Венианим Богоров - Жизнь моря
Приливные явления сказываются и в дельтовых пространствах рек. В Амазонке прохождение прилива отмечалось на расстоянии 1400 километров от океана.
По своей природе приливные колебания уровня относятся к волнам. Но эти волны «невидимы» благодаря своей огромной длине. Длина приливной волны в северных полярных морях равна почти 2 тысячам километров. Следовательно, длина волны более ее высоты в 100 с лишним тысяч раз. Заметим, что при обычных волнах отношение высоты к длине обычно составляет от 1 : 10 до 1 : 20.
Скорость приливной волны тоже очень велика — 160 километров в час. Беда, если, увлекшись сборами коллекций на обнажившемся в отлив дне, вы отойдете далеко от берега и забудете о времени наступления прилива. Убежать от прибывающей воды будет очень трудно.
Каковы же причины этого удивительного явления? Оказывается, главным «виновником» приливов является Луна и, в меньшей степени, Солнце.
Жители морского побережья давно уже заметили связь между приливами и движением этих светил. В течение лунных суток (то-есть за 24 часа 50 минут) дважды происходят приливы и отливы. Также и в течение солнечных суток происходит дважды поднятие и опускание воды. Лунный прилив запаздывает по отношению к солнечному, и это является одной из причин ежедневных различий в моментах и высотах полных и малых вод. Кроме того, на силу приливов в данном месте влияет то обстоятельство, что в течение месяца меняется расстояние от Земли до Луны, а в течение года — от Земли до Солнца.
Хотя масса Солнца во много раз больше массы Луны, но притягательное воздействие Луны на воды Земли оказывается сильнее, так как Луна значительно ближе к Земле, чем Солнце. На частицы воды оказывает воздействие также и центробежная сила, происходящая от вращения Земли.
Если бы на поверхности Земли не было материков и вся Земля была бы покрыта ровным слоем воды, то воздействие Луны на Мировой океан проявилось бы так: в ближайшей к Луне области океана в силу притяжения произошел бы подъем воды навстречу Луне, то-есть образовалась бы выпуклость — полная вода. Одновременно в противоположной части Мирового океана центробежная сила (действующая всегда в направлении от Луны) вызвала бы подъем воды — прилив. В частях океана, расположенных перпендикулярно к линии воздействия Луны, силы притяжения Луною и центробежная действуют взаимно противоположно. Следовательно, равнодействующая этих двух сил направлена к центру Земли. Здесь уровень вод падает, здесь наблюдалась бы малая вода.
Схема образования прилива.
Наличие материков и различие глубин в океанах искажает «теоретическую» картину приливо-отливных явлений. Так, в закрытом Черном море приливов почти нет.
Равнодействующая сил притяжения и центробежной называется приливообразующей силой. Одновременно приливообразующая сила оказывает различное влияние на частицы воды, находящиеся в различных точках Земли. Но в течение суток ее влиянию подвергнутся все точки водной поверхности Земли. Подъем вод будет следовать за движением Луны вокруг Земли. Так как Луна обойдет в течение 24 часов 50 минут земной шар, то, очевидно, в Мировом океане в каждом месте дважды в течение суток — в ближайшем к Луне месте и в противоположном — произойдет поднятие, а в других местах дважды опускание вод в результате следования приливной волны за движением Луны.
Вычисления показали, что приливообразующая сила Солнца немного менее половины (0,43) приливообразующей силы Луны. Когда Солнце и Луна располагаются по одной прямой с Землей, то частицы воды находятся под действием обоих светил, и, естественно, это вызовет максимальный прилив. Такие приливы называются сизигийными. Но может быть и противоположное явление, когда Луна и Солнце находятся на линиях, перпендикулярных друг к другу; при этом силы двух светил направлены в разные стороны. Такие приливы называют квадратурными. Приливообразующая сила в сизигийный прилив примерно втрое больше, чем в квадратурный. Очевидно, и величина прилива будет в квадратурный прилив наименьшей. Сизигийные приливы происходят около новолуния и полнолуния, а квадратурные — около первой и последней четверти Луны.
Вследствие трения воды о дно океана и инерции приливная волна не поспевает в точности за движением Луны. Получается расхождение. Среднюю величину, характеризующую это различие между временем прохождения Луны через меридиан места (кульминации) и временем наступления полной воды, называют «прикладной час».
Зная прикладной час в районе, где приливы полусуточные, можно вычислить момент полной воды на любой день месяца. Для составления приливных таблиц пользуются приливопредсказательной машиной. Она автоматически на бумажной ленте вычерчивает характер будущего прилива, учитывая все условия, его определяющие.
Существует несколько проектов непосредственного использования приливов в технике, но все они пока еще недостаточно совершенны. А ведь если бы мы могли использовать приливы и отливы на всем земном шаре в качестве источника электроэнергии, то средняя годовая мощность от этого источника энергии дала бы 8 000 000 000 000 000 000 киловатт, то-есть 8 квинтильонов киловатт!
Приливо-отливные явления создают настолько своеобразные условия жизни, что развилась особая прибрежная фауна и флора, не погибающая при уходе воды. Во время отлива большинство плавающих уходит вместе с водой. Многие скопляются в ямках и углублениях, глубоко зарываются в ил и песок или подлезают под камни. Но главная масса донных организмов ведь неподвижна. Одни плотно закрывают створки своих раковин, другие прячутся в домики. Интересно, что многие водоросли, живущие в зоне прилива, не боятся временного обнажения, тогда как их собратья из более глубоких частей моря погибают от обсыхания или охлаждения.
Особые затруднения, понятно, происходят с дыханием. Многие прибрежные животные приспособились получать кислород интромолекулярно, то-есть за счет распада органического вещества своего тела. Есть даже такие, которые могут дышать также и атмосферным воздухом. Некоторые цветковые наземные растения, наоборот, не погибают, когда в прилив они окажутся под водой. В отлив можно видеть, как между ними порхают насекомые.
Ушла вода! С берега и с воздуха на обнажившееся дно приходят пировать песцы и другие мелкие хищные звери, вороны, галки, кулики и различные чайки. Обеденный «стол» соблазнительно обилен. Но ведь они гости временные, надо торопиться. Беда, если неумеющего летать или хорошо плавать прилив застанет далеко от берега: гибель его неминуема.
Бассейны морей
Воды моря неотделимы от вод суши. Вместе они составляют единый бассейн. Ежегодно реки несут в море мощные потоки воды, которые опресняют моря, делают их не такими солеными, как воды океанов. Одновременно с речной водой моря ежегодно получают различные вещества, смытые с почвы или вынесенные подземными источниками на поверхность. Зато ветры, дующие с моря, несут вглубь континентов вместе с капельками брызг крупинки морской соли. Это хорошо можно ощущать, облизывая губы во время прогулки вблизи моря. Это регистрируют наши приборы за сотни километров от морского берега.
Взаимное влияние вод суши и моря огромно. Вносимые реками различные вещества удобряют прилегающие районы моря. Они становятся более продуктивными. Более того, в опресненных районах моря развилась своеобразная фауна и флора, предпочитающая воды низкой солености. Эти воды получили специальное название — солоноватые, а населяющие их животные и растения — солоноватоводная фауна и флора.
В районах с переходной от пресных вод соленостью к морской высокосоленой воде создались условия, благоприятные для развития особой группы — проходных и полупроходных рыб, которые часть своей жизни проводят в пресных водах, а часть в морях. Заселению многими морскими животными пресных вод и, наоборот, пресноводными обитателями морей содействовало наличие в предустьевых пространствах рек обширных районов воды с переходной соленостью от пресной до морской. Так как подобные условия в разной комбинации существовали более миллиарда лет, то для нас станет понятным, какое большое значение это имело в эволюции живого мира.
Если мы посмотрим на карту Земли, то увидим, что главный водораздел рек располагается и в Старом и в Новом Свете так, что наибольшее количество вод стекает в Атлантический и тесно с ним связанный Северный Ледовитый океан, тогда как в Тихий и Индийский океаны впадает меньше рек, да к тому же собирающих воду с меньшей площади. Реки, впадающие в Атлантический и Северный Ледовитый океаны, собирают воду с бассейна площадью почти в 40 тысяч квадратных километров, а реки, текущие в Тихий и Индийский океаны, собирают воду с площади в четыре раза меньшей. Благодаря большему количеству приносимых реками веществ Атлантический океан продуктивнее (на единицу площади) других океанов.
