Несмотря на все препятствия и осложнения, которые создавала природа, невзирая на возникающие неожиданно трудности, программа научных наблюдений выполнялась успешно, все запланированные наблюдения проводились в намеченные сроки.
Доставленная на самолете Мазурука гидравлическая лебедка сразу же была установлена у края проруби, и вскоре после отлета самолетов была взята первая полная гидрологическая станция. Ширшов и его друзья с напряженным вниманием следили за вращением стрелки счетчика, отсчитывающего метры стального троса, спускаемого с приборами в глубины океана. Такой огромный интерес был не случаен: ведь до этого никто и никогда еще не измерял глубину океана в приполюсном районе. Имелись только предположения, что она должна быть около 4000 м, но на барабане лебедки для страховки было намотано 5000 м. Напряжение исследователей еще более усилилось, когда стрелка показала 4000 м и барабан продолжал крутиться с такой же скоростью дальше. Тормоз сработал, когда счетчик показал глубину 4290 м. Чтобы не было сомнений, трижды сделали проверку — получалась одна и та же цифра. На карту Северного Ледовитого океана Ширшов нанес первую отметку глубины в приполюсном районе на 89° с. ш. И как доказательство того, что трос с привязанной на конце трубкой для взятия проб грунта достиг дна, явилась поднятая трубка розовато-серых глинистых илов, устилающих дно океана.
Лебедку крутили вручную: 2 часа 40 минут — спуск троса и 6 часов подъем грунтовой трубки. Весь эксперимент продолжался около девяти часов. Да и все последующие станции брались только вручную. А не проще ли было применить для вращения лебедки небольшой движок? Все дело в том, что жесткий лимит массы снаряжения станции в пределах 9 т не позволил иметь в арсенале экспедиции эти нужные вещи. Поэтому пришлось отказаться от многого необходимого, как например от баллона с водородом для запуска шаров-зондов или самого маленького движка для лебедки. Чтобы опустить батометры для взятия проб воды или трубку для грунта со дна и затем поднять их наверх, приходилось крутить лебедку руками непрерывно по многу часов посменно по два человека, которых сменяли через каждые 400 м. С непривычки эта тяжелая работа очень изнуряла людей, но потом они постепенно привыкли и даже сумели экономить время.
Конечно, работники современных дрейфующих станций и понятия не имеют о тех трудностях и неудобствах, которые терпели их предшественники — первопроходцы Северного полюса.
Первые два месяца льдина дрейфозала довольно медленно: в июне прошла по прямой 65 км, в июле — 72 км. Такая скорость дрейфа позволяла ученым станции не только организовать систематические наблюдения, но и производить первичную обработку полученных материалов и регулярно передавать в Москву сводки о результатах научных работ. Какие же это были наблюдения? Прежде всего, глубоководные гидрологические станции, выполняемые под руководством Ширшова: они проводились через каждые 45-55 км. Он же брал и гидробиологические станции: сбор планктонных проб сетками на разных горизонтах. На выполненных до дна гидрологических станциях брались также пробы грунта. Геолога в составе станции не было, никто из четырех ее участников не брал на себя смелость производить даже первичное геологическое описание полученных колонок грунта. Они аккуратно упаковывались для последующего минералогического и петрологического анализа на Большой земле. В послевоенные годы этот анализ был проведен под руководством одного их основоположников советской морской геологии — профессора Марии Васильевны Кленовой.
Федоров регулярно проводил гравитационные[35], магнитные и астрономические определения и руководил сбором метеорологических данных, а вести записи в установленное время основных показателей погоды вменялось в обязанность дежурных по станции.
Обработка Ширшовым материалов первых гидрологических станций принесла интересные результаты. Толща океанских вод под ледяным покровом оказалась неоднородной по своим физическим характеристикам — температуре, солености и плотности. Так, от поверхности до глубины 150 м находился слой воды с низкими температурами, до —1,7°С, и с пониженной соленостью. В следующем слое, до глубины 250 м, температура воды резко повышалась, достигая почти 0°С. Затем в следующем слое, от 275 до 600 м, находилась вода уже с положительной температурой, до +0,78°С, и максимальной соленостью. Ниже 750 м температура воды вновь была отрицательной, достигая на глубине 2000-2500 м —0,87°С.
Полученные данные самой первой станции позволили предположить о проникновении атлантических вод до самого полюса.
На основании же обработки материалов нескольких станций можно с уверенностью сказать, что атлантическая вода в более южных широтах Центрального полярного бассейна мощным подтоком поступает в околополюсный район, внося в центральную часть Ледовитого океана большое количество тепла.
Эти выводы еще более подкрепились материалами гидрологических станций, взятых в июле, когда льдина дрейфовала в пределах 88°30’ — 87°50’ с. ш. Измерение температуры океанских вод на разных горизонтах показало, что на глубинах от 250 до 600 м явно проходит теплое течение атлантических вод с положительными температурами.
Здесь мы должны отдать должное не только большой эрудиции П. П. Ширшова как океанолога, но и его высокой научной интуиции. Ведь обычно, чтобы дать физико-океанологическую характеристику какого-либо океанического бассейна, надо провести сбор материалов на нескольких гидрологических разрезах[36], и при этом не один раз и в разные сезоны. Ширшов же на основании данных, собранных им во время дрейфа только одной станции, сделал следующее уверенное заключение: атлантические, воды идут не только на восток, но и широко распространены и в центральной части Полярного бассейна и, очевидно, заполняют его целиком.
Эти выводы Петра Петровича были блестяще подтверждены результатами многочисленных гидрологических станций, выполненных в Арктическом бассейне воздушными экспедициями и дрейфующими станциями «СП-2», «СП-3» и «СП-4» в послевоенные годы. Выводы П. П. Ширшова получили завершение в работе его научного наследника — крупного полярного океанолога А. Ф. Трешникова, который на основании упомянутых выше материалов, полученных дрейфующими станциями и высокоширотными экспедициями, составил стройную схему происхождения и структуры вод Северного Ледовитого океана в его центральном бассейне.
Наблюдения за жизнью океана принесли много нового и интересного, а порою и неожиданного. До этого бытовало общее мнение об отсутствии какой-либо жизни в районе Северного полюса. Первые планктонные сетки Ширшова, поднятые с поверхностных слоев океана, казалось, подтверждали это мнение. Но зато необыкновенно большой «урожай» принесла планктонная сеть, поднятая им с глубины 1000 м. В ней копошилось великое множество моллюсков, личинок, медуз, рачков — последние были окрашены в яркий красный цвет.
— Это характерный признак для обитателей больших глубин, лишенных света, — заметил П. П. Ширшов, разбирая свой обильный улов.
Гидрологическая весна, отсутствие которой вначале с огорчением заметил Ширшов, наступила с запозданием после 20 июля: в верхних слоях океанских вод наступило бурное цветение фитопланктона.
— Мы опровергли еще одно утверждение об отсутствии живых организмов в подледном слое воды якобы из-за того, что ледовый и снежный покровы океана препятствуют проникновению в воду солнечных лучей и тормозят процессы фотосинтеза в верхних слоях воды, — говорил взволнованно Ширшов. — Теперь мы на собственном опыте убедились, что стаявший снег и наличие больших озер на поверхности льдины делают ее достаточно прозрачной для прохождения через лед лучей солнца… А вот эта желтовато-красная окраска снега на границе нашей льдины — о чем это говорит? — продолжал Петр Петрович. — Она вызвана развитием здесь микроскопических водорослей. До сих пор это явление — цветение снега — мы наблюдали только в более южных широтах Ледовитого океана…
Но не только океанские воды оказались богатыми жизнью. Частыми гостями льдины оказались и «наземные» обитатели Арктики. С первых же дней существования станции льдину посещали различные птицы: пуночка, чистик, два вида чаек. А когда летнее солнце основательно растопило снежный покров льдины и прогрело воздух, зимовщики обнаружили в разводье около льдины лахтака[37], а несколько дней спустя — двух нерп.
Но самой большой сенсацией явился визит белых медведей. В Это произошло ночью 1 августа, когда ночную вахту нес Кренкель, а Папанин, Ширшов и Федоров мирно спали в палатке после дневных трудов. Внимание Кренкеля привлек возбужденный лай Веселого, привязанного возле палатки за какую-то провинность. Эрнст Теодорович выглянул из палатки и увидел медведицу с двумя медвежатами, бродившими в 150 м от лагеря. Кренкель разбудил товарищей, схватил ружье и стал ожидать приближения медведей. Вскоре к нему присоединились трое остальных, тоже с ружьями. Но все решил пес Веселый. Он, как прирожденный полярный охотник, впал в такой азарт, что оборвал ремень и помчался с громким лаем к медвежьей семейке. Медведица испугалась и поспешила скорее удрать за торосы на соседнюю льдину, усиленно подгоняя свих детенышей. Веселый часа три гонял медвежью семью где-то на соседних льдинах, и до лагеря издалека доносился только его заливистый лай.
Пес Веселый доставлял полярникам много беспокойства. Определенной работы он не имел, так как был взят на льдину в качестве сторожа от медведей, а они пока один-единственный раз были гостями станции. Поэтому у пса было много свободного времени. Характер у него оказался беспокойным и недисциплинированным. В то же время это был очень общительный пес, он постоянно вертелся под ногами и требовал, чтобы ему оказывали внимание, и всячески старался отвлекать людей от работы, которая ему, видимо, казалась пустой затеей. Он находился в подчинении у хозяина льдины И. Д. Папанина, но не слушался и его.