Жизнь моря

В море Бофорта и близлежащем районе Полярного бассейна, помимо вод атлантического происхождения, имеются и тихоокеанские воды. Они теплее полярных вод, но их температура все же около минус 1,0 градуса. Располагаются эти воды на глубинах в 100 метров, то-есть выше атлантических.

Огромен размах замечательного движения вод, начавшегося в Экваториальной области и заканчивающегося в Северном Ледовитом океане.

Подобные ветровые системы течений существуют во всех океанах. В Тихом океане мощные пассаты вызывают идущее на север и затем на северо-восток известное течение Куро-Сио.

Помимо теплых течений, в различных районах океана имеются и холодные поверхностные течения. Среди них особенно известны Восточно-Гренландское, прижимающееся к восточным берегам Северной Америки, и Ойя-Сио, идущее вдоль восточных берегов Камчатки. В южном полушарии, наоборот, холодные течения распространяются вдоль западных берегов Южной Америки, Африки и Австралии.

Создаются громадные кольца океанических течений, расположенные к северу и к югу от экватора. В образовании этих колец участвуют как теплые, так и холодные течения.

В системе постоянных течений, кроме ветровых, большое значение имеют также течения, образующиеся в результате различий в нагревании самой воды. Нагревание воды изменяет ее плотность. Различие же в плотности создает течение. При этом менее плотные воды будут распространяться поверху, а более плотные — понизу.

Плотность морской воды зависит от ее температуры и солености. При равной солености холодные воды тяжелее теплых. Поэтому в океане, где соленость воды одинакова, теплые, пришедшие из Тропической области воды, охлажденные на Севере и в Антарктике, опускаются в глубину и двигаются к экватору. Вблизи экватора холодные воды начинают подыматься вверх, так как теплые воды уходят из Экваториальной области на север. Этим объясняется удивительное явление, что в Экваториальной области температура воды на глубине в 100 метров гораздо холоднее, чем на той же глубине на расстоянии в 3000 километров к северу и к югу от экватора.

Течения, основанные на разности в плотности воды, переносят огромные массы воды из полярных областей к экватору и от последнего в полярные районы, хотя двигаются эти воды очень медленно. Масса их по сравнению с поверхностными водами огромна.

Глубинные течения несут в тропические районы много питательных веществ. Если бы этого явления не было, то жизнь в Экваториальной области океанов была бы чрезвычайно бедна, особенно в Индийском и Тихом океанах. В самом деле, благодаря высокой температуре воды темп жизни в Тропической области весьма интенсивен, а запасы питательных веществ пополняются слабо. Питательные вещества, находящиеся на дне, недоступны для обитателей поверхностных слоев. Ведь до дна 5–6 и более километров! Поднять питательные вещества с таких глубин вертикальным перемешиванием трудно. Реки, несущие эти вещества, находятся очень далеко от центральной части океана.

Для создания мировой карты течений много сделали русские кругосветные мореплаватели XIX столетия. На десятках кораблей велись разнообразные исследования. Наиболее важные результаты были получены С. О. Макаровым во время его кругосветного путешествия на корвете «Витязь».

Трудами наших отечественных океанографов нанесены на карты все важнейшие течения в морях, омывающих берега нашей Родины. Так, Н. М. Книповичем была составлена карта течений в Баренцовом море. Советские ученые заново исследовали и пересмотрели это явление, и появилась прекрасная карта течений Баренцова моря, показывающая связь его с Атлантическим океаном на западе и Северным Ледовитым океаном на севере и востоке. Благодаря трудам В. А. Березкина, В. Ю. Визе, Н. Н. Зубова и большой группы ученых-полярников на карте появились течения Северною Ледовитого океана и полярных морей СССР. Схема течений в дальневосточных морях была составлена после работ советских экспедиций; особенно большую роль в этом отношении сыграли экспедиции 1932 года, проведенные под руководством К. М. Дерюгина. Течения в наших южных морях определены работами И. Б. Шпиндлера, Ю. М. Шокальского, Н. М. Книповича и других.

В Советском Союзе организованы регулярные наблюдения над изменениями течений. Ученые установили, что в наше время наблюдается повышение циркуляции атмосферы. Это влечет за собой усиленный вынос льдов из центральной части Северного Ледовитого океана и более сильное вторжение атлантических вод. Известно, что станция «Северный полюс» и ледокольный пароход «Г. Седов» дрейфовали значительно быстрее, чем за 44 года до них дрейфовал Нансен на «Фраме».

С усилением циркуляции повышается температура воздуха. Вот почему современный период многие называют периодом «потепления Арктики». Средняя температура воздуха в Северной Европе сейчас выше, чем была 40–50 лет тому назад. Значительно расширилась область распространения в Баренцовом море важных промысловых рыб: трески, пикши, морского окуня, сельди.

Не только течения вызываются ветром. В жизни моря большое значение имеют также волны.

С волнами в океане у человека связано представление, как о самом грозном явлении морской стихии. Действительно, даже волны высотой в 6 метров и длиною в 80 метров с периодом в 10 секунд (это нередко бывает в Черном море) имеют запас энергии в 3600 килограммометров на каждый метр фронта волны, то-есть протяжения вдоль гребня. Однако как ни велики волны в бурю, современный корабль вполне надежен для плавания.

Как образуются волны на поверхности моря?

Подуйте на воду, налитую в блюдце, и вы увидите, что даже от самого легкого дуновения по поверхности пойдут морщинки. Так и в природе. Легкий ветер вызывает рябь на поверхности воды. Происходит это от трения частиц воздуха о воду. Это трение — большая сила. Она и образует волны. Если энергия ветра не уменьшается, то из маленьких волн образуются большие. Все выше и выше будут подниматься гребни волн, и в сильный шторм волны достигают огромной величины. Так как волны обычно идут группами, то это породило легенду о «девятом вале». На самом деле такой периодичности в природе не наблюдается.

Сами по себе волны не создают течения воды.

«Гребни волн бегут, и нам кажется, — пишет академик В. В. Шулейкин в книге „Очерки по физике моря“, — что с ними уносятся все дальше и дальше определенные частицы воды. Но не верьте своим глазам, они вас на этот раз обманывают. Чтобы убедиться в справедливости этих слов, бросьте в воду какую-нибудь щепку, пробку или какой-нибудь другой легкий предмет, способный плавать. Следя за ним, вы заметите, что волны будут словно проскальзывать под ним. Они будут только поднимать и опускать поплавок. Пропуская бегущие гребни волн, поплавок лишь движется вверх и вниз, а не следует за ними.

Вы не будете удивляться такой особенности этого движения, если вспомните волны, которые вызывает ветер, пробегая по другому „морю“ — морю ржи, пшеницы, овса. Там, в поле, вы тоже видите движение гребней волн, но вам никогда не придет мысль, что вместе с такими гребнями убегают от вас колосья хлебов. Каждый из них прикреплен к своему стеблю и может только качаться на нем, то склоняясь к земле, то вновь выпрямляясь.

Так и частицы воды непрерывно колеблются около своего положения равновесия, между тем как вам кажется, что массы воды куда-то уносятся вместе с волнами».

При определении различных явлений, связанных с волнами, условились считать: высотою волны — разность уровней гребня и подошвы волны; длиною — расстояние между двумя соседними гребнями; периодом волны — промежуток времени между прохождением через одну и ту же точку двух соседних гребней; скоростью — расстояние, пробегаемое гребнем волны в одну секунду; средней крутизною волны — отношение высоты к половине длины волны.

Ранее предполагали, что волны и на большой глубине так же велики, как и на поверхности. На самом деле это не так. Известно, что в подводной лодке на сравнительно небольшой глубине уже не ощущаются даже штормовые волны, бурно пенящие поверхность моря. С увеличением глубины постепенно затухают колебательные движения частиц воды, и на глубине, равной длине волны, колебания частиц уменьшаются более чем в 500 раз. Таким образом, штормовая волна в 8 метров высотою и длиною в 150 метров на глубине 150 метров практически почти полностью угасает. В прибрежной области, на мелководьях, волновое движение достигает дна. Снизу волна тормозится. Ее правильная форма разрушается. Образуется прибрежный бурун. Чем ближе к берегу, тем больше волновое движение у дна замедляется, а высота увеличивается, и верхушки волн с шумом опрокидываются на берег. Это явление называется прибоем.