В докладе Географическому обществу, сделанном 7 октября 1870 г., о планах своего путешествия в Тихий океан среди многих других задач Миклухо-Маклай ставил следующие:
«Исследование температуры и удельного веса морской воды на разных глубинах и в разных местах.
Проверка открытия Росса относительно линии постоянной температуры.[368]
Наблюдения над образованием льда в море; действительно ли он образуется вследствие поднимающихся со дна или с глубины пластинок льда…
Действительно ли закон понижения температуры вблизи берегов у островов Тихого океана оказывается неверным?
Наблюдения над направлением и значительностью морских течений».
Из этого перечня видно, какое большое значение придавал Миклухо-Маклай океанологическим исследованиям.
В свое первое путешествие на Новую Гвинею Миклухо-Маклай отправился на винтовом корвете «Витязь», которым командовал капитан 2-го ранга Павел Николаевич Назимов.
«Витязь» вышел из Кронштадта 27 октября 1870 года. В Портсмуте Миклухо-Маклай получил от Английского адмиралтейства шесть диплотов с выемками для взятия проб грунта, 1000 морских сажен (1830 м) пенькового пятимиллиметрового лотлиня и два заказанных заранее глубоководных термометра Миллер-Казелла.
3 февраля 1871 г. на переходе корвета от островов Зеленого Мыса к Рио-де-Жанейро на 3° с. ш. и 24°24' з. д. во время штиля, Миклухо-Маклай измерил температуру океана на глубине 1830 метров. Температура оказалась равной 3,5°, в то время как на поверхности моря она была равна 27,6°.
Это измерение глубинной температуры повлекло за собой две интересные статьи Маклая. В одной из них он говорит о том, что вода в глубинах океана находится в постоянном движении и что в океане существует обмен вод экваториальных и полярных и подчеркивает, что этим опровергается теория Росса.[369]
Как мы видели, первые основанные на наблюдениях сообщения об обмене полярных и экваториальных вод были высказаны еще Э. Ленцем.
В дальнейшем Миклухо-Маклай не упускал ни одного случая для измерения температур океана. Во время стоянки корвета в Рио-де-Жанейро с 12 по 24 февраля 1871 г. им было сделано семь станций. На четырех из них температура измерялась через каждую сажень от поверхности моря до дна на глубине 14 сажен. Одна станция была сделана к востоку от Рио-де-Жанейро до глубины 170 сажен, десять станций – на материковой отмели между устьем Ла-Платы и заливом Сан-Матиас, и семь станций в Магеллановом проливе.
В Тихом океане Миклухо-Маклай сделал пять станций с измерением температуры через каждые пять сажен (две в заливе Консепсьон и по одной у Вальпараисо, у острова Питкерн и острова Мангарева). Два ряда измерений температур в Тихом океане – один ряд на глубинах до 500 сажен на 32°26' ю. ш. и 73°10' 28'' з. д. и другой – на глубине до 1000 сажен на 14°40'7'' ю. ш. и 164°01'51'' з. д.
Для проверки гипотезы Гумбольдта о том, что температура поверхностных вод океана понижается по мере приближения к берегам, Миклухо-Маклай измерял поверхностные температуры океана при приближении к бухте Консепсьон, к Вальпараисо и к островам Пасхи, Мангарева, Таити, Уполу (Самоа), Ротума и к Новой Ирландии.[370]
Надо отметить, что этот вопрос до сих пор окончательно не выяснен. Известно лишь, что во многих районах понижение температуры поверхностных вод, по мере приближения к берегу, объясняется сгонно-нагонными явлениями, создающими у берегов перемешивание теплых поверхностных вод с более холодными глубинными.Для деятельности Миклухо-Маклая характерно, что он не только наблюдал, но, производя наблюдения, отмечал, для какой цели эти наблюдения были произведены и какие выводы из них можно сделать. Наблюдая резкие суточные колебания температуры поверхностных вод в Рио-де-Жанейро, Маклай, среди других факторов, отмечал влияние на спокойную воду солнечной радиации в дневное время и излучения – в ночное. Указывая на низкую температуру вод материковой отмели восточного побережья Южной Америки, он объяснял это явление малыми глубинами, а однородность вод у восточного входа в Магелланов пролив, так же как и в самом Магеллановом проливе, сильным приливным перемешиванием.
Миклухо-Маклай в своей работе отметил большую помощь, оказанную ему в его исследованиях командиром корвета Павлом Николаевичем Назимовым, старшим офицером П. П. Новосильским и командой «Витязя».
8 сентября 1871 г. «Витязь» пришел в залив Астролябия (берег Маклая на Новой Гвинее), где Миклухо-Маклай обосновался для своих этнографических работ.
15 сентября корвет отправился на Дальний Восток. На пути к заливу Астролябия и во время стоянки на якоре в этом заливе «Витязь» положил на карту северо-восточный берег Новой Гвинеи, залив Астролябия с прилегающими островами, бухту Константина и пролив между островом Лонг-Айленд и берегом Новой Гвинеи, названный проливом Витязь.