Северный Ледовитый океан, самый суровый по природным условиям, стал известен европейцам значительно раньше самого крупного — Тихого океана. В X—XI вв. русские поморы плавали к о-вам Матка (Новая Земля) и Грумант (Шпицберген), знали они и проход к Атлантическому океану. Уже к концу XIV в. русским было известно все побережье до устья Оби.
Первый этап исследований Северного Ледовитого океана
В эпоху Великих географических открытий XV-XVII вв. главной целью плаваний было открытие новых путей сообщения и новых земель. Плавания были без четких планов и соответствующего для полярных широт снаряжения.
В то время русские, английские и голландские мореходы пытались пройти из Атлантического океана в Тихий Северо-Восточным путем вдоль берегов Азии и Северо-Западным путем вдоль берегов Северной Америки. Однако отсутствие практики и умения плавать во льдах, неприспособленность судов помешали достигнуть желаемых результатов. Попытки английских исследователей Г. Торна (1527 г.), Г. Гудзона (1657 г.) пройти на кораблях к Северному полюсу закончились полнейшей неудачей. Не смогли пройти даже до Карского моря на восток и X. Уиллоби (1553 г.), и В. Баренц (1594— 1596 гг.). Правда, плавание В. Баренца преследовало и еще одну цель: укрепление связей с Русским Севером и Сибирью для торговых отношений
В начале XVII в. У. Баффин сделал новый шаг в исследовании Северо-Западного прохода. Вдоль западного побережья Гренландии он доплыл до 77° 30′ с. ш. и открыл устья проливов Ланкастер и Смит Льды не дали возможности проникнуть в проливы, и У. Баффин сделал вывод, что прохода нет. Карты экспедиции затерялись в архивах, и его современники и последователи вообще стали сомневаться в достоверности его исследований. Этому, по-видимому, способствовали и постоянные неудачи последующих экспедиций.
В исследовании Северо-Восточного прохода велики заслуги русских исследователей. Мысль о Северо-Восточном проходе была высказана русским дипломатом Д. Герасимовым еще в 1525 г. Длина основной ледовой трассы от Новоземельских проливов до порта Провидения — 5610 км, это кратчайший путь вдоль северного побережья Евразии из Мурманска во Владивосток. В первой половине XVII в. землепроходец И. И. Ребров достиг устья р. Яны, а затем в середине XVII в. С. И. Дежнев морским путем обогнул северо-восток Азии, открыл пролив (ныне Берингов). Однако докладная грамота С. И. Дежнева затерялась в якутских архивах на 88 лет и стала известна лишь после смерти и открывателя, и Петра I, которого очень интересовали северные регионы России.
Второй этап исследований Северного Ледовитого океана
С начала XVIII до конца XIX в. проводилось планомерное изучение Арктического бассейна с теоретическим обобщением полученных результатов.
С этим периодом связаны имена В. Беринга, О. Е. Коцебу, всех участников Великой Северной экспедиции, в числе которой были русские офицеры («птенцы гнезда Петрова») Н. П. Румянцев, И. Ф. Крузенштерн и др. Морское соперничество между Россией и Англией в открытиях Северо-Западного и Северо-Восточного путей продолжалось. Англичане организовали в XVII-XIX вв. около 60 экспедиций, часть результатов которых так и не стала достоянием ученых и мореплавателей.
В 1770 г. компания Гудзона организовала экспедицию С. Херка, задачей которой было проверить, существует ли пролив между Северными материками. В отчете он написал, что сомневается в наличии прохода от Баффинова и Гудзонова заливов. В 1778 г Д. Кук через Берингов пролив прошел из Тихого в Ледовитый океан, двинулся на восток и достиг 71° с. ш., далее ему препятствовали льды. К концу XVIII в. на Американском континенте со стороны Ледовитого океана было известно несколько пунктов, вопрос же о существовании Северо-Западного прохода был запутан так, что давал повод для новых гипотез, новых планов и новых заблуждений.
В XVIII в. поисками Северо-Восточного прохода занимались многочисленные русские экспедиции. Крупнейшей серией научных исследований России была Великая Северная экспедиция (1734-1742 гг.), задуманная еще Петром I. Экспедиция эта выделялась своей масштабностью: количеством участников, отменным их мужеством, величием поставленных задач, объемом проведенных исследований, сделанных открытий. Имена многих (С. И. Челюскина, братьев Лаптевых, супругов Пончищевых и др.) сейчас значатся на карте нашей Родины. Главная задача — пройти кратчайшим путем из Европы в Азию не была выполнена не по вине участников: этому препятствовали слабая оснащенность экспедиции и льды. Но описание и изучение морей, северных берегов континента, их картирование от Карского моря до Восточносибирского были проведены с большой тщательностью и точностью, была открыта самая северная точка Евразии — ныне мыс Челюскин (77°43′ с. ш.).
Середина XVIII в. — пора М. В. Ломоносова. Первая высокоширотная экспедиция в Северный Ледовитый океан была организована (1764-1766 гг.) по его инициативе. Возглавлял экспедицию В. Я. Чичагов. Была достигнута широта 80°30′, а кроме того, получен интереснейший материал о природных условиях Гренландского моря, архипелага Шпицберген, обобщены сведения об условиях и специфике мореплавания в суровых и сложных ледовых условиях. М. В. Ломоносову принадлежит идея создания Северного морского пути, которая смогла осуществиться лишь через 170 лет, в XX в.
История изучения Арктики в XIX в. связана с именами выдающихся государственных деятелей и мореплавателей России. В начале века Н.П. Румянцев и И.Ф. Крузенштерн разработали проект дальнейших поисков Северо-Западного прохода и детального изучения берегов Северной Америки. Ставился вопрос и о достижении Северного полюса. Русский Север в те времена простирался от залива Варангер-фьорд Скандинавии до 141° з. д. в Америке, т. е. всего на 200-250 км не доходил до устья р. Маккензи. И. Ф. Крузенштерн считал целесообразным исследовать берега Америки к северу от Берингова пролива, найти бухту, имеющую связь с Баффиновым заливом или с р. Маккензи, поскольку так легче достичь Атлантического океана, чем идти на север. Но осуществлению этого проекта помешала война 1812 г. Однако уже в 1815 г. бриг под командованием О. Е. Коцебу был в океане, моряки через 2 года открыли заливы Коцебу, Св. Лаврентия и др. В первой четверти XIX в. осуществили свои экспедиции Ф. П. Врангель, Ф. П. Литке. Результатом этих экспедиций были выводы, что Северный Ледовитый океан имеет своеобразный ледовый режим, что льды подвижны, режим океана, как ледовый, так и гидрологический, в различные годы неодинаков. Огромны заслуги в изучении Северного Ледовитого океана адмирала С. О. Макарова. Он предложил преодолевать морские льды на специально приспособленных судах — ледоколах. При его участии, по его проекту и чертежам был Построен первый русский ледокол «Ермак», на котором экспедиция С. О. Макарова достигла широты 81°29′, т. е. прошла на градус севернее экспедиции В. Я. Чичагова.
Из зарубежных исследований конца XIX в. наиболее известна экспедиция Ф. Нансена на судне «Фрам» (1893—1896 гг.). Его судно вмерзло во льды и дрейфовало, и за годы дрейфа были получены интереснейшие сведения о структуре водной массы, рельефе дна, характере ледяного покрова, климате центральной части океана.
Третий этап исследований Северного Ледовитого океана
С первой половины XX в. организуются специальные экспедиции для изучения особенностей природы Северного Ледовитого океана. Активно изучались как восточный, так и западный секторы Арктики, в плаваниях принимали участие русские, английские, американские, норвежские исследователи и моряки.
После настойчивых обращений к правительству адмирала С. О. Макарова в 1901 г. состоялся новый поход в сторону Северного полюса. Пройдя Новую Землю, на подходе к Земле Франца-Иосифа судно попало в ледяной плен, дрейфовало и вынуждено было вернуться обратно. В 1909 г. для исследований в Северном Ледовитом океане были построены гидрографические суда «Вайгач» и «Таймыр» — первые стальные корабли ледокольного типа. Они имели мощные двигатели и обладали радиосвязью. Плавание судов возглавляли капитаны И. Сергеев и Б. А. Вилькицкий. В 1911 г. были проведены батиметрические работы от Берингова пролива до устья р. Калымы, а затем продолжены до устья р. Лены. Карты глубин, полученные экспедицией, используются до сих пор.
В 1912 г. русскими исследователями были предприняты три экспедиции к Северному полюсу, а также для поисков возможности сквозного прохода вдоль берегов Сибири — Г. Л. Брусилова, В. А. Русанова и Г. Л. Седова. Однако ни одна из них не увенчалась успехом. Дальнейшие исследования северных морей были прерваны первой мировой и гражданской войнами и продолжились в восточном секторе океана лишь в 30-е гг.
В западном секторе Арктики исследования проводились с не меньшей интенсивностью и настойчивостью. В 1903—1906 гг. Р. Амундсен с тремя зимовками первым прошел Северо-Западным проходом от Гренландии до Аляски. В первой четверти XX в. Американскую Арктику изучал К. Й. Расмуссен, проведший пять экспедиций в Гренландии и Канадском
Арктическом архипелаге. В 1920—1927 гг. во время пятой экспедиции К. И. Расмуссен прошел на собачьих упряжках от Гренландии через Гудзонов залив и Гудзонов пролив вдоль берега континента к Аляске, проделав путь в 18 тыс. км.
Первым достиг Северного полюса американец Р. Пири 6 апреля 1909 г. Он установил, что в районе полюса сплошные льды находятся над очень глубоким океаном: трос длиной 2750 м, опущенный в прорубь на полюсе, не достиг дна.
Дальнейшие исследования Северного Ледовитого океана связаны с 30-40-ми гг., когда началось очень активное исследование Северо-Восточного прохода. Этот путь пролегает только вдоль берегов России, а следовательно, никак не зависит от сложившейся в любой момент международной обстановки. Кроме того, путь проходит мимо устьев крупнейших сибирских рек, через которые можно иметь связь с самыми глубинными регионами страны. Большие исследования проводились по плану Международного полярного года 1932-1933 гг., исследовались Гренландское, Баренцево, Карское и Чукотское моря. Первое сквозное плавание Северным морским путем в одну навигацию совершила экспедиция, возглавляемая О. Ю. Шмидтом, под научным руководством профессора В. Ю. Визе. Экспедиция была осуществлена на судне «Сибиряков» под командованием капитана В. И. Воронина летом 1932 г.
В 1933-1934 гг. была предпринята вторая попытка пройти Северный морской путь за одну навигацию. Ледокольный пароход «Челюскин» был затерт льдами в Беринговом проливе и затонул. Члены экспедиции и экипаж были вывезены с льдины летчиками — первыми Героями Советского Союза. В 1935 г. Северным морским путем прошли четыре грузовых судна, два — из Мурманска во Владивосток, два — в обратном направлении. В 1939 г. ледокол «И. Сталин» в одну навигацию прошел из Мурманска до Анадырского залива и обратно. Северный морской путь (Северо-Восточный проход) был окончательно освоен. Сейчас с развитием ледокольного флота и появлением атомоходов появилась возможность проложить новую трассу от Мурманска в обход Гренландии до порта Черчилл в Гудзоновом заливе.
Исследования Ледовитого океана продолжали и зарубежные ученые и моряки. Бурные успехи авиации дали возможность проводить ледовые разведки с помощью самолетов. В 1925 г. Р. Амундсен и американец Л. Элсуорт организовали первую воздушную экспедицию в Арктику. В результате полетов было установлено, что к северу от Гренландии до 88° с. ш. суши нет. До полюса по воздуху добрался Р. Бэрд в 1926 г. Следом за ним, на дирижабле «Норвегия» под командованием У. Нобиле с Р. Амундсеном и Л. Элсуортом на борту отправилась экспедиция к полюсу, прошла над ним и через 42 часа приземлилась на мысе Барроу (Аляска).
1937 г. был знаменателен тем, что начала работать во льдах гидрометеорологическая станция «Северный полюс-1» под руководством И. Д. Л станина. В экспедиции принимали участие гидролог П. П. Ширшов, метеоролог Е. К. Федоров и радист Э. Т. Кренкель. Работами участников «СП-1» было установлено, что льды постоянно дрейфуют от полюса к Гренландии, что по пути дрейфа станции земли нет, что теплые атлантические воды глубинным противотечением проникают к полюсу. Был изучен рельеф дна, проведена серия метеорологических исследований, которые дали новую картину циркуляционных процессов в приполюсных районах.
Летом этого же года был совершен первый трансарктический перелет через Центральную Арктику из Москвы в США (В. П. Чкалов, Г. Ф. Байдуков и А. В. Беляков). Интенсивное изучение Арктического бассейна было прервано началом второй мировой, а затем Великой Отечественной войны.
Четвертый этап исследований Северного Ледовитого океана
С конца 40-х гг. XX в. начинается современный этап освоения и изучения Северного Ледовитого океана и его морей. Он отличается от предыдущих тем, что наряду со специализированными экспедициями проводятся лабораторные и теоретические исследования. Открытие хребтов Ломоносова и Менделеева, а также ряда глубоководных котловин изменили представления о рельефе дна океана.
В 1948-1949 гг. на льды Арктики самолетами доставлялись отряды исследователей на короткий срок — от трех часов до трех суток. Они проводили многочисленные исследования. Таких отрядов было 20, руководили ими известные полярники: М.М. Сомов, Я. Л. Гаккелъ, А. Ф. Трешников и др. Были продолжены работы дрейфующих станций («СП-2», «СП-3» и т. д.). В 1957 г. экспедиция Я. Л. Гаккеля установила, что западнее хребта Ломоносова проходит подводное сооружение вулканического характера — арктическое продолжение Срединно-Атлантического хребта (впоследствии этот хребет получил имя Гаккеля).
В 1963 г. было осуществлено плавание подо льдом к Северному полюсу подводной атомной лодки «Ленинский комсомол». Попытки пройти на судах через Арктический бассейн продолжались. В 1977 г. сотрудниками Института Арктики и Антарктики была осуществлена высокоширотная экспедиция на атомном ледоколе «Арктика». На 88° с. ш. ледокол встретил « канадца » — так полярники называют мощный голубоватого цвета лед, формирующийся у Аляски и Канадского Арктического архипелага. Но ледокол медленно продвигался на север и 17 августа 1977 г. достиг Северного полюса. Впервые были получены достоверные современные сведения о льдах центральной части океана.
Исследования западного сектора и в первую очередь особенности плавания по Северо-Западному проходу среди островов Канадского Арктического архипелага продолжают канадские и американские исследователи.