Знание-сила, 1998 № 02 (848)

Конечно, нынешний горный и пустынный Иран совсем не похож на морской Иран пятисотмиллионолетней давности, но события, происходившие тогда в органическом мире, определили относительную безбедность этой страны в мире нынешнем. Тогдашние и более поздние организмы собственно и создали то, чем живут иранцы: фосфориты, уголь и нефть. Однако вряд ли кто- нибудь согласится назвать современный Иран или Россию процветающими странами. Что-то для этого нужно еще.

Однако самое интересное, что мы увидели в Иране,— это взаимодействие Среды и организмов.

Одних изменений Среды явно было недостаточно для становления и изменений биоты. Они, несомненно, влияли на облик биоты, то есть на разнообразие организмов и связей между ними, но вряд ли такое влияние выходило за ограничительные рамки (негативные обратные связи).

Позитивные обратные связи проявляются прежде всего во влиянии самих организмов на рост разнообразия сообществ. Так, колониальные многоклеточные способствовали разнообразию рифовых сообществ за счет создания многомерного пространства рифов, появление стебельчатых иглокожих во многом обусловило развитие сообществ твердого морского дна, внедрение хищников и планктонных фильтраторов вызвало мощную волну отбора среди потребляемых ими организмов.

Более того, кембрийско-ордовикский этап, возможно, стал поворотным в истории Земли, поскольку организмы сами стали контролировать Среду наряду с космическими и тектоническими процессами. Об этом мы, может быть, поговорим позднее. •

А. Семенов

Разобравшись в прошлом климата, ученые надеются лучше понять настоящее и предсказывать будущее.

Довольно давно уже исследователи поняла, что многое зависит от океана и особенно от его мощных течений. В декабре 1997 года одно из самых известных таких течений — Эль-Ниньо — вернулось на свой прежний путь. Его предыдущий приход в 1982 году привел к гибели двух тысяч людей и материальному ущербу в 13 миллиардов долларов. Именно поэтому не ослабевает внимание ученых к проблемам движения океанических течений в пространстве и времени. Еще взгляд ни проблему мы и хотим предложите вашему вниманию.

Для северных европейцев, страдающих от необычно холодных зим, непрекращающихся насморков и гриппов, глобальное потепление выглядит «светлым будущим» и избавлением от бед. Чем плохо: переместиться в средиземноморскую благодать, не двигаясь с места. Но — оставьте пустые мечты: как это ни парадоксально звучит, однако глобальное потепление может ввергнуть Европу в еще большую прохладу на несколько сотен лет.

Европейцы должны быть благодарны Атлантическому океану за тепло в их жизни. По справедливости, северным европейцам суждено было мерзнуть, как и канадцам, находящимся на той же широте. Но теплые поверхностные воды из тропических широт подогревают Европу уже много-много лет. Именно этому «нагревателю» и угрожает глобальное потепление.

Как работает нагревательный процесс в Европе? Теплые воды приносит Гольфстрим, представляющий собой западную часть огромного вихря, известного океанографам как субтропический круговорст. Аналогичные круговороты есть во всех океанах, ими управляют ветры и вращение Земли. Влияние Гольфстрима на климат Европы могло быть совсем незаметным, если бы в Атлантике не было двух мощных океанических течений: одного к востоку от Гренландии, а другого — на юге Лабрадорского моря. Они загоняют Гольфстрим в глубь океана и протаскивают его теплые воды далеко на север.

Гольфстрим и североатлантический насос образуют часть глобальной океанической циркуляции, которую океанографы окрестили «конвейерным ремнем». Теплая вода течет на север через Атлантику в сто раз быстрее, чем река Амазонка. Затем она ныряет вглубь около Гренландии и возвращается в южную часть океана на глубине два-три километра под названием Глубоководное североатлантическое течение. Этот круговорот отдает в сто раз больше тепла холодной северной атмосфере, чем его потребляет население Земли. Колоссальное количество высвобождаемого тепла нагревает воздух вокруг Европы градусов на пять, и этот бесплатный «обогреватель» надежно трудится уже более десяти тысяч лет. Однако некоторые климатологи считают, что вмешательство рода человеческого в климат Земли может запустить новый период нестабильности.

Картина основных океанических течений. Красным цветом выделены теплые течения.

О работе «конвейерной ленты» известно уже немало. Ее функционирование обусловлено различной плотностью воды в разных точках Атлантики. Воды на севере плотнее, чем на юге, поэтому Глубоководное североатлантическое течение и движется с севера на юг. На юге оно присоединяется к Антарктическому полярному течению, окружающему планету е запада на восток. Часть теплой воды поднимается к поверхности около Антарктиды, другая продолжает двигаться на глубине в другой океан и через тысячу лет достигает севера Тихого океана.

Путь, по которому эта вода возвращается в Атлантику, пока до конца не выяснен. Есть два возможных варианта: западный «путь теплой воды» — между островами Индонезии и вокруг Южной Африки, и восточный — вокруг Южной Америки через пролив Дрейка.

Плотность воды в Северной Атлантике определяется ее соленостью и температурой, именно эти факторы определяют и работу «конвейерной ленты». Когда теплая поверхностная вода соприкасается с холодным арктическим воздухом, она охлаждается. Это увеличивает ее плотность, и она погружается вниз. С другой стороны, северные поверхностные воды разбавляются дождями, реками и тающими снегами — это уменьшает плотность и препятствует погружению вглубь. В тропических широтах вода на поверхности становится более соленой и плотной из-за сильного испарения, поэтому там она опускается вглубь, выпуская на свет божий потоки из глубины.

Самоподдерживающая система с положительной обратной связью имеет по меньшей мере один крупный недостаток: если нарушить движение, остановить «конвейерную ленту», то она так и будет стоять. Этот эффект был замечен в одном из первых экспериментов по моделированию климата с учетом океана и атмосферы. В конце восьмидесятых годов Суки Манабе и Рон Стоуфер из лаборатории динамики жидкости в Принстоне (Нью-Джерси, США) обнаружили, что в их модели климата есть два совершенно различных и более или менее стабильных состояния. Одно напоминает современную систему циркулярных течений, а во втором «конвейерная лента» сильно смешена к югу, и средняя температура в Европе градусов на десять ниже, чем в наши дни. С тех пор этот вывод о двух устойчивых состояниях был не раз подтвержден в экспериментах с разными моделями климата.