Перемещение воды возле дна

Опубликовал admin в июля 24, 2012 в рубрике Океан

Итак, изучение содержания кислорода показывает, что вблизи дна происходит медленное перемещение воды – в целом со стороны Северной Атлантики и Антарктики в остальные части океана. Имеются и другие указания на существование этой глобальной циркуляции. Во всех океанах глубинная вода очень холодная – всего на несколько градусов выше точки замерзания, -это наблюдается даже в тропиках; теплым является только верхний пятисотметровый слой воды. Теплые приповерхностные воды не перемешиваются в больших объемах с подстилающими холодными водами; это должно означать, что теплый слой «подпирается» непрерывным восходящим потоком холодной воды снизу. При таком медленном движении вверх (со скоростью два-три сантиметра в сутки на средних глубинах) перемещается объем воды, в несколько тысяч раз превышающий полный ежедневный расход такой реки, как Миссисипи. Очевидно, что вся эта вода, непрерывно поступающая с глубины в верхнюю часть океана, должна замещаться водой, опускающейся на глубину, то есть она предопределяет глубинную циркуляцию водных масс.



Простейшей моделью циркуляции, согласующейся с изложенными выше фактами, является широкое, медленное, растекающееся течение, воды которого движутся к югу вблизи дна Атлантического океана и сливаются с водами течения, выходящего из Антарктики, а затем направляются в Индийский и далее в Тихий океан (см. верхнюю карту на рис. 2). Такого общего представления до недавнего времени придерживались большинство океанографов. Но, как я полагаю, ввиду вращения Земли и по гидродинамическим соображениям более вероятной должна быть иная схема. Приведу основные рассуждения, из которых складывается эта новая теория.
Поток придонных вод в открытом океане должен отличаться от течения воды в реке. Он должен иметь больше сходства с воздушными течениями в атмосфере. Как известно тому, кто рассматривал синоптические карты, воздушные массы не перемещаются непосредственно из областей высокого в области низкого давления. Они огибают возвышенности и ложбины, подчиняясь так называемой силе Кориолиса, возникающей в связи с вращением Земли. Таким образом, воздух движется вдоль линий одинакового давления, или изобар. Далее, картина распределения изобар в глубоководных частях океанов, построенная мною на основании гидродинамических соображений и соображений о компенсации восходящих водных потоков, показывает перенос вод от экватора к полюсам. Следовательно, можно предположить, что потоки, начинающиеся вблизи полюсов, могут двигаться вдоль западных окраин океанских бассейнов в виде сильных течений точно так же, как по тем же самым трассам проходят сильные течения на поверхности океана. Мы утверждаем, что существует сильное глубинное течение, направленное на юг в западной части Северной Атлантики и на север в западной части Южной Атлантики. Когда они сходятся друг с другом, их струи сливаются и поворачивают к востоку, поднимаясь вдоль восточных берегов Африки и Азии. Эта теоретическая схема была частично подтверждена двумя не зависимыми друг от друга наблюдениями. В прошлом году совместная Британско-Американская океанографическая экспедиция обнаружила сильное глубинное течение в западной части Атлантического океана. Оно проходит под Гольфстримом, но имеет противоположное направление – с севера на юг, – как и предсказывает рассматриваемая теория. Течение удалось выявить благодаря новому прибору для исследования движения воды на глубине, изобретенному британским океанографом Джоном С. Суаллоу. Это искусно спроектированный поплавок, который достигает заранее предопределенного уровня в толще воды и остается на нем, дрейфуя вместе с течением. Поплавок снабжен передатчиком ультразвуковых волн, посылающим сигналы, на основании которых можно определить его положение. Названная экспедиция выполнила зондирование водной толщи мористее Чарлстона (штат Южная Каролина, США). Было установлено, что поплавки, опущенные глубже 2000 метров, дрейфуют в южном направлении со скоростью от двух до восьми миль в сутки. Другое подтверждение этой новой схемы циркуляции было получено в результате работ немецкого океанографа Георга Вюста. Анализируя распределение давления в южной части Атлантического океана, он смог показать, что поток глубинных вод в этом бассейне сводится к сравнительно узким струям, проходящим вдоль континентальных склонов мористее Бразилии и Аргентины. Таким образом, теперь мы можем отнести на счет изложенной теории две маленькие победы. Я считаю, что могу взять на себя смелость сделать еще несколько предсказаний. Вероятно, нам удастся обнаружить: 1) глубинное противотечение под течением Агульяс у восточных берегов Африки; 2) неширокое течение в западной части южного Тихого океана, направленное на север,-скажем, течение, проходящее вдоль склонов глубоководного желоба Тонга-Кермадек; 3) только слабый поток под Японским течением (Куросио). Эта теория получила также подтверждение в результате опытов, проведенных в лабораториях Вудсхолского океанографического института. Тип циркуляции жидкости в плоскодонном вращающемся бассейне аналогичен типу циркуляции воды на сферической вращающейся Земле. Сотрудник Вудсхолского института Алан Фоллер выделил в этом бассейне секцию клинообразной формы, чтобы сделать модель отдельного океана. Вершина клина соответствует земному полюсу, стороны угла – берегам океана, а внешний периметр – экватору. При вращении секции окрашенная вода, введенная в жидкость около «полюса», стала двигаться по «океану» в точном соответствии с предсказаниями нашей теории. Сначала она потекла в виде узкой струи вдоль «западного» края резервуара; на «экваторе» она повернула и стала медленно распространяться к центру бассейна. При известной сноровке вы можете сами проделать этот опыт, поместив на диск патефона небольшой жестяной сосуд. Его нужно покрыть куском стекла, чтобы поверхность воды не подвергалась воздействию струй воздуха. У большинства проигрывателей диски вращаются в направлении, противоположном направлению вращения Земли, поэтому пограничное течение окажется скорее у «восточной» стенки, а не у «западной».
Теперь вернемся к вопросу об управлении климатом. Есть ли, исходя из того, что мы узнали о схеме циркуляции океанских вод, какая-нибудь надежда найти такие критические участки
в океане, где путем проведения незначительных инженерных мероприятий можно было бы в какой-то мере изменить климат земного шара?
Самым заманчивым является проект дамбы (отделяющей Средиземное море от Атлантического океана). Для такой дамбы потребовалось бы всего лишь примерно в десять раз больше материала для засыпки, чем при сооружении плотины Форт-Пек-Дам в штате Монтана. Не исключено, что проект Гибралтарской плотины уже рассматривался инженерами, заинтересованными в снабжении электроэнергией Испании и Северной Африки. Как бы повлияла на климат она?
Из Средиземного моря в Атлантический океан существует глубинное течение; его воды имеют очень большую соленость и способствуют тому, что Атлантический океан является самым соленым океаном в мире. Если перекрыть это течение плотиной, соленость Атлантики может понизиться настолько, что приблизительно через тридцать лет будет не выше солености Тихого океана. Это в свою очередь приведет к уменьшению плотности воды; воды вблизи Арктики перестанут опускаться на дно. В этом случае глубинные океанские течения получали бы питание только за счет воды, погружающейся в глубинный слой океана в Антарктике. Через несколько столетий система абиссальной циркуляции в океанах претерпела бы значительные изменения. Более того, если бы в северной части Атлантического океана нисходящее движение воды прекратилось, наибольшая часть теплых поверхностных вод Гольфстрима, доходящих сейчас в Арктике до берегов Норвегии, отклонилась бы к востоку и югу и образовала бы почти замкнутую циркуляционную систему в Атлантическом океане. Вследствие уменьшения поступления тепла в Арктику паковые льды Северного Ледовитого океана стали бы разрастаться. Согласно новой теории, разработанной океанографом Морисом Юингом, это привело бы к уменьшению ледникового покрова суши и к общему потеплению.
Здравый смысл восстает против такой аргументации. Трудно представить, что столь незначительное вмешательство человека может произвести такой фантастический эффект. И в самом деле, эта аргументация полна недоказанных допущений и необоснованных рассуждений. Мы могли бы привести столь же правдоподобные аргументы в пользу утверждения, что в результате того же самого мероприятия произойдет похолодание, а не потепление климата Земли. Я привел здесь эти забавные домыслы только для того, чтобы показать, насколько больше требуется информации, чтобы со знанием дела говорить об изменении климата. Все подобного рода гипотезы служат просто иллюстрацией того факта, как мало мы знаем и как важно иметь больше количественных данных, чтобы лучше понять процессы циркуляции воды в океане.

Оставить комментарий