Николай Вершинский - Загадки океана

Прежде всего по температуре — вода в линзах значительно теплее окружающей воды океана. И еще по солености — в линзах она заметно соленее.

Долго никому не приходила в голову мысль, что повышение температуры воды в глубинах океана может относиться к четко обрисованному объему в форме линзы. Слишком уж необычной казалась мысль о возможности существования (иначе трудно сказать!) в океане автономного громадного объема воды, почему‑то не смешивающегося с окружающей водой. Что‑то вроде микроструктуры в макромасштабе.

Не так просто найти линзу в океане. Ведь сверху ее не видно. Необходимо сделать много измерений температуры или солености воды в обследуемом районе. Тогда по точкам можно оконтурить массу воды с отличающимися параметрами и определить ее форму. Как уже упоминалось, соленость воды в океане обычно вычисляют по измеренным с помощью гидрофизических зондов электропроводности, температуре и давлению.

Первое сообщение о находке линзы в октябре 1976 г. принадлежит Мак Дауэллу. Линза была обнаружена в Атлантическом океане, к северу от Багамских островов, в точке с координатами 25° с. ш., 70° з. д.

Через год Дауэлл и Россби опубликовали еще одно сообщение с удивительными подробностями о той же линзе. Оказалось, что она прошла почти 6 тыс. км от того места, где образовалась. Так показал анализ ее воды. Ядро линзы, т. е. ее центральная часть, состояла из воды Средиземного моря.

Она располагалась на глубинах между 700 и 1300 м, имела диаметр около 200 км и перемещалась на юго — запад со скоростью примерно 6 см/с. Температура воды в ядре была выше температуры окружающей воды примерно на 1 °C, соленость — выше на 0,2 промилле ( 0/ 00). Средняя соленость океана равна 35 0/ 00, т. е. 35 г. соли на 1 кг воды.

Выяснились и другие, очень важные подробности. Линза оказалась вихрем! Одиночным глубинным антициклоническим вихрем в форме линзы. Антициклонический означает, что он вращается по часовой стрелке (для северного полушария). Большие вихри на поверхности океана были открыты почти на десять лет раньше. Теперь найдены подводные вихри, еще более удивительные.

Позже учеными разных стран было исследовано много других линз в разных частях Мирового океана.

Большое количество линз было обнаружено советскими учеными Л. Н. Беляковым и В. А. Волковым в бассейне Северного Ледовитого океана, в Чукотско — Аляскинском секторе. Там они имели диаметр 20–30 км и располагались в слое 30—350 м, превышение температуры в их ядрах порядка 1,0–1,5 °C.

Сообщалось также об обнаружении 19 различных линз в Саргассовом море — с диаметрами до 65 км и толщиной до 220 м. Они располагались на глубинах 550–800 м.

В последние годы были и другие находки различных линз в Атлантическом океане.

Но самой интересной является линза, открытая советской экспедицией «Мезополигон-85» в марте — июле 1985 г. в тропической части Северной Атлантики. В этой экспедиции работали три судна «Академик Мстислав Келдыш» (10–й рейс), «Академик Курчатов» (41–й рейс) и «Витязь» (9-й рейс). Центр района исследований имел координаты 20° с. ш., 37° з. д. Линза названа «Мезополигон-85». Она замечательна во многих отношениях. Прежде всего — высокой температурой ядра, достигавшей примерно 10 °C при температуре окружающих вод океана всего 6 °C. На четыре градуса выше!

А соленость в центре ядра линзы была 35,9 0/ 00по сравнению с 35,0 0/ 00для окружающих вод. Разница в солености 0,9 0/ 00, почти целая единица! Это очень много, потому что для средних условий океана изменение солености на 1 0/ 00происходит по вертикали на протяжении нескольких тысяч метров. Здесь же такое изменение наблюдалось в пределах относительно скромных размеров. Линза располагалась на глубине в слое между 750–800 м и 1400–1500 м, т. е. ее размер по вертикальной оси был всего около 650–700 м.

Распределение температуры воды в линзе в вертикальной плоскости.

Распределение температуры горизонтальной плоскости воды в линзе на глубине 1 тыс. м.

Диаметр линзы был в пределах 65–74 км, а ее центр находился на глубине примерно 1 тыс. м. Относительно этого горизонта линза имела несимметричную форму: ее нижняя часть несколько более растянута по вертикали, чем верхняя (см. рис. на с. 136).

На рисунке на с. 136 приведены построенные С. Л. Мещановым изотермы, характеризующие распределение температуры воды в линзе и около нее. Это — разрез по меридиональному направлению, сделанный на широте 19°40′ с. ш.

На рисунке на с. 137 дано распределение температуры воды для глубины 1 тыс. м в горизонтальной плоскости. На обоих рисунках линза четко обрисована замкнутыми линиями изотерм.

Объем линзы грандиозен — 2400 км 3воды, более теплой и более соленой, чем окружающая ее вода. Наблюдения за линзой показали, что она двигалась в северо — восточном направлении со скоростью примерно 1,1–1,6 мили в сутки. Одновременно линза вращалась в горизонтальной плоскости. Скорость вращения, измеренная на окружности линзы, около 30 см/с. Направление вращения антициклоническое.

При своем движении в толще океана линза переносит 6,6110 18Дж тепловой энергии плюс 2,8910 11кг соли.

Вода, из которой состоит линза, средиземноморского происхождения. Она приходит в Северную Атлантику с нижним течением Гибралтарского пролива. Ядро линзы с температурой около 10 °C и соленостью около 36 0/ 00образовалось при смешении средиземноморской воды с водами Атлантического океана в районе к юго — западу от материкового склона Пиринейского полуострова между параллелями 34° и 42° с. ш. и 9° и 14° з. д. в слое на глубинах от 800 до 1400 м. Больше подобной воды нигде нет. Этот район является, видимо, местом образования линз. Какие-то еще не вполне понятные причины приводят к тому, что они зарождаются именно! здесь, и в довольно большом количестве. Некоторые ученые считают, что линза образуется каждые 15 суток и живет от 1 до 3 лет. Поэтому одновременно в Северной Атлантике странствуют не менее 50 линз, а возможно, и значительно больше — до 100 и более. При таком большом количестве они, по — видимому, оказывают заметное влияние на тепловой и солевой баланс Северной Атлантики. В чем оно выражается? Все это надо исследовать.

Итак, линзы не такой уж редкий элемент структуры океана. Были они в океанах и раньше. Но их не замечали, хотя иногда измерительные приборы и показывали неожиданное повышение температуры воды в глубинах: его обычно относили за счет инверсии или интрузии.

Найдено много линз. Но еще не найдены ответы на множество вопросов, связанных с ними. Например: как образуются линзы? Почему они не смешиваются с окружающей их водой океана? Почему практически не замечено понижение температуры воды в линзе? Много ли линз в других опанах? Как долго они живут и какую роль играют они там? Зачем‑то ведь они нужны?