Анатолий Томилин - Как люди открывали свою землю
Советские исследователи обнаружили гигантские водяные вихри. Похожие на атмосферные циклоны и антициклоны, они прихотливо перемещались по открытому водному пространству.
С марта 1973 года подобные же наблюдения сделала и американская экспедиция, приступившая вслед за нами к своему Срединно-океаническому динамическому эксперименту. Сокращенно это название выглядело как МОДЕ-1.
Открытия экспедиций, работавших каждая по своей программе, оказались столь интересными, неожиданными и значительными, что вскоре было принято решение продолжить их в рамках совместного международного эксперимента ПОЛИМОДЕ. Сначала эта программа считалась только советско-американской. Но вскоре к ней присоединились канадцы, за ними англичане и французы. Большой интерес проявили ученые ФРГ и Японии. Впрочем, это не удивительно, потому что сегодня изучение синоптических вихрей — именно так назвали обнаруженные гигантские круговороты — одна из ведущих задач океанологии.
Совместный эксперимент ПОЛИМОДЕ по своим результатам занимает вполне достойное место среди самых выдающихся исследований в Мировом океане как прошлого, так и настоящего времени. При этом его успех показывает, как важно объединение усилий нескольких стран в мировой научной практике. Ведь именно это — путь ускоренного прогресса в науке всего человечества, тогда как конфронтация, нагнетание атмосферы недоверия и подозрительности тормозят познание на всех его гуманистических направлениях.
Реки в океанах
Что за странное название? Внимательный читатель уже, наверное, навострил уши. Какие могут быть реки в океане, где нет ни берегов, ни русел, где нет и уклонов, по которым бы сбегала вода, образуя стремительные потоки течений. Уровень океана везде примерно одинаков.
И все-таки течения в нем есть! Огромными потоками переносится теплая вода из одного места Мирового океана в другое, обогревает холодные берега континентов. А навстречу этим потокам спешат холодные течения, которые несут прохладу, жизнь и изобилие. Потому что в холодных течениях больше растворено кислорода и они богаче живыми организмами.
На карте, которую составляют океанологи, голубые и красные стрелки показывают основные теплые и холодные течения, обнаруженные моряками и исследователями разных стран за годы плаваний. Честно говоря, многие и не подозревают, что их столько в Мировом океане. А как давно, оказывается, люди занимаются их изучением… Ведь еще Колумб, наблюдая за движением своего корабля, пришел к выводу, что в тропиках, выше экватора, воды в Атлантике текут на запад. Много лет спустя южнее обнаружили потоки, переносящие воды с запада на восток. Если сложить все атлантические течения, то получится как бы громадный круговорот воды в океане… При этом на карте течений Мирового океана вы можете обнаружить не один, а несколько таких круговоротов, циркулирующих в его открытых пространствах. Интересно отметить, что в Северном полушарии водяные вихри крутятся по часовой стрелке, а в Южном — наоборот.
Карта Гольфстрима, составленная В. Франклином.Что же подгоняет эти водные массы, что дает им энергию на бесконечное кружение?
Экваториальные течения не зря называются пассатными. По обе стороны экватора круглый год дуют ветры — пассаты. В Северном полушарии — с северо-востока, в Южном — с юго-востока. Ветры гонят огромные массы воды, поддерживают своей энергией водяные маховики-круговороты. Чем ближе к экватору, тем пассаты слабее. И на самом «поясе Земли» они исчезают, образуя экваториальную штилевую зону. Именно в ней на поверхности воды рождаются противотечения, идущие в противоположных направлениях. Если представить себе на минутку, что стихли вдруг по всей Земле ветры, то водовороты течений будут еще долгое время циркулировать по своим извечным путям — столько в них накоплено энергии.
Но не только ветер раскручивает водяные маховики планеты. Помогает их вращению и движение самой Земли, работает на них и Солнце. Могучее светило нагревает воду в тропиках, естественно, сильнее, чем в высоких широтах. И теплые течения, такие, как Гольфстрим и Бразильское в Атлантике, Куросио и Восточно-Австралийское в Тихом океане, несут теплую воду к полюсам планеты.
Там, в высоких широтах, более плотная холодная вода опускается на глубину и под слоем теплых и менее плотных вод распространяется к экватору.
Самым могучим океанским течением является Антарктическое циркумполярное, то есть круговое, околополюсное, течение. Это гигантский поток воды шириной до 2,5 тысячи километров, простирающийся в глубину до 3 тысяч, а то и до 5 тысяч метров. Каждую секунду он переносит больше 200 миллионов кубометров воды со скоростью около 30 сантиметров в секунду. Значит, за час льдина или лодка, затертая льдами, будет отнесена примерно за километр.
Сложнее обстоят дела с изучением течений в Арктике. Северный Ледовитый океан в большей своей части покрыт дрейфующими льдами. Как тут изучать движение его вод? Немалая изобретательность в сочетании с мужеством и настойчивостью понадобились русским и советским ученым, чтобы вырвать у ледяного царства его тайны.
Сегодня мы знаем, что перемешиванию воды в глубине океана мешают мелководные пороги. И все-таки, несмотря на это, вокруг Северного полюса несомненно существует циркуляция вод, направленная против часовой стрелки.
Течения в Индийском океане испытывают на себе сильное влияние муссонов. Эти ветры то усиливают, то ослабляют поверхностное движение вод.
В 1951 году в Тихом океане американская экспедиция занималась изучением условий жизни некоторых видов морских организмов. Работы велись в экваториальных широтах. С борта исследовательского судна ученые опускали сети, которые поддерживались на поверхности специальными поплавками. Все это происходило в зоне устойчивого Южного Пассатного течения, поэтому руководитель экспедиции Кромвелл, естественно, ожидал, что его сети медленно поплывут на запад. Каково же было его удивление, когда они вдруг повернули на восток! Кромвелл велел спустить за борт на разные горизонты всю измерительную аппаратуру, которой располагал. И скоро смог абсолютно уверенно сказать, что под поверхностным течением, которое шло на запад, существовал мощный поток, направленный в противоположную сторону. Это подповерхностное течение в Тихом океане в честь первооткрывателя получило название «течение Кромвелла».
Прошло восемь лет, и советские ученые на научно-исследовательском судне «Михаил Ломоносов» обнаружили подповерхностное течение в Атлантическом океане. Оно получило название «течение Ломоносова». А еще год спустя советские исследователи на судне «Витязь» отыскали подобное же противотечение в Индийском океане… Теперь стало ясно, что противотечения — это характерный признак строения вод Мирового океана, особенно в экваториальной полосе.
Почему океан соленый?
Вы никогда не задумывались над этим вопросом? А между тем он долгие годы вызывал жаркие споры.
Если выпарить литр океанской воды, то на стенках и на дне кастрюли останется примерно 35 граммов соли.
Много это или мало — чайная ложка примерно на стакан воды? Самые недоверчивые могут попробовать…
Если же подсчитать, сколько соли растворено во всем Мировом океане, цифры получатся весьма внушительными. Достаточно привести такой пример: если всю извлеченную из океана соль рассыпать ровным слоем по поверхности материков, архипелагов и даже островов, то она покроет сушу слоем, в котором спрячется ленинградский Исаакиевский собор!
Но вот что любопытно: каждый год реки выносят в океаны примерно миллиард тонн солей и около 400 миллионов тонн силикатов, а между тем ни соленость океанской воды, ни ее состав заметно не меняются. В чем тут дело?
С силикатами более или менее ясно: они тут же выпадают в осадок. А соль?.. По-видимому, частички соли с брызгами волн мельчайшей пылью поднимаются в воздух и подхватываются воздушными течениями. Крошечные кристаллики поднимаются вверх и начинают играть роль ядер для конденсации атмосферной влаги. Вокруг них образуются капельки воды, которые собираются в облака. Ветер гонит облака далеко от океана, и там они проливаются дождями, возвращая похищенную соль земной коре. И снова начинается ее путешествие с водой к океану. Вот какой получается круговорот…
И все-таки почему же океан соленый? С самого начала был он таким или посолонел постепенно? Чтобы ответить на эти вопросы, ученым пришлось сначала решить проблему происхождения океана вообще. Вместе ли с Землей образовалась ее гидросфера или позже?
Долгое время существовало мнение, что планеты вначале находились в расплавленном состоянии. Понятно, что в таком случае ни о какой воде на поверхности говорить не приходилось. При таком положении вещей над раскаленной Землей должен был носиться пар, который время от времени проливался бы горячими дождями и тут же снова испарялся и собирался в облака и тучи. Лишь постепенно, по мере остывания планеты вода из атмосферы стала задерживаться в выемках и впадинах рельефа. Появились первые моря и океаны. Какими они могли быть? Конечно, пресными, если произошли от воды из атмосферы, от дождя. И лишь потом, через много лет, воды Мирового океана посолонели от соли, вынесенной в океаны реками из земной коры. Такая довольно стройная картина существовала долгие годы.
