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

осторожно пробиралась среди илистой взвеси, стараясь не наскочить на камни и размышляя о том, кому в здравом уме может прийти в голову добровольно заниматься здесь дайвингом. Вдруг передо мной прошмыгнуло какое-то яркое желтое пятнышко – и тут же исчезло в подводном сумраке. Я бросилась следом и обнаружила рыбу-бабочку, порхающую за большим валуном. Удлиненное рыльце, пестрая экзотическая окраска с контрастными узорами – все выдавало в ней тропическую коралловую рыбку (каковой это нарядное создание, собственно, и является). Вода в заливе Наррагансетт была в ту пору не слишком холодной, благо лето потихоньку вступало в свои права. И все-таки среди этой кофейной взвеси, едва освещаемой чахлым светом с поверхности, сказочная рыбка выглядела инопланетной гостьей. Чуть позже мне попалась еще одна. Как и сестрицу, ее явно не смущало, что она забрела не в ту степь… то есть акваторию. Больше мне никакой живности не встретилось, если не считать пары крабов и нескольких морских улиток, типичных для этих широт. Поднялась на сушу я продрогшей и крепко озадаченной.

По сравнению с глубинными циркуляциями перемещения поверхностных водных масс подчиняются совершенно иным закономерностям, причем эти закономерности могут еще и накладываться друг на друга, что вносит дополнительную путаницу. Скажем, на динамику в пределах одного дня часто влияют иные факторы, чем на картину, охватывающую несколько лет. Красота океана именно в том и заключается, что эта уникальная природная машина вбирает в себя множество закономерностей, действующих на самых разных уровнях: какие из них мы увидим, зависит от выбранного масштаба времени и пространства. Если процессы в глубоководном океане правильнее рассматривать в масштабе столетий, то вблизи поверхности самые крупные и медленные движения имеют такт в несколько месяцев или лет. Одно из таких движений как раз и занесло в залив Наррагансетт ничего не подозревающую рыбу-бабочку. Речь идет о гигантских круговоротах, которые можно уподобить шестерням океанической машины, – так называемых циркулярных течениях, или круговых циркуляциях[120].

Система круговых циркуляций во многом продиктована размерами и очертаниями континентов: круговороты возникают там, где океаническое пространство достаточно для их образования. Возьмем, к примеру, Северную Атлантику. С востока она ограничена Европой и Африкой, с запада – Америкой. Южной границей служит экватор (поскольку ветрам и порождаемым ими течениям не свойственно через него переходить). Итак, мы имеем глубоководный океанический бассейн, аккуратно очерченный по бокам солидными участками земной тверди. Направленные в сторону экватора пассаты дуют на юг, но затем отклоняются за счет вращения Земли вправо. Соответствующее течение берет начало у берегов Африки и идет на запад, пока, натолкнувшись на препятствие в виде Америки, не поворачивает направо. Далее поток следует вдоль побережья на север, но потом сила вращения Земли заставляет его вновь отклониться вправо и уйти в открытый океан. Здесь, в довольно высоких северных широтах, ветры имеют преимущественно восточное направление (из Америки в сторону Европы). Они подхватывают струю, вынуждая ее через некоторое время опять повернуть вправо, так что вода устремляется обратно к экватору. Реальная картина, конечно, гораздо сложнее этой схемы, но главное, что под действием ветра, приводящего в движение поверхностные воды, в океане может возникнуть устойчивое течение. За счет отклоняющего влияния береговых выступов и вращения Земли оно получает вид обширного хоровода, по часовой стрелке кружащегося вокруг Северной Атлантики. Но это еще не вся история.

Помните, Нансен заметил, что дрейфующие льдины в Северном полушарии забирают вправо от направления ветра? Поверхностные течения Мирового океана точно так же подвержены эффекту Кориолиса. Планета непрерывно вращается вокруг своей оси, и эта вращательная сила влияет на водные потоки, так что они слегка отклоняются вправо (в Северном полушарии) от ветра. Вы спросите: но почему тогда вся вода, вовлеченная в «хоровод», не сместится силой Кориолиса вправо и не утечет к центру, образовав посередине циркуляции огромный водяной горб? Вопрос резонный. В действительности примерно так и происходит. На просторах Атлантики есть одно такое вздутие. Правда, высота его, согласно спутниковым данным, не более метра. Расти до бесконечности такой горб не может – вода попросту будет с него скатываться. Причина в том, что разные физические силы уравновешивают друг друга: эффект Кориолиса толкает водные массы в сторону выпуклости, но гравитация тянет воду вниз и гасит этот импульс[121]. Вообще говоря, никакой ветер не дует все время с одинаковой интенсивностью. Но вследствие большой инерции воды любые неравномерности благополучно сглаживаются, и гигантский хоровод вертится, невзирая на штили и штормы, – круговая циркуляция безостановочно гонит водные массы по периметру океанического бассейна.

Тут есть еще один нюанс, который как раз и объясняет мою странную встречу с рыбой-бабочкой. Эффект Кориолиса увеличивается с широтой. Иными словами, вращение Земли в большей степени сказывается вблизи полюсов, чем на экваторе. Из-за этого характер циркуляции асимметричен. В западной части океана, где течение движется к полюсу, мы видим узкую, стремительную струю, которая уверенно несет водные массы с юга на север[122], пока не настанет пора повернуть обратно в субтропики. В Северной Атлантике это быстрое теплое течение носит имя Гольфстрима. Его аналогом в Северо-Тихоокеанском круговороте является Куросио – мощное течение в западной части бассейна, омывающее берега Китая и Японии. В восточной половине круговоротов картина совсем иная: течения, ориентированные с севера на юг, имеют вид медленных, слабо выраженных, рассеянных по большому пространству потоков. Неудивительно, что Канарское течение – именно так называется соответствующая часть круговой циркуляции в Северной Атлантике – у нас не на слуху. Сделав ленивую дугу вдоль восточной периферии бассейна, в экваториальных водах оно поворачивает в открытый океан, соединяясь затем с истоками Гольфстрима. Так замыкается кольцо, порожденное эффектом Кориолиса: направленная с юга на север мощная «река» в западной части циркуляции (Гольфстрим) переходит в неспешный поток, который тянется с севера к югу по восточной кромке (Канарское течение), – и цикл начинается заново. Чтобы лучше понять эту асимметричность, представьте себе тот самый водяной горб. Вершина его смещена относительно центра таким образом, что склон имеет крутую западную и пологую восточную части. Чтобы взобраться на обрывистый скат с западной стороны, вода, естественно, должна мчаться во весь опор; а при спуске по гладкому восточному может позволить себе расслабиться.

Повстречавшаяся мне рыба-бабочка наверняка появилась на свет где-то во Флориде – жарком океаническом регионе, богатом коралловыми рифами. Но потом ее подхватил стремительный Гольфстрим, и его могучие воды перенесли крошку на север. Собственно, залив Наррагансетт потому и обделен теплом, что Гольфстрим, не дойдя до Род-Айленда порядка 550 километров, отрывается от берега и уходит в открытый океан. Но по мере продвижения магистрального потока от него временами отделяются