Вселенная океана. Как устроена стихия, которая формирует нашу планету - Хелен Черски

гигантские волны, которые могли бы иметь для союзных сил самые катастрофические последствия, но всего за один оборот планеты ситуация изменилась. Волнение в значительной степени улеглось, и крупнейшая в мировой истории морская десантная операция увенчалась успехом. Правда, настоящего рывка в первый день не случилось. Даже при такой умеренной зыби десантные войска все равно страдали от морской болезни. И тем не менее Нормандская операция ознаменовала поворот к заключительной фазе Второй мировой войны. Как видите, изменчивый рельеф океанской поверхности оказывает вполне реальное практическое влияние на дела человеческие[56].

Не менее важны последствия и для самой океанической машины. Ветер дует над обширными водными пространствами, постоянно сообщая волнам энергию. Волны теряют эту энергию либо постепенно, преодолевая большие расстояния, либо резко – в результате обрушения. Мы привыкли к тому, что волны разбиваются у берега. Но в большинстве случаев они затухают в открытом океане, из-за чего переносимая ими энергия передается океану, получающему за счет этого крошечную порцию тепла. Таким образом, сама форма водной поверхности может считаться временным энергетическим хранилищем – одним из множества подобных резервуаров, которые непрерывно пополняются и опустошаются, участвуя в процессах энергообмена на нашей планете. Разработки Манка и Свердрупа легли в основу современных методов прогнозирования морских волнений, хотя оба ученых впоследствии сменили область своих научных интересов[57].

Неровности

Если бы нам удалось каким-то образом «выключить» весь ветер на планете и тем самым устранить причину образования волн, поверхность океана все равно не стала бы плоской. Для невооруженного глаза особенности ее рельефа неуловимы, но надежные инструментальные измерения позволяют узнать об истинной форме водной поверхности и по-новому взглянуть на работу всей океанической машины. Наиболее яркие черты этой топографии обусловлены отклонениями в гравитационном поле планеты, связанными с разного рода хребтами и кряжами на морском дне. В результате складывается поистине причудливая картина. Так, в североатлантическом бассейне существует 54-метровое «вздутие» океанской поверхности, достигающее в поперечнике двух-трех тысяч километров, а к югу от Индии – гигантский провал глубиной 94 метра. Заметить подобные отклонения во время обычного путешествия на корабле человек не в состоянии: необходимы спутниковые данные. А между тем океан соткан из такого рода аномалий. С помощью карт высот морской поверхности и гравитационного поля можно фактически восстановить рельеф дна: как правило, подводной возвышенности будет соответствовать небольшое взгорье на поверхности океана, поскольку вода притягивается плотными глубинными массами. Эта специфическая форма, которую образовала бы поверхность Мирового океана при отсутствии течений, волн и разностей атмосферного давления, называется геоидом.

Если мы теперь снова «включим» ветер и, соответственно, вернем на место течения, то на поверхности океана появится еще больше всевозможных поднятий, бугорков и гребней, в основном не более метра высотой. Подобные неровности охватывают многокилометровые акватории и накладываются на эффекты от волн. Некоторые из них – прямое следствие метеорологических процессов. Скажем, значения атмосферного давления в центре большого вихреобразного возмущения в Северной Атлантике, по-видимому, примерно на 4 % меньше, чем в остальной атмосфере. Поскольку локальное давление воздушного потока оказывается пониженным, океанская поверхность выпячивается вверх, и в результате образуется горб воды, который на 40 сантиметров возвышается над окружающим пространством и послушно следует за штормовыми массами, куда бы те ни переместились. Это не волнение и не цунами, а всего лишь область «вздутия» на поверхности океана, но она способна серьезно усугубить разрушительные последствия сильного прибоя, особенно во время прилива (естественно, что при высокой воде волны захлестывают более широкую береговую полосу). Крупные океанические течения, в свою очередь, тоже способствуют возникновению такого рода неровностей: морская гладь вспучивается в ответы на силы, действующие на нее в горизонтальном направлении. Эта закономерность оказывается большим подспорьем для океанологов, ведь она означает, что по спутниковым измерениям поверхности океана[58] можно определить зоны крупных (и более мелких) океанических течений. Благодаря специальным приборам, так называемым спутниковым альтиметрам, в деталях отслеживающим динамику высот, мы всегда можем понять, каково состояние океана сегодня или на неделе.

Итак, мы убедились, сколь велико значение морской поверхности. Но для структуры океана в целом нет ничего важнее, чем донный рельеф. Давайте же теперь нырнем под воду и проникнем на самую глубину океанской толщи, в царство вечной темноты. Топография дна

Знаете, что, на мой взгляд, самое досадное в изучении океана? Тот прискорбный факт, что законы физики лишают нас возможности любоваться величественными панорамами морского дна, – а ведь как заманчиво и плодотворно было бы соотнести наши научные построения с реальным визуальным опытом. Но свет настолько сильно поглощается и рассеивается в водной среде, что радиус видимости ограничен несколькими десятками, редко сотнями метров, и даже если вам удастся осветить прожектором большое подводное пространство, вы все равно не сможете по-настоящему оглядеться. Когда астронавты смотрят на нашу планету из космоса, ощущая себя крохотными песчинками на ее орбите, то воспринимают картину в целом. Благодаря фотографиям мы можем вообразить себя на их месте и насладиться классическим видом солнечных панелей МКС на фоне изящного изгиба земной поверхности. В морских глубинах побывали сотни людей, и они тоже сделали немало потрясающих кадров. Но глубоководные снимки – это всегда крупный план. Они изображают какой-то отдельный фрагмент реальности, позволяя рассмотреть его во всех живописных деталях, но не дают широкого обзора и перспективы. А потому путешествие в таинственную придонную вселенную – тоже своего рода внеземное пространство – остается за гранью нашего восприятия. Чего же это нас лишает?

«Ощущение такое, будто летишь сквозь звезды, – делится впечатлениями профессор Вашингтонского университета Дебора Келли. Мы сидим у нее в кабинете, и она рассказывает, каково это, спускаться на океанские глубины в чреве подводного аппарата. – Внутри отсека темно и довольно тесно. И как-то не по себе. Будто находишься в каком-то ином измерении. Теряешь ориентацию в пространстве, не чувствуешь скорости… Во время погружения я в основном сижу, прилипнув носом к иллюминатору, и смотрю на разную светящуюся живность. Какие-то биолюминесцентные организмы, я в них толком не разбираюсь. Когда до дна остается порядка ста метров, они начинают испускать свет. Видимость там [в прибрежной зоне близ Сиэтла] идеальная, так что даже забываешь, что ты в воде. Будто паришь. Но эмоционально это безумно изматывает, слишком головокружительное приключение».

Как специалист по геологии моря, с середины 1990-х годов Дебора совершила более полусотни погружений на глубоководном аппарате «Алвин». Основная сфера ее научных интересов – подводные вулканы и гидротермальные источники, а потому ей не понаслышке известно, что́ происходит на океанском ложе. Говорит она негромко, но с большим воодушевлением, а кабинет ее заставлен диковинными образцами горных