100 великих тайн океана

Знаменитый и загадочный Гольфстрим

«Есть в океане река, не мелеющая ни в какую засуху, не выходящая из берегов своих ни при каком наводнении. Берега у нее и дно состоят из холодной воды, между тем как ее собственные струи – теплые. Исток ее в Мексиканском заливе, а устье в полярных морях. Это – Гольфстрим.

Карта Гольфстрима, составленная Б. Франклином

На свете нет другого водного потока, который поспорил бы с ним в великолепии и громадности: он течет быстрее Миссисипи и Амазонки и в тысячу раз превосходит их своим объемом. Воды его от залива до берегов Каролины имеют цвет индиго. Пределы их обозначаются так отчетливо, что глазу легко проследить линию их соединения с обыкновенными водами моря. Случается даже видеть, как корабль одним своим боком плывет по синей воде Гольфстрима, а другим – по обыкновенным темно-зеленым волнам океана. Так резко определилась линия раздела, так незначительно сродство между обеими водными массами и так упорно противятся они взаимному смешению».

Эти строки, принадлежащие американскому океанографу Мэтью Мори, очень емко и точно характеризуют самое знаменитое течение Великого Океана. Впрочем, о «реке в океане» написано очень много, причем как в научно-популярной, так и в художественной литературе. И именно благодаря этому Гольфстрим сделался, наверное, самым известным широкой публике океаническим течением.

А первым его тайну разгадал испанский мореплаватель и лоцман Антонио де Аламинос. Его считали везунчиком. А почему бы и нет? Ведь ведомые им флотилии каравелл на недели, а то и на месяцы опережали все остальные суда, снующие из Европы в Америку и обратно.

На пути в Америку Аламинос пользовался «услугами» пассатов, а на обратном пути «запрягал» в Мексиканском заливе Гольфстрим – течение, которое даже при штиле несло суда со скоростью почти 6 километров в час. Разумеется, свой секрет Аламинос очень тщательно скрывал. И только спустя без малого 200 лет секрет испанского мореплавателя был раскрыт.

А вот первое научное исследование Гольфстрима провел в 1770 году американский ученый Бенджамин Франклин. Причем он не только составил примерную карту течения, но и дал ему всем известное теперь название.

Гольфстрим – течение очень сложное, и знакомиться с ним лучше всего, имея перед собой открытый атлас, чтобы воочию видеть все те проливы, заливы и прочие географические районы, с которыми оно во время своего движения вступает в контакт.

А вообще о Гольфстриме можно говорить в двух смыслах. В широком смысле Гольфстримом называется мощная система теплых течений, простирающаяся на 10 тысяч километров от берегов полуострова Флорида до островов Шпицберген и Новая Земля.

Гольфстрим в узком смысле – тот, с которым нас знакомят в курсе школьной географии, – начинается в южной части Флоридского пролива и несется до Большой Ньюфаундлендской банки.

Главную роль в появлении этого мощного течения играют пассатные ветры, которые через Юкатанский пролив нагоняют огромный объем воды в Мексиканский залив, в результате чего происходит значительный перепад уровней воды Мексиканского залива и прилегающей части Атлантического океана.

Избыток ее устремляется через Флоридский пролив в океан, давая начало Гольфстриму. При выходе в океан мощность течения составляет 25 миллионов кубических метров в секунду, или 2160 кубических километров в сутки, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара.

Весь этот объем вмещается в скрытой от глаз человека реке шириной 75 километров (а у мыса Хаттерас – даже 110–120 километров) и глубиной 700–800 метров, несущейся со скоростью более 6 километров в час.

В Атлантическом океане, соединившись с Антильским течением, Гольфстрим еще более наращивает свои мощь и силу: почти вдвое увеличивается его ширина и более чем в три раза – до 82 миллионов кубических метров в секунду – объем переносимой воды. А скорость возрастает уже до 10 километров в час!

Вырвавшись на просторы океана, Гольфстрим демонстрирует присущую только ему одному уникальную особенность. Дело в том, что, вопреки общей для всех течений Северного полушария закономерности, Гольфстрим по выходе в океан под влиянием силы вращения Земли отклоняется не вправо, а влево. Это связано с повышенным уровнем воды в субтропической части Атлантического океана и подпиткой выходящих из Мексиканского залива вод потоком Антильского течения.

Температура воды в Гольфстриме хотя и достаточно высокая, но не постоянная, и находится в тесной связи с колебаниями силы пассатных ветров, нагоняющих теплые тропические воды в Мексиканский залив. При этом наблюдается довольно четкая закономерность: при усилении северо-восточного пассата температура в Гольфстриме повышается через 3–6 месяцев, а юго-восточного – через 6–9 месяцев. Вслед за повышением температуры наступают периоды охлаждения, связанные с тем, что усиление пассатов ведет одновременно к охлаждению верхних слоев океана у берегов Африки.

Огромные океанические просторы Гольфстрим преодолевает в гордом одиночестве. Но по мере продвижения на север он все сильнее отклоняется на восток, в сторону Европы, пока у южной окраины Ньюфаундлендской банки не встретится с холодным Лабрадорским течением. Здесь поверхностные воды обоих течений перемешиваются и опускаются на дно.

Ну разве не похоже это на встречу двух любовников, которые после жарких объятий стремятся уединиться в укромном месте? Согласитесь, даже очень. Особенно если учесть, что у Большой Ньюфаундлендской банки Гольфстрим не исчезает, а просто разбивается на несколько ветвей, самая мощная из которых уходит к берегам Европы под именем Северо-Атлантического течения.

Кстати, в отсутствие тумана место встречи «парочки влюбленных» довольно легко определить по цвету воды: у теплого Гольфстрима она темно-синяя, у холодного Лабрадорского – светло-голубая.

В заключение следует отметить, что Северо-Атлантическое течение приносит к берегам Северной Европы огромное количество теплой воды, которая существенно влияет на климат прибрежных стран. Так, например, Норвегия, согласно некоторым расчетам, получает от этого течения столько тепла, сколько дало бы сжигание 100 тысяч тонн нефти в минуту! Поэтому неслучайно, видимо, это течение называют еще и «печкой Северной Европы».

Что «запустило» Гольфстрим?

Около 12 тысяч лет назад на Земле наступило похолодание, которое, в частности, привело к резкому замедлению и фактически к остановке течения Гольфстрим, несшего свои теплые воды в северную часть Атлантического океана. Этот «перерыв» продлился примерно 1300 лет. В результате в лишенные тепла районы Северной Европы и Северной Америки стали наступать ледники. Всего за 10 лет среднегодовая температура, например, в Англии опустилась на 5 ° С.

Прекратиться же этот процесс, по мнению климатологов, смог только с возрождением Гольфстрима. А «пусковым крючком» в данной ситуации послужило следующее событие…

Территория, на которой находилось озеро Агассис

В тот же период на территории современной западной Канады в результате таяния ледников у края отступавшего ледяного щита появилось озеро Агассис, названное в честь одного из создателей гляциологии, швейцарского ученого Ж.-Л. Агассиса. Даже по современным представлениям озеро представляло собою гигантский водоем. Согласно данным исследователей, длиной оно было в 1100 километров, шириной – в 400, средняя глубина его равнялась 200 метрам, а площадь – 450 тысячам квадратных километров.

Для сравнения: площадь современных Великих озер приравнивается к 245,2 тысячи квадратных километров, а водной глади Каспийского озера – к 371,0.

По геологическим меркам озеро просуществовало совсем недолго – около 10 веков. 12 тысяч лет назад оно внезапно вырвалось на свободу и по руслу реки Маккензи, вытекающей из Большого Невольничьего озера и впадающей в море Бофорта, устремилось в Северный Ледовитый океан.

По расчетам исследователей, поток изливавшейся из озера воды составлял тогда около 1,6 кубических километра в час, а сам процесс продолжался примерно в течение года.

По существу, это была катастрофа. Прежде озеро Агассис тоже неоднократно изливалось – то в восточном, то в южном направлении, но в какой-то момент его воды потекли на север. Скорее всего, все началось с того, что вода прорвала естественную дамбу, образованную оставленными ледником обломочными породами.

В свою очередь, замерзание в океане озерной воды сопровождалось выделением значительного количества тепловой энергии: примерно 13,5 миллиарда джоулей в час. Этого тепла оказалось достаточно, чтобы изменить характер атмосферной циркуляции в глобальных масштабах и спустя 2–3 года возобновить функционирование Гольфстрима.

«Младенец-мальчик»

Это течение, имя которому – Эль-Ниньо, в последние годы получило известность не меньшую, нежели знаменитый Гольфстрим. О нем теперь пишут не только в специальных изданиях, но и в научно-популярных журналах, в газетных статьях, немало времени уделяют ему и в телевизионных передачах.

Чем же вызвано столь пристальное внимание к Эль-Ниньо? Причина, скорее всего, одна: те многочисленные человеческие жертвы и колоссальные материальные потери, которым подвергает это течение все окружающее.

«Явление» Эль-Ниньо

Действительно, течение Эль-Ниньо, название которого в переводе с испанского языка означает «младенец-мальчик», приносит многим прибрежным странам воистину глобальные экономические катастрофы.

Например, появление Эль-Ниньо у побережий Эквадора и Перу сопровождается резким, на 7—12 градусов, повышением температуры воды, в результате чего исчезает рыба и гибнут птицы, а также начинаются затяжные проливные дожди.

Легенды о подобных «проделках» Эль-Ниньо сохранились у индейцев местных племен с тех давних времен, когда на их земли не ступала еще нога испанских завоевателей. Более того, перуанские археологи установили, что в глубокой древности местные жители, защищаясь от катастрофических ливневых дождей, строили дома не с плоскими, как сейчас, а с двускатными крышами.

Если же абстрагироваться от многочисленных деталей, характерных для любого природного процесса, то ничего особенного в появлении Эль-Ниньо вроде как и нет. Просто на востоке Тихого океана (в тропической и центральной частях) на площади порядка 10 000 000 квадратных километров вдруг резко, на 5–9 градусов, повышается температура поверхностного слоя воды. Именно этот температурный скачок и приводит в конечном итоге к тем катастрофическим последствиям, которые несет с собой Эль-Ниньо.

Хотя обычно считается, что Эль-Ниньо – производное лишь океанических явлений, на самом деле это явление достаточно тесно связано с метеорологическими процессами, которые получили название «Южное колебание» и представляют собой, образно говоря, атмосферные «качели» размером с океан.

Дело в том, что в восточной части Тихого океана имеется холодное Перуанское течение, которое, двигаясь на север, проходит вдоль побережий Эквадора и Перу. Добравшись до Галапагосских островов, оно поворачивает на запад и переходит в Южное экваториальное течение, которое в том же, западном направлении продолжает свой путь вдоль экватора. На границе его контакта с теплым межпассатным противотечением, наличествующем в этом же районе, образуется экваториальный фронт, препятствующий поступлению теплых вод к побережью Латинской Америки.

Благодаря такой системе циркуляции вдоль побережья Перу, в зоне Перуанского течения, формируется Перуанский апвеллинг – огромная область подъема относительно холодных глубинных вод, хорошо удобренных минеральными соединениями. Именно эти богатые удобрениями воды и обеспечивают высокий уровень биологической продуктивности в данном районе. Такая картина получила название «Ла-Нинья» (в переводе с испанского – «младенец-девочка»).

Эта «сестрица» Эль-Ниньо чаще вполне безобидна, но по неизвестным пока причинам с интервалом в 3–7 лет неожиданно перевоплощается в «братца». В это время пассаты ослабевают, и теплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных теплых течений в Мировом океане. На огромной площади в восточной части Тихого океана резко повышается температура поверхностного слоя. В тот же период холодное Перуанское течение, как это ни парадоксально, тоже практически останавливается, тем самым как бы «перекрывая» путь подъему глубинных холодных вод.

В результате температура поверхностных вод на огромной площади океана повышается до 21–23 градусов, а иногда и до 25–29. Контраст же температур на границе Южного экваториального течения и теплого межпассатного порой вообще исчезает. Экваториальный фронт размывается, и теплые воды Экваториального противотечения беспрепятственно распространяются в сторону побережья Латинской Америки.

Вот примерно в таком колебательном режиме и происходит периодическое появление Эль-Ниньо.

Кстати, еще в 1975 году были выдвинуты предположения, что пассаты могут создавать западную выпуклость теплых вод и что любое ослабление ветров позволяет теплым водам двигаться на восток. Однако эти гипотезы не подтвердились, ибо накануне событий 1982—83 годов никаких выпуклостей замечено не было.

Вообще же интенсивность, масштабы и продолжительность Эль-Ниньо в отдельные годы существенно разнятся.

«Так, например, в 1982–1983 годах, в период самого интенсивного за 130-летний срок наблюдений Эль-Ниньо, это явление началось в сентябре 1982-го и продолжалось до августа 1983 года. При этом максимальные значения температуры поверхности океана в прибрежных городах Перу от Талары до Кальяо превысили среднемноголетние для ноября – июля на 8—10 °C. В Таларе они достигали 29 °C, а в Кальяо – 24 °C. Даже в самых южных районах развития катастрофы (18 град. южной широты) аномалии прибрежных значений температуры поверхности океана составляли 6–7 °C, а общая площадь Тихого океана, охваченная Эль-Ниньо, равнялась 13 миллионам квадратных километров» (Д. Фащук. Коварное дитя трех стихий. Наука и жизнь, № 4, 2004).

Естественно, что при таких гигантских масштабах проявления Эль-Ниньо климатические аномалии распространились не только на тихоокеанский регион, но и достигли Северной Европы и Южной Африки.

Конечно же, Эль-Ниньо – феномен исключительно XX века. Хотя ученые полагают, что это явление существовало в далеком геологическом прошлом и могло продолжаться по 200 лет, приводя, помимо кратковременных аномалий климата, к продолжительным периодам потепления.

Более того, это грандиозное течение, причиняющее огромные разрушения, могло стать причиной гибели ряда высокоразвитых культур. «Загадочное исчезновение цивилизации индейцев майя в Центральной Америке могло быть вызвано сильными климатическими изменениями. К такому выводу пришла группа исследователей из Немецкого национального центра наук о земле», – пишет британская газета «The Times».

Ученые давно задались вопросом: почему на рубеже IX и X веков нашей эры на противоположных концах земли практически одновременно прекратили существование две крупнейшие цивилизации того времени – индейцы майя и китайская династия Тан? В итоге исследователи предположили, что к закату и гибели их привели засуха и последовавший за ней голод. Причиной подобных перемен в климате стало течение Эль-Ниньо, приведшее к крупномасштабным нарушениям циркуляции атмосферы. Результатом же стали засухи в традиционно влажных регионах и наводнения – в засушливых. К таким выводам ученые пришли после изучения характера относящихся к указанному периоду осадочных отложений в Китае и Мезоамерике.

Любопытно, что за последние 50 лет, как и в предыдущий полувековой период, в характере аномалий температуры поверхности океана в районе развития Эль-Ниньо выделен целый спектр циклов от 2 до 7 лет. Однако для прогноза явления все они оказались ненадежными.

Результаты исследования образцов кораллов показали, что раньше Эль-Ниньо не был столь интенсивен и агрессивен, как последние 100 лет. Вот годы, когда была зафиксирована его аномальная активность: 1864, 1871, 1877–1878, 1884, 1891, 1899, 1911–1912, 1925–1926, 1939–1941, 1957–1958, 1965–1966, 1972, 1976, 1982–1983, 1986–1987, 1992–1993, 1997–1998, 2002–2003.

Как видим, «явление» Эль-Ниньо происходит все чаще. Причем продолжается оно все дольше и неприятностей приносит все больше. Недаром самыми интенсивными считаются периоды с 1982 по 1983 год и с 1997 по 1998 год.

В стремлении раскрыть механизмы этого глобального явления уже несколько последних десятилетий изучением Эль-Ниньо занята целая научная армия. Причем в этом масштабном исследовании заняты и суда, и самолеты, и даже спутники. На множестве буев установлены приборы для измерения температуры воды от поверхности океана до 400-метровой его глубины.

Жестокий «мальчик»

Выше уже говорилось, что рождение гигантского «младенца» вызывает процессы, которые носят глобальный характер и оказывают немалое влияние не только на атмосферу Земли, но и на экономику многих стран.

Например, в Перу одним из самых значимых национальных богатств является… гуано – птичий помет. Дело в том, что на побережье государства обосновалось самое большое в мире сообщество птиц (до 30 миллионов особей), интенсивно производящих лучшее из естественных удобрений, содержащее 9 % соединений азота и 13 % фосфора.

Основными поставщиками этого богатства являются три вида птиц: перуанский баклан, пестрая олуша и пеликан. За многие века они произвели «сугробы» удобрений высотой до 50 метров. Чтобы добиться такой производительности, птицам приходится съедать по 2,5 миллиона тонн рыбы в год, или 20–25 % мирового улова анчоусовых рыб – основного пищевого объекта птиц.

В годы Ла-Нинья количество анчоуса у берегов Перу бывает столь велико, что пищи хватает не только птицам, но и людям. До недавнего времени уловы рыбаков этой относительно небольшой страны достигали 12,5 миллиона тонн в год: в два раза больше, чем добывают все остальные страны Северной и Центральной Америки. Неудивительно, что доход рыбной промышленности Перу составляет 1/3 валового внешнеторгового дохода страны.

Во время же Эль-Ниньо апвеллинг разрушается, продуктивность прибрежных вод резко падает и происходит массовая гибель анчоусов от голода и резкого потепления воды. В итоге кормовая база птиц – скопления анчоусов – прекращает свое существование. Численность пернатых производителей удобрений в эти периоды сокращается в 5–6 раз, а уловы рыбаков и вовсе становятся символическими.

Чилийская пустыня Атакама после необычных дождей

Что же касается других стран, то, например, по данным американских специалистов, в 1982–1983 годах экономический ущерб от «проделок» Эль-Ниньо только в США составил 13 миллиардов долларов. А по оценкам ведущей страховой компании мира «Munich Re», ущерб 1997–1998 годов исчислялся уже 34 миллиардами долларов.

Кроме того, Эль-Ниньо обычно сопутствуют экологические катастрофы – засухи и пожары либо ливневые дожди, вызывающие затопление огромных территорий густонаселенных районов. А это, в свою очередь, приводит к гибели людей и уничтожению скота и урожая в разных районах Земли. Так, во время пришествия «младенца» в 1997–1998 годах погибли 24 тысячи человек. Сначала пожары превратили в пепел тропические леса Индонезии, а потом забушевали на просторах Австралии и дошли до предместья Мельбурна. Пепел долетал даже до Новой Зеландии, преодолевая расстояние в 2000 километров.

Смерчи проносились там, где их никогда не было. Солнечная Калифорния подверглась атаке «Норы» – торнадо небывалых размеров, имевшему диаметр 142 километра. Он промчался над Лос-Анджелесом, едва не сорвав крыши с киностудий Голливуда. Две недели спустя другой смерч, «Паулине», обрушился на Мексику.

Знаменитый курорт Акапулько был атакован 10-метровыми океанскими волнами. При этом постройки были разрушены, а улицы – завалены их обломками, мусором и пляжной мебелью. Наводнения не пощадили и Южную Америку: сотни тысяч крестьян Перу спасались бегством от обрушившейся с неба воды, поля погибали, будучи затоплены грязью. На чилийскую пустыню Атакама, которая всегда отличалась такой необыкновенной сухостью, что сотрудники НАСА именно там проводили испытания марсианского вездехода, обрушились проливные дожди. Наблюдались катастрофические наводнения и в Африке.

А в Новой Гвинее – на одном из крупнейших островов планеты, главным образом в восточной его части – земля буквально растрескалась от жары и засухи. Тропическая зелень высохла, колодцы остались без воды, урожай погиб. Полтысячи человек умерли от голода. Появилась угроза эпидемии холеры.

Вот таков он, «младенец-мальчик» – жестокий и беспощадный.