Галина Шалаева - Кто есть кто в мире звезд и планет

До недавнего времени основным средством изучения океана, если не считать попутных наблюдений любознательных мореплавателей, были морские экспедиции на исследовательских судах. Такие суда должны иметь специальное оснащение – приборы для измерения температуры воды, ее химического состава, скорости течений, устройства для отбора проб грунта с морского дна и для лова обитателей морских глубин. Первые океанографические приборы опускались с борта судна на металлическом тросе с помощью лебедки.

Измерение свойств воды на больших глубинах требует особой изобретательности. Действительно, как снять показания прибора, находящегося на глубине в несколько километров? Поднять его на поверхность? Но за время подъема датчик прибора проходит через самые разные слои воды, и его показания многократно изменяются. Чтобы зафиксировать, например, значения температуры на нужной глубине, используется особый, так называемый опрокидывающийся термометр. После переворачивания «вверх ногами» такой термометр уже не меняет своих показаний и фиксирует температуру воды на той глубине, на которой произошло опрокидывание. Сигналом к переворачиванию служит падение посыльного грузика, соскальзывающего вниз по несущему тросу. Точно так же при переворачивании закрываются и горловины сосудов для отбора проб воды на химический анализ. Такие сосуды называют батометрами.

В последние годы на смену таким сравнительно простым приборам, долгое время служившим океанографам, все чаще приходят электронные устройства, которые опускаются в толщу вод на токопроводящем кабеле. Через такой кабель прибор сообщается с бортовым компьютером, запоминающим и обрабатывающим данные, поступающие из глубин.

Но и таких устройств, более точных и более удобных в обращении, чем их предшественники, недостаточно для получения полной картины состояния океана.

Размеры Мирового океана столь велики (его площадь составляет 71 % площади всей Земли, то есть 360 миллионов квадратных километров), что самому быстроходному судну потребуются многие десятилетия, чтобы побывать во всех районах океана. За это время состояние его вод существенно меняется, подобно тому, как меняется погода в атмосфере.

На помощь океанологам приходят искусственные спутники Земли, совершающие несколько оборотов в течение одних суток, либо же зависающие над какой-либо точкой земного экватора на очень большой высоте, откуда можно исследовать почти половину земной поверхности.

Измерять характеристики океана с высоты спутника не так-то просто, но возможно. Даже изменения цвета воды, замеченные приборами спутника или космонавтами на орбитальной станции, многое могут сказать о движении вод.

Еще точнее движение вод прослеживается по перемещениям наблюдаемых со спутников дрейфующих в океане камней (такой камень называется буй). Но больше всего информации извлекается из регистрации испускаемого поверхностью океана электромагнитного излучения. Анализируя это излучение, можно определять температуру поверхности океана, скорость приводного ветра, высоту ветровых волн и другие показатели, которые интересуют океанологов.

Определение глубины океана называется «прослушиванием глубины» или «снятием звука». В прежние времена для этого на один конец веревки привязывали груз. На веревке на расстоянии в морскую сажень (1,83 метров) завязывались узлы. Она называлась лот. Лот опускали в воду, он уходил на глубину под тяжестью груза, и моряки считали количество узлов. После этого вычисляли глубину. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, похожую на ту, из которой делаются фортепьянные струны.

Однако в океанах существуют такие глубокие места, что спускать лот туда пришлось бы не один день. Как же быть с этим?

Сегодня для определения глубины океана используется эхолот. Аппарат на борту корабля посылает звуковой сигнал со скоростью около 1,5 километра в секунду и фиксирует отраженный от дна ответ. Чем глубже вода, тем больше требуется времени для получения на корабле эха.

В современных эхолотах с корабля излучается высокочастотный звук. Звук эха регистрируется черной точкой на специальной бумаге. Приборы устроены так, что глубину можно сразу определить в морских саженях.

Эхолоты используются не только для определения глубины морей, но и для изучения дна океана, его профиля, впадин и возвышений, находящихся под дном корабля.

Звуки посылаются так часто, что ответные сигналы ложатся вплотную друг с другом. И от одного сигнала до другого глубина изменяется очень незначительно. Если корабль проходит над морской горой, эхолот точно определяет форму горы. Если дно плоское, прибор также фиксирует это. Эхолот не пропускает даже возвышения в несколько метров высотой.

В море есть огромные массы воды, которые постоянно перемещаются. Их движение очень сложное, так как много причин заставляет воду двигаться. Одна из них та, что плотная вода опускается вниз, а более легкая поднимается вверх.

Самая плотная вода в океане – холодная и соленая. Такой она становится, когда морская вода замерзает в Северном Ледовитом океане и около Антарктиды. Во льду, получающемся в результате этого замерзания, очень мало соли. Холодная соленая вода, остающаяся после образования льда, опускается в глубины моря.

Самая соленая вода в океане находится в районе тропиков. Эта вода очень теплая и поэтому не такая плотная, как холодная, находящаяся под ней. Она и остается на поверхности океана. Соленая вода перемещается с помощью ветров.

Иногда ветры и контуры берега соединяют двигающиеся массы воды вместе. Вода вынуждена течь быстрее, образуя течение. Течения напоминают реки в море. Наиболее известное течение – Гольфстрим, которое было открыто Бенджамином Франклином. Гольфстрим начинается в Атлантическом океане недалеко от экватора.

Постоянные ветры у экватора почти всегда дуют с востока. Они гонят теплую соленую воду мимо Карибских островов в огромный залив, образованный полуостровом Флорида и восточным побережьем Соединенных Штатов. Вода здесь накапливается, а затем течет к северу, к мысу Гаттерас. Здесь Гольфстрим становится узким и течет быстро. Его скорость составляет несколько километров в час. Течение здесь менее 16 километров в ширину и около 550 метров в глубину. Как река на земле, Гольфстрим не течет строго прямо, а виляет вдоль океанской поверхности. Но, в отличие от реки, Гольфстрим не всегда находится в одном и том же месте, так как у него нет определенного курса.