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.