рыхлости льда в экспедиционной обстановке. Труды комиссии по изучению вечной мерзлоты АН СССР. 1934; 3: 127–150. Arnold-Alyabiev V.I. Methods for determining the density and friability of ice in an expeditionary setting. Trudy komissii po izucheniiu vechnoi merzloty AN SSSR = Proceed. Commission for the Study of Permafrost of the Academy of Sciences of the USSR. 1934; 3: 127–150. (In Russ.)

19. Зубов Н.Н. Некоторые свойства морского льда. М.: Изд. Гидро-Метеор. ком. СССР и РСФСР; 1932. 44 с.

20. Зубов Н.Н. Морские воды и льды. М.: Гидрометеоиздат; 1938. 453 с.

21. Брунс Б.П. Наблюдения над процессами образования и таяния морского льда. Труды ВАИ. 1937; 83: 75–97. Bruns B.P. Observations on the formation and melting of sea ice. Trudy VAI = Proceed.VAI. 1937; 83: 75–97. (In Russ.)

22. Арнольд-Алябьев В.И. Научные работы Гидрометеорологического комитета на борту ледокола «Красин» в Баренцевом море зимой 1932 года. Бюллетень Арктического института. 1932; 7: 155–158. Arnold-Alyabiev V.I. Scientific work of the Hydrometeorological Committee on board the Krasin icebreaker in the Barents Sea in the winter of 1932. Byulleten Arkticheskogo institute = Bull. Arctic Institute. 1932; 7: 155–158. (In Russ.)

23. Арнольд-Алябьев В.И. Научные работы Карско-Ленской экспедиции на борту л/п «Малыгин» летом 1934 года. Бюллетень Арктического института. 1935; (5–6): 145–146. Arnold-Alyabiev V.I. Scientific work of the Karsko-Lena Expedition aboard the Malygin aircraft in the summer of 1934. Byulleten Arkticheskogo institute = Bull. Arctic Institute. 1935; (5–6): 145–146. (In Russ.)

24. Арнольд-Алябьев В.И. Мощность, строение и полостность льда Карского моря по данным экспедиции на л/п «Малыгин» в 1934 году. Труды Арктического научно-исследовательского института. 1938; 110: 57–81. Arnold-Alyabiev V.I. Thickness, structure and cavity of the ice of the Kara Sea according to the data of the expedition to the Malygin r/c in 1934. Trudy Arkticheskogo nauchno-issledovatelskogo instituta = Proceed. Arctic Research Institute. 1938; 110: 57–81. (In Russ.)

25. Лобза П.Г. Химия морской воды и лед полярного моря. В кн.: Поход «Челюскина». Т.1. М.: Изд. ред. «Правда»; 1934. C. 244–249.

26. Пиотрович В.Б. Краткие результаты гидрофизических наблюдений на ледоколе «Красин». В кн.: Научные работы экспедиции на ледоколе «Красин». Л.: Изд. Главсевморпути; 1936. С. 99–111.

27. Арнольд-Алябьев В.И. Ледовая служба и Ленинградская ледовая станция Ленингр. Областного Управления единой гидрометеорологической службы. В кн.: 4-я Гидрологическая Конференция Балтийских стран: Ленинград, сентябрь 1933. Л.: Издание ГГИ; 1933. С. 7.

28. Верещагин Г.Ю. Работы Байкальской лимнологической станции по изучению ледяного покрова Байкала. Труды Байкальской лимнологической станции. 1939; 9: 5–21. Vereshchagin G.Yu. Works of the Baikal Limnological Station on the study of the ice cover of Lake Baikal. Trudy Baikalskoi limnologicheskoi stantsii = Proceed. Baikal Limnological Station. 1939; 9: 5–21.

29. Савельев Б.А. Методы изучения строения, состава и свойств льда. Итоги науки и техники. Т. 4. Гляциология. М.: ВИНИТИ; 1985. 204 с.

30. Сазонов К.Е. «Если же у нас ничего не получится…». Попытка изучения физических свойств льда Центральной Арктики в 1937–1938 гг. Природа. 2023; (4): 42–49. https://doi.org/10.7868/S0032874X23040051 Sazonov K.E. “If we don’t succeed…” An attempt at studying physical properties of ice in the Central Arctic: 1937–1938. Priroda = Nature. 2023; (4): 42–49. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0032874X23040051

31. Вейнберг Б.П. Лед. Свойства, возникновение и исчезновение льда. М.; Л.: Гос. изд. технтеор. лит.; 1940. 524 с.

32. Цуриков В.Л. К вопросу о прочности льда. Северный морской путь: сборник статей по гидрографии и мореплаванию. 1940; 16: 45–74. Tsurikov V.L. On the question of the strength of ice. Severnyi morskoi put: sbornik statei po gidrografii i moreplavaniiu = Northern Sea Route: a collection of articles on hydrography and navigation. 1940; 16: 45–74. (In Russ.)