Глава IV. Беспокойный океан

Реки без берегов

С незапамятных времен знали люди о существовании течений. Но, не умея объяснить природу таких явлений, чаще всего относили их на счет сверхъестественных сил.

Уже в трудах античных философов есть сведения о течениях в Босфоре, Дарданеллах, Гибралтарском и Керченском проливах. Им было также известно о водоворотах в Мессинском проливе, породивших миф о Сцилле и Харибде - страшных чудовищах, охраняющих этот пролив и проглатывавших каждого, кто осмеливался проплыть через него.

Время развеяло легенды. Мореплаватели узнали,что водовороты в Мессинском проливе вызваны встречными приливо-отливными течениями. И эти водовороты совершенно безопасны для мореплавания. Сведениями о течениях, по-видимому, располагали норманы, совершавшие в начале нашего тысячелетия плавания в Исландию, Гренландию и Северную Америку, о чем свидетельствуют употреблявшиеся ими географические названия - острова Течений, залив Течений и т. д. Арабы имели достаточно четкие представления о муссонных течениях в Индийском океане и о потоках, действующих вдоль восточных берегов Африки. Вышедшие на просторы Атлантического океана европейцы, начиная с открытия Христофором Колумбом Северного пассатного течения, довольно быстро выявили в нем основные направления движения вод.

В 1513 году отправилась в поиски "счастливых островов" флотилия под командованием Понсе де Леона, участника второго плавания в Новый Свет Христофора Колумба. Тогда еще верили в легенду о том, что есть острова, где бьет "источник вечной молодости", и жизнь на них подобна библейскому раю. Паруса каравелл наполнял попутный ветер, но со временем мореходы заметили, что суда движутся гораздо медленнее, чем следовало ожидать. В конце концов парусники стали даже удаляться от цели, хотя их снасти скрипели под напором благоприятного ветра. Главный кормчий флотилии Антон Аламинос определил, что здесь действует сильное неведомое течение. Так совершилось знаменательное в истории мореплавания событие - открытие европейцами Гольфстрима - огромного потока в океане, который, согласно образным сравнениям мореплавателей, не пересыхает даже во время сильной засухи и не выходит из берегов при самом большом половодье.

Долго держали в секрете испанцы сведения об этом течении, поскольку оно находилось на пути к их заморским владениям. Но мореплаватели других стран тоже упорно проникали в неизведанные просторы Мирового океана и его тайны. Уже во второй половине XVIII века американские торговые моряки успешно использовали Гольфстрим в навигационных целях. Из Америки в Англию они шли в его струе, а на обратном пути обходили течение стороной. В результате американские суда совершали свои рейсы на две недели быстрее почтовых пакетботов, плававших под командованием английских капитанов, которые не знали об этом течении. Директор почт Соединенных Штатов Америки В. Франклин обратил внимание на разницу в длительности плавания американских и английских судов. По его настоянию моряки стали собирать сведения о течении, что позволило В. Франклину в 1770 году составить первую научно обоснованную карту-схему Гольфстрима. На ней было изображено течение в виде широкой реки, несущей свои воды сначала вдоль восточного побережья Северной Америки, а затем в сторону Европы.

Гольфстрим - это настоящее чудо природы. Он оказывает огромное влияние на климат Европы, для которой является настоящим "источником вечной молодости". В этом смысле поиски "счастливых островов" флотилией Понсе де Леона оказались более чем успешными.

Сначала полагали, что открытое испанцами течение зарождается в Мексиканском заливе. Отсюда и произошло название "Гольфстрим", означающее в переводе на русский - "течение из залива". Однако позднее установили, что истоки течения лежат несколько южнее и восточнее, чем предполагалось ранее. Заканчивается же Гольфстрим в Северном Ледовитом океане. Он несет необычайно большое количество воды, в десятки раз превышающее вынос всех рек нашей планеты.

Гольфстрим нередко называют главной артерией Атлантического океана. В этом есть нечто символичное, ибо формирующие его воды поступают в поток толчками, в результате течение пульсирует, словно кровь, движимая сердцем по артерии. Те, кому привелось видеть Гольфстрим, замечали, что он течет подобно голубой реке среди зеленых вод Атлантического океана. В том же Атлантическом океане есть район, затмевающий своей синевой воды Гольфстрима. Это Саргассово море.

Гольфстрим и окаймляющий Саргассово море круговорот вод образуют сложную систему поверхностных течений в Северной Атлантике. Такие течения обычно порождают устойчивые ветры постоянных направлений. Роль последних в движении поверхностных вод достаточно четко прослеживается в районах умеренного пояса и пассатов тропических широт. Например, северо-восточный и юго-восточный пассаты в обоих полушариях Земли вызывают направленные на запад пассатные течения, причем скорость таких течений в десять раз меньше скорости порождающих их ветров.

Длительные устойчивые ветры приводят к сгону и нагону воды у берегов. Многим, вероятно, приходилось наблюдать на морских пляжах такую картину. Жара, прибрежная полоса усеяна людьми, загорающими под лучами палящего солнца, а море пустынно: хотя бы один купающийся. Но вот появляется вновь прибывший курортник, тело которого еще не тронуто загаром. С недоумением смотрит он на лежащих на пляже людей, раздевается и с разбегу бросается в море. Мгновение, и незадачливый купальщик стремглав выскакивает из воды под общий смех окружающих. Они-то на собственном опыте уже знают, что температура воды едва ли не семь градусов. Это дувший с берега долгое время ветер согнал в море поверхностный теплый слой, на место которого поднялась из глубин холодная вода.

Сгонно-нагонные явления возникают также в результате смещения водных масс под влиянием вращения Земли. По этой причине с одной стороны течений происходит накопление воды, а с другой - отток. Иными словами, возникают динамический нагон и сгон, что соответственно сопровождается подъемом из глубин холодной воды.

Движение вод Мирового океана не ограничивается только деятельностью поверхностных течений и сопровождающих их явлений. Огромную роль в круговороте океана играют глубинные потоки, участвующие вместе с поверхностными течениями в общей циркуляции гидросферы нашей планеты.

Глубинные течения возникают в основном вследствие различий в плотности воды, которая определяется ее температурой и соленостью. Для подтверждения этого был поставлен интересный опыт. Взяли специальный прозрачный резервуар, разделили его на две части водонепроницаемой легко снимающейся переборкой. В одну половину налили менее плотную воду, а в другую - более плотную. Затем осторожно удалили переборку, и плотная вода потекла вдоль дна, вытесняя наверх легкую. Такое движение продолжалось до тех пор, пока первая полностью не заняла нижние, а вторая верхние части резервуара. Если в одной половине емкости увеличивать плотность воды, например, путем ее охлаждения, в другой же уменьшать за счет подогрева, то возникает постоянная плотностная циркуляция воды, что, собственно, и происходит в глубинах Мирового океана, поскольку охлаждаемые в полярных широтах воды стремятся занять придонное пространство.

Холодные арктические и антарктические воды погружаются на сотни и более метров, постепенно внедряясь в обширные акватории Мирового океана. Само погружение осуществляется до того момента, пока плотность поступаемых вод не сравняется с плотностью окружающих, дальше же идет только горизонтальное их движение - глубинное течение. С теплыми водами при их охлаждении происходит то же самое. Взять, к примеру, Гольфстрим. Его воды, миновав Шпицберген, встречаются с холодными, но менее солеными водами Арктики. Поэтому первые сначала перемещаются в этом районе в поверхностных слоях, потом они остывают и опускаются в нижние горизонты. Интересно, что принесенные Гольфстримом воды проникают в Восточно-Сибирское море, их обнаружили с дрейфующих станций "Северный полюс" даже в центре Арктического бассейна.

Встреча холодных и теплых вод порождает интереснейшее явление - гидрологический фронт, который можно сравнить с атмосферным фронтом, возникающим при соприкосновении двух резко отличных воздушных масс. Во фронтальных зонах океана, как и в атмосферных, происходят бурные процессы взаимодействия столкнувшихся вод. Образование тех и других фронтов свойственно в основном умеренным широтам. Отсюда следует, что эти широты являются главной областью стыка и дальнейшего смешения как водных, так и воздушных масс. Еще более интересные явления имеют место в тропической зоне Мирового океана.

Обратимся сначала, к примеру, к Тихому океану. Там близ экватора с востока на запад устремлен огромный пассатный поток. Он разделен на два почти параллельных экваториальных течения: южное и северное. В результате перемещения этим потоком больших количеств воды уровень океана у западных его окраин почти на полметра выше, чем у восточных. Разница уровней поверхности океана порождает, в свою очередь, отток воды - противотечение, которое проходит между южным и северным руслами пассатного потока в сторону восхода солнца. На экваторе под влиянием разнонаправленных течений поднимаются к поверхности глубинные воды, богатые питательными солями, создающими хорошо Удобренную плодороднейшую океанскую "почву" - основу бурного развития жизни. Вода там настолько насыщена планктоном, что ее нередко сравнивают с зеленым супом.

И вот этот, казалось бы, достаточно изученный район Тихого океана преподнес ученым сюрприз, оказавший большое влияние на развитие океанологии. В начале шестидесятых годов нашего бурного научными событиями века под экваториальным течением на глубинах сто - двести пятьдесят метров обнаружили мощную подводную реку шириной около шестидесяти миль, что соответствует расстоянию примерно от Москвы до Волоколамска. Она несет с запада на восток океанские воды со скоростью трех миль в час, т. е. со скоростью быстро идущего пешехода. Этот могучий глубинный поток, следующий в одном направлении с обозначенным на картах поверхностным противотечением, оказался от него обособленным. По предварительным подсчетам он переносит около тридцати миллионов кубометров воды в секунду, что составляет примерно одну треть расхода Гольфстрима на широте Нью-Йорка.

Так или иначе, но это огромное течение связано с перемещением вод на поверхности океана. Поэтому удивительно, что такой грандиозный поток долго ускользал от наблюдений. Вместе с тем жители океанских островов-древние полинезийцы великолепно ориентировались в сложных течениях Тихого океана и его бескрайних просторах. Их искусство в этом было настолько совершенно при абсолютно примитивной технике, что об этом нельзя не рассказать.

Полинезийцы издревле были великолепными навигаторами и моряками. Их океанские походы представляют собой славную страницу в истории человечества. Едва ли кто мог сравниться с древними полинезийцами в искусстве мореплавания. Внимательно наблюдая окружающий мир, они накопили ценные знания о направлении ветров, океанских течениях, положениях звезд и планет на небе. Благодаря этому при весьма скромных средствах полинезийцы сумели достичь высокого мастерства в мореплавании. К моменту прихода на земли полинезийцев выходцев из Европы их затерянная в просторах Тихого океана страна находилась на уровне каменного века. Основными орудиями труда были обточенные камни, обломки раковин, заостренные кости. С помощью таких примитивных инструментов полинезийцы строили удивительной красоты и мореходности лодки, которые покрывали художественной резьбой. Это были настоящие произведения искусства.

В древности полинезийцы на своих лодках-каноэ добирались вплоть до районов Антарктики. В преданиях рассказывается о том, как изумил отважных мореплавателей снег, который они назвали дождем, падающим подобно белым перьям. Эти походы подтверждают основательность географических знаний полинезийцев, которые не ограничивались умением находить путь по звездам и планетам и учитывать влияния течений. Они также владели искусством составления карт. Поскольку у полинезийцев не было письменности, то карты строились из палочек и камешков, которые располагали на земле или в лодке таким образом, чтобы своими очертаниями и размещением они указывали направление предстоящего пути, встречающихся ветров, течений, островов и архипелагов. Карта составлялась один раз и тщательно запоминалась. В плавании ею пользовались по памяти.

Обнаруженная в толще вод экваториальной зоны Тихого океана могучая река без берегов была названа течением Кромвелла в честь нашедшего ее американского океанографа, погибшего потом в авиационной катастрофе. Открытие глубинного течения действительно явилось для ученых неожиданностью, поскольку ни одна распространенная до того теория циркуляции вод не содержала даже намека на возможность его существования.

В конце шестидесятых годов в экваториальной Атлантике открыли еще один подобный поток - течение Ломоносова, а несколько позднее в Индийском океане - течение Тареева. Здесь уже пальма первенства принадлежит советским океанологам.

Открытие глубинных экваториальных течений потребовало пересмотра ряда установившихся теоретических представлений. Огромный вклад в это внесли советские ученые, изучившие циркуляцию вод в тропической зоне Мирового океана. Их труды свидетельствуют об общей природе глубинных экваториальных течений, хотя последние и отделены друг от друга материками и архипелагами.

Недавно Тихий океан преподнес еще один сюрприз. В четырехстах километрах от японского острова Огасавара обнаружено неизвестное течение. Там вода циркулирует по кругу диаметром около ста километров. Вращение воды зарождается на глубине пятьсот метров. Скорость этого потока примерно в десять раз больше скорости всех известных океанских течений. Обнаруженный круговорот воды ведет себя очень странно. Каждые сто дней он меняет свое направление на обратное. Ученые сейчас ищут объяснение природы этого необычного феномена.

В наше время внимание ученых направлено преимущественно на еще одно сравнительно недавно обнаруженное явление природы - океанские вихри, возникновение которых можно проследить на примере Гольфстрима. Его русло похоже на извилистую реку, вьющуюся, словно змея, среди долин и холмов. По краям этого потока возникают огромные водовороты. Со временем они отделяются от течения и существуют самостоятельно, перемещаясь, подобно смерчам, по Океану. Это и есть вихри, называемые еще рингами. Диаметр таких образований достигает десятков и даже сотен километров, причем их нижняя часть лежит на значительных глубинах. Они имеют гидрологическую и синоптическую природу образования.

Вихревые явления наблюдаются не только в Атлантике. Они существуют также в Индийском и Тихом океанах. Подобно атмосферным формированиям, в океане возникают циклонические и антициклонические водовороты. В центре первых и на периферии вторых происходит подъем глубинных вод, и, наоборот, на периферии первых и в центре вторых происходит погружение поверхностных. Эти вертикальные движения способствуют водообмену между разными слоями океанских вод, что создает благоприятные условия для развития жизни.

Ряд океанических вихрей существует длительное время. Есть даже мнение о том, что такие образования иногда не распадаются в течение нескольких лет. Поэтому они могут быть временными оазисами бурной жизни в пустыне открытого океана, в которых способны прожить и смениться несколько поколений их обитателей.

Районы подъема холодных глубинных вод, богатых солями азота и фосфора, этими удобрениями океанской нивы, являются наиболее продуктивными в биологическом отношении. Стоит задуматься над тем, что в них происходит. Из глубин на поверхность поступает "молодая" плодородная вода. Благодаря хорошей солнечной освещенности, особенно в тропиках, и высокой концентрации кислорода в ней начинает бурно цвести растительный планктон, активно потребляя питательные соли, в результате чего количество последних убывает, и вода из "молодой" превращается в "зрелую". Затем в ней размножается зоопланктон, который постепенно выедает растительный. Когда вода потеряет большую часть питательных солей и в ней будет съеден зоопланктоном почти весь растительный планктон, она станет "старой". К тому времени такая вода относится течением на значительное расстояние от очага ее поступления на поверхность. Поэтому в районах подъема глубинных вод существует определенная последовательность их распределения. Над очагом подъема находится "молодая" вода, по периферии или по течению - "зрелая", зеленая от обилия растительного планктона, еще дальше - "старая", прогретая солнцем, содержащая преимущественно зоопланктон, интенсивно поедаемый рыбами. В результате бывший питательный концентрат становится непродуктивной, теплой, прозрачной водой.

Изучение движения вод Мирового океана - одна из увлекательных страниц океанологии. Многие таинственные явления природы нашли самое простое объяснение с познанием путей и причин перемещения водных масс. Грандиозные и даже незначительные потоки транспортируют тепло и холод, несут жизнь или опустошение, перемещают наносы, размывают дно и берега, способствуют или препятствуют мореплаванию. Если сравнить нашу планету с живым организмом, то существующие в Мировом океане потоки следует назвать кровеносной системой Земли, в которой есть свои артерии, вены и капилляры.