Текст книги "По программе ПОЛИМОДЕ в Бермудском треугольнике"
Автор книги: Эмил Станев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 11 страниц)
ПРЕДИСЛОВИЕ
1977–1978 годы войдут в историю океанографии как годы советско – американского сотрудничества. Возможно, они будут известны как годы проведения крупнейшего океанографического эксперимента, а может быть, их назовут годами эпохальных открытий. Я говорю возможно, ибо для обработки и объяснения данных, непрерывно поступавших в течение двух лет, при нынешних научно – технических возможностях понадобится приблизительно столько же времени. После окончания работ по программе ПОЛИМОДЕ прошло всего несколько месяцев, и сейчас трудно оценить его значение. Одно несомненно: он займет особое место среди наиболее значительных океанографических исследований, таких как эксперимент, осуществленный на британском корвете «Челлинджер» в 1872–1876 гг.; эксперименты по программе Международного геофизического года 1957–1958 и 1959–1962 гг.; «Полигон—70»; МОДЕ (Срединно – океанический динамический эксперимент) – 1973 г.; ПИГАП (Программа исследования глобальных атмосферных процессов) – 1974 и 1979 гг. и др. Интересно отметить, что обработка данных, полученных первой крупной экспедицией Челлинджера, продолжалась около двадцати лет, причем их объем был в тысячи раз меньше, нежели объем данных, по лученных советскими и американскими учеными во время работы по программе ПОЛИМОДЕ.
И все‑таки, значение таких научных атак, как эксперимент ПОЛИМОДЕ, может быть оценено уже сегодня. Это объясняется актуальностью его задач и серьезным научным планированием. Разумеется, было бы неразумно ожидать, что после обработки полученных данных все вопросы, стоящие перед океанографией, будут решены, но можно смело утверждать, что в ближайшие годы развитие этой науки будет осуществляться на качественно новой основе. Множество существующих теорий получит практическое подтверждение, другие будут пересмотрены или вообще отвергнуты. И самое важное – появятся новые объяснения интереснейших явлений, протекающих в труднодоступных глубинах океана.
Мировой океан – единое целое, и его изучение – долг всего человечества. Показателен тот факт, что Чехословакия, которая, к примеру, не является морской державой, тоже проводит морские исследования. Ныне все страны – большие и малые – должны внести свой посильный вклад в изучение океана, дабы получить законное право участвовать в распределении его неисчерпаемых богатств. Именно это и определяет расширение сотрудничества ученых разных стран в деле мирного исследования и использования Мирового океана.
Наша страна участвует в решении проблемы исследования моря вместе с учеными СССР, ГДР, Польши и Румынии, которые осуществляют совместные разработки в соответствии с программами, специально утвержденными по линии СЭВ. Для таких маленьких стран, как наша, это имеет не только сугубо практическое, но и большое политическое значение. Интеграция болгарской науки с советской способствует ее быстрому развитию до мирового уровня. Здесь необходимо отметить, что осуществление современных океанологических экспериментов порой не под силу даже многим хорошо развитым в экономическом и научном отношении странам. В этом плане наши ученые при использовании материальной базы советских научных институтов и научного флота имеют возможность плодотворно трудиться на переднем крае океанографической науки.
Для Болгарии, которая в настоящее время не располагает современным научно – исследовательским флотом, подобные контакты чрезвычайно полезны. На научных судах СССР нашим специалистам предоставляются отличные условия для работы. Они получают возможность работать с самыми современными измерительными приборами, которыми наша страна в данный момент не располагает, а также с экспериментальным материалом, который невозможно получить собственными силами. Дальнейшая обработка этого материала ведется с помощью наших ученых и нашей электронно – вычислительной техники, что служит еще одним доказательством возросших научных возможностей Болгарии, высоко оцениваемых советскими и другими зарубежными учеными.
В 1977 году Институт океанологии Академии наук СССР пригласил меня принять участие в осуществлении программы ПОЛИМОДЕ во время 27–го рейса научно – исследовательского судна «Академик Курчатов». Кроме СССР и США, в этом эксперименте участвовали также Франция, Англия, ФРГ и Канада. Таким образом я оказался единственным представителем остальных социалистических стран, что было для меня большой честью.
Внимание средств массовой информации к программе эксперимента стало своеобразным ответом на интерес широкого круга общественности к ПОЛИМОДЕ. Появилось немало материалов, познакомивших читателей с его задачами и проблематикой. У многих интерес к данной программе был вызван прежде всего тем фактом, что работы велись в так называемом Бермудском треугольнике. Многие считали, что речь идет об объединении усилий СССР и США с целью разгадать «загадки и мистерии» треугольника. Действительно, как по – другому могло бы быть объяснено столь внушительное научное сотрудничество, нежели «объединение перед лицом всеобщего неизвестного или общего врага – внеземной цивилизации»? Надо сказать, что после программы «Союз – Аполлон» это вторая обширная совместная программа двух стран.
Хочу сразу же оговориться, что не считаю себя специалистом по проблемам внеземных цивилизаций или «неземных явлений, наблюдаемых на Земле». Но после моего возвращения из экспедиции меня буквально засыпали различного рода вопросами, которые можно свести к следующим: «Какие загадки треугольника вы разгадали?» или «Происходило ли с вами что‑то странное во время плавания?» Я отвечал приблизительно следующее: «Для нас загадки были не ребусами, а научными гипотезами, и мы не отгадывали, а доказывали или отвергали их» или «Чем меньше человек знает, тем больше странного для него существует». Увы! Недоверия это не рассеивало, а мои собеседники еще раз «убеждались» в том, что ученые – «скучные сухари». Это заставило меня подробнее ознакомиться с материалами о «странных исчезновениях судов и самолетов», и надеюсь, что в этой книге мне удалось хотя бы частично удовлетворить интерес читателей к вопросу о таинственном Бермудском треугольнике.
Решение вопросов об использовании Мирового океана открывает перед человечеством заманчивые перспективы. И задача ученых – указать путь их решения. Пока это очень трудно, но сознание необходимости освоения и сохранения океана заставляет верить, что такое решение возможно.
Эта книга – рассказ всего лишь об одном шаге на пути к освоению океана – эксперимента ПОЛИМОДЕ.
Автор выражает благодарность своим коллегам, с которыми он работал во время 27–го рейса НИС «Академик Курчатов», особенно Ю. А. Иванову за ценные замечания по русскому переводу книги.
Климат и погода в океане
Реки в океане
Для многих выражение «реки в океане» может показаться странным, даже абсурдным, ибо в океане нет речных русл в обычном понимании этого слова, нет и четких границ, которые бы направляли речной поток. И все‑таки природа сумела «канализировать» перенос водных масс в океане и без четких границ, что делает океанские течения еще более внушительными. «Реки в океане» с незапамятных времен протекают в одних и тех же местах, их расход лишь слегка меняется со временем. Они несут тепло холодным берегам и охлаждают теплые, представляя собой самый грандиозный процесс, протекающий в жидкой оболочке Земли. Так, например, течение Гольфстрим несет воды в сотни раз больше, нежели самая полноводная река Амазонка в нижнем течении, а Антарктическое циркумполярное течение – в десять раз больше, чем Гольфстрим.
Рассмотрим подробнее эти глобальные переносы, определяющие облик океанской циркуляции, или, иными словами, проследим путь «рек в океане». Основные и, возможно, наиболее характерные особенности распределения течений – это наличие субтропических циркуляционных колец, система течений в экваториальной области океана и течение в Южном полушарии, опоясывающее Землю. Каждая система течений разграничивается ярко выраженными океанскими фронтами, представляющими собой зоны, где температура и соленость очень быстро меняются в поперечном направлении.
Самым внушительным океанским течением является Антарктическое циркумполярное течение, или, как его еще называют, течение Западных ветров. Опоясывая земной шар и пересекая три океана, оно достигает в ширину 2 500 км и проникает на глубину 3000–5000 метров. За одну секунду течение переносит более 200 млн. кубических метров воды со скоростью 25–30 см в секунду. Исследования показали, что его отклонение от параллелей обусловлено взаимодействием с рельефом дна, причем при уменьшении глубины океана течение отклоняется влево, а при повышении – вправо.
Иными характерными представителями группы течений, направленными вдоль параллелей, являются экваториальные, или пассатные течения. Они известны еще со времен Колумба, который, наблюдая за движением своего судна, пришел к заключению, хотя и довольно приблизительному, что в тропических зонах Атлантического океана вода перемещается на запад. Пассатными они называются потому, что вызываются господствующими здесь пассатами. Эти ветры дуют по обе стороны экватора круглый год, способствуя переносу на запад огромных масс воды, образующих Северное и Южное Пассатные течения.
Ближе к экватору пассатные ветры ослабевают, а в области экватора вообще исчезают. Здесь расположена так называемая штилевая зона. В результате неравномерности ветрового поля в ней образуется Межпассатное противотечение, направление которого – восточное, т. е. обратное движению пассатных течений. Амплитуда колебания его скорости довольно велика, что объясняется годовыми колебаниями скорости ветра.
Схема распределения течений на поверхности Мирового океана
I —5 – Северное и Южное экваториальные течения, 6 – Куросио; 7 – Восточно – Австралийское течение; 8 – Гольфстрим; 9 – Бразильское течение; 10 – Агульясово течение; 11 – Северо – Тихоокеанское течение; 12 – Северо – Атлантическое течение; 13 – Антарктическое циркумполярное течение; 14 – Калифорнийское течение; 15 – Перуанское течение; 16 – Канарское течение; 17 – Бенгальское течение; 18 – Западно – Австралийское течение; 19–21 – Экваториальные противотечения; 22 – Аляскинское и Алеутское течения; 23 – Норвежское течение; 24 – Западно – Шпицбергенское течение; 25 – Восточно – Гренландское течение; 26 – Лабрадорское течение; 27 – Течение Ирмингера; 28 – Оясио; 29 – Фолклендское течение.
Интересно отметить, что система экваториальных течений в каждом из океанов имеет свои особенности, связанные с размерами, формой и общим расположением океана. Например, в Тихом океане экваториальное противотечение зарождается у берегов Филиппин и движется на восток со средней скоростью 40–60 см в секунду. Пройдя 8500 миль, оно достигает берегов Южной Америки. То же происходит и в Атлантическом океане, но там из‑за небольших размеров океана течения распространяются на относительно небольшие расстояния.
В Индийском океане система течений испытывает сильное влияние муссонов. С другой стороны, «поведение» этого океана, расположенного в Южном полушарии, несколько иное. Например, когда дует северо-восточный муссон, направление которого почти совпадает с направлением пассатных ветров, система функционирует так же, как и в других океанах. Однако изменение направления муссона порождает необычную ситуацию, при которой экваториальное противотечение просто – напросто исчезает.
В последние тридцать лет результаты усилившихся в этот период наблюдений приводят к неожиданным открытиям, особенно когда они ведутся в районе «кухни» земной погоды – в тропиках и на экваторе. Первый сюрприз был преподнесен довольно необычным образом. В 1951 году американский океанограф Таунсенд Кромвелл возглавил экспедицию, имевшую задачу исследовать условия жизни некоторых видов морских организмов в экваториальных широтах Тихого океана, т. е. целью этой экспедиции отнюдь не являлось изучение морских течений. Для выполнения задачи экспедиции необходимо было опустить рыболовные снасти на глубину в несколько сот футов. На поверхности их удерживали специальные поплавки. Так как измерения проводились в области Южного Пассатного течения, отличающегося стабильностью, то естественно Кромвелл ожидал, что снасти, опущенные в воду, и поплавки будут относиться течением на запад.
Вертикальный разрез струи течений: а) течения Ломоносова; 6) течения Кромвелла. По замкнутым кривым скорость течений, выраженная в см/с для течения Ломоносова, а в узлах (миль/час) – для течения Кромвелла, одинакова. На нижнем рисунке показаны линии одинаковых температур в области течения Кромвелла.
И вот неожиданно для ученого рыболовные снасти стало относить на восток. Удивлению его не было границ, и Кромвелл тут же решил выяснить причину этого «недоразумения». Он приказал опустить в воду все измерительные приборы, которыми располагали на судне. Оказалось, что никакой ошибки нет. Под поверхностным течением, движущимся на запад, располагается мощный поток, направленный на восток. В честь открывателя это подповерхностное течение в Тихом океане было названо течением Кромвелла.
Спустя восемь лет после открытия экваториального противотечения в Тихом океане экспедицией советских ученых, ведущей наблюдения в Атлантическом океане на НИС «Михаил Ломоносов», было обнаружено подповерхностное противотечение, подобное течению Кромвелла, которое ныне носит имя Ломоносова. А на следующий год советская экспедиция на НИС «Витязь» обнаружила и в Индийском океане подобное противотечение. Таким образом было установлено, что подповерхностное течение является характерным свойством экваториальной циркуляции Мирового океана.
Для всех подповерхностных противотечений в области экватора характерна струйность, а также то, что они направлены строго вдоль экватора. Их ширина сравнительно невелика (+ 2° от экватора), скорость меняется слабо, а вертикальная мощность составляет приблизительно 200–250 метров. Самым быстрым из всех является течение Кромвелла, чья скорость в стержне 150 см/с, в то время как скорость течения Ломоносова и течения в Индийском океане соответственно достигает 120 и 80 см/с.
Откуда берутся те колоссальные водные резервы, которые непрерывно «питают» глубинные противотечения? Для ответа на этот вопрос необходимо исследовать воды, из которых они состоят. Например, в Атлантическом океане стержень струи состоит из вод с повышенной соленостью. Таковы приблизительно воды Южного Пассатного течения. Можно предположить, что в западных областях океана в непосредственной близости от берегов происходит трансформация течений, которая заставляет некоторые из них изменить свое направление.
Вскоре после открытия глубинных противотечений ученые заинтересовались их происхождением. Естественно напрашивался вывод, что коль скоро течения зарождаются в западных областях океана, значит, и их источник следует искать там. Так бассейн Карибского моря и близлежащих, восточных областей океана стал объектом пристального внимания.
Пассатные течения, достигнув берегов американского континента, меняют свое направление. Северное Пассатное, достигнув Малых Антильских островов, дает начало Антильскому течению, а часть вод вливается в Карибское море. Воды Южного Пассатного течения, обогнув «кромку» Южной Америки, также вливаются в Карибское море, тем самым давая начало Гвианскому течению, которое огибает северо – восточные берега континента (см. рис. на с. 42). Оба течения известны с давних пор. Направление движения их вод подсказывает нам, что они не в состоянии «питать» своими водами течение Ломоносова. Однако после 1961 г. в научной печати стали появляться сообщения о том, что в результате измерений обнаружено течение восточного направления между Антильским и Гвианским течением.
Вновь организована специальная экспедиция для поисков в этом районе противотечения. В 1967 году открыто и описано течение, о существовании которого ученые уже предполагали. Экспедиция была проведена на судне «Академик Курчатов», которому было суждено занять почетное место на страницах истории океанографии.
Во время рейса этого судна было открыто Антильско—Гвианское противотечение. Оно разделяет Антильское и Гвианское течения. Его ширина около 80– 150 миль, а его воды проникают на глубину 1000–1500 метров. Объем вод, переносимых этим течением, в два раза меньше объема вод, которые переносит Гольфстрим, однако их вполне достаточно для того, чтобы беспрерывно питать течение Ломоносова, а также пассатное противотечение на поверхности океана.
«Кухня земной погоды» ставит перед учеными все новые вопросы. Так, в научных кругах считалось, что течение Кромвелла и течение Ломоносова несут свои воды вдоль экватора. Не прошло и пятнадцати лет, как ученые усомнились в этом «факте». В 1974 году вновь экспедиция на «Академике Курчатове». И вот установлено: течение Ломоносова извивается, подобно реке, в районе экватора. Амплитуда его отклонения – около одного географического градуса, а период – почти сутки.
Мы рассмотрели часть течений Мирового океана, которые направлены почти вдоль параллелей. Для того,' чтобы картина была более полной, нужно упомянуть также Северо – Атлантическое и Северо – Тихоокеанское течения. Первое представляет собой продолжение Гольфстрима, а второе – продолжение Куросио. Оба течения направлены на восток, подобно Антарктическому циркумполярному течению. Причем надо отметить, что по обеим сторонам течения вода имеет различную температуру. Севернее от течений температура на 10–15 градусов ниже, нежели в их южной периферии.
Возникает вопрос: возможно ли, чтобы в океане существовали течения, распространяющиеся только вдоль параллелей? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо взглянуть на карту мира. Сразу становится ясно, что это возможно единственно в умеренных широтах южного полушария. Там берега континентов не являются препятствием для течения Западных ветров. В иных же частях океана берега континентов представляют собой непреодолимое препятствие для течений. И тогда подобно рекам, на пути которых возникает какая‑то возвышенность, течения меняют свое направление и движутся вдоль берегов континентов. По мнению некоторых ученых, именно это способствует созданию интенсивных потоков у восточных и западных берегов. Иные ученые оспаривают эту точку зрения, но об этом будет сказано ниже. А теперь давайте вновь обратимся к карте течений.
Сразу становится заметна замкнутость циркуляционных систем, образованных различными течениями, т. е. так называемых циркуляционных колец. Центры таких колец находятся внутри океана, в субтропических районах Земли, а по периферии, например, на севере Атлантического океана, распространяются Северное Пассатное течение, Гольфстрим, Северо – Атлантическое течение и Канарское течение. Обычно эти кольца называют субтропическими, и они примечательны своей асимметрией по направлению с запада на восток. Асимметрия выражается в том, что у западных берегов интенсивность течения намного выше, нежели у восточных. (См. рис. на с. 43). При этом объем водных масс, переносимых западными течениями, значительно больше, чем у восточных. Другой характерной особенностью субтропических течений является то, что в Южном полушарии они выражены гораздо слабее, что объясняется климатической однородностью этих районов Земли.
Гольфстрим и Куросио – наиболее изученные течения в Мировом океане. Мощность Гольфстрима возрастает на 7 % на каждые 100 км, причем у Флоридского пролива течение переносит уже 30 млн. кубических метров воды в секунду, а на расстоянии 2000 км от пролива это количество возрастает до 90 млн. кубических метров. Этот мощный поток движется в узкой прибрежной полосе практически по изобатам, т. е. линиям одинаковой глубины. У мыса Хаттерас течение выходит в открытый океан.
Подобным поведением отличается и Куросио, но, в отличие от Гольфстрима, оно несет на одну треть воды меньше. Пройдя Филиппины, Куросио устремляется на северо – запад к берегам Японии, приблизительно до 35° с. ш., где оно меняет свое направление и продолжается на восток уже как Северо – Тихоокеанское течение.
Часть вод, перенесенных на север Гольфстримом и Куросио, возвращается назад Канарским и Калифорнийским течениями. Канарское течение переносит около 16, а Калифорнийское – 13 миллионов кубических метров воды в секунду. Для них, также как и для их южных аналогов, характерны мощные восходящие движения, способствующие увеличению биологической продуктивности, глубинные противотечения в непосредственной близости от континентов и противотечения на поверхности.
Например, в области Калифорнийского течения прибрежное противотечение (течение Дэвидсона) хорошо выражено зимой, когда ослабевают северные ветры. Для всех течений восточных океанских областей характерно то, что они не только частично компенсируют западные течения, но и представляют собой циркуляционные системы, связанные с вертикальным подъемом и опусканием водных масс, которые формируются в результате специфического распределения ветрового поля и расположения континентов.
