Многолик Океан, разнообразно его влияние на климат и погоду нашей планеты, на пищевые, энергетические и минеральные ресурсы. И люди снова и снова обращаются к его водам.
Куда течет океан? Где берут начало и где заканчиваются его течения? Какие силы поднимают их на поверхность и заставляют опускаться до самого дна?
Новые знания об океанических процессах порой в корне изменяют наши представления о том, что казалось простым, как азбука. Например, если уж согласиться с глобальным перемешиванием океанических вод, то однородность их солевого состава должна сама собой подразумеваться. Конечно же, морская вода всюду одинакова.
Но это не так. Не только в разных океанах и на разных широтах, не только вблизи или далеко от берега с его реками-опреснителями — даже в открытом океане иногда через каждые 10—15 миль морская вода может различаться соленостью, температурой и плотностью. Пусть немного — на доли процента. Но и этих «незначительных» долей достаточно, чтобы в близком соседстве обитали различные виды планктона и моллюсков, рыб и животных. Этих долей процента достаточно, чтобы на расстоянии всего нескольких миль буйковые приборы в одном случае обрастали ракушками и выходили из строя, к в другом — продолжали исправно передавать сведения о состоянии атмосферы и океана.
Как выяснилось во время седьмого рейса «Дмитрия Менделеева» весной 1972 г. в Индийский океан, такие неоднородности встречаются повсюду. У морской воды слоистая структура, притом ее поверхностный слой в свою очередь разбивается на множество микрослоев толщиной в метры или в десятки метров. Горизонтальные слои распадаются на некое подобие «блинов», которые могут иметь в диаметре от 20 м до десятков и сотен километров.
Мы еще не знаем причины возникновения слоистой структуры морских вод. Но по-видимому, свою лепту в их строение внесли конвективное перемешивание и турбулентность. Во всяком случае теперь, когда мы получили возможность с борта исследовательского судна зондировать глубины и вести непрерывные наблюдения в пространстве, эту загадку удастся разгадать. Мы работаем теперь с более совершенной техникой и приборами, оснащенными электроникой. У нас появились термохализонды — измерители температуры, солености и глубины. Они-то и позволили тщательно исследовать сложную структуру вод Индийского океана.
Поверхностные воды океана представляют особый интерес, поскольку именно они осуществляют обмен влагой и теплом между атмосферой и океаном. Этот сравнительно тонкий слой вод, до глубин не более сотни метров, подвержен действию сложных механизмов морской турбулентности. Ветер, волны и течения непрерывно создают завихрения, потоки и образуют сложнейший калейдоскоп разнонаправленных сил. Нелегко обнаружить неоднородности в морской воде с помощью несложных приборов вроде ртутных термометров, которыми совсем недавно располагали исследователи. Само по себе явление неоднородности глубинных и в особенности поверхностных вод имеет колоссальное практическое значение: термические и химические свойства воды решающим образом влияют на распределение морских организмов. От этих свойств зависят также оптические и акустические характеристики океана.
Водо-, газо- и теплообмен между атмосферой и океаном происходит именно через его поверхностные слои. И если мы хотим получить четкое представление о климатических процессах на нашей планете, нам необходимо точно знать и особенности структуры вод Мирового океана.
Приблизительно в то же время, когда «Дмитрий Менделеев» исследовал западную часть Индийского океана, на западе Тихого океана работал «Витязь». Экспедицией руководил кандидат физико-математических наук Г. Н. Иванов-Францкевич. Чтобы исследовать течение Кромвелла по всему профилю и на разных глубинах, использовали буйковые станции с самописцами течений. Течение Кромвелла в поперечном сечении имеет форму буквы «П». Оно идет на восток под слоем поверхностного пассатного течения, направленного на запад. Однако внизу, в ложбине этого течения, проходит еще один, тоже мощный, поток. Оказывается, вся эта сложная система
очень стабильна. Даже встретившись на пути с островами, течение лишь огибает их с двух сторон, сохраняя первоначальную структуру.
В последние годы обнаружены течения и противотечения глобального масштаба, о которых тысячелетиями и не подозревали плавающие по океанам моряки. Экспедиция в двенадцатом рейсе «Академика Курчатова» исследовала гидрофизические свойства океана в Атлантике. Изучались преимущественно крупномасштабные процессы. Под руководством профессора В. Г. Корта, удостоенного Государственной премии за исследование системы тропических течений Атлантики, проводились подробные измерения самописцами течений на буйковых станциях. Работа эта трудоемка, зато дает возможность получить более точную информацию об изучаемом процессе, чем с борта корабля.