Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

Широкое использование океана для захоронения радиоактивных отходов вызвало у ученых опасение, что со временем эти отходы снова будут вынесены в прибрежные воды. Современные представления о характере глубинных течений позволяют надеяться, что за промежуток времени, необходимый для переноса радиоактивных отходов из глубоководных районов в мелководные, их активность понизится до безопасного уровня Тем не менее нужна дополнительная информация, для того чтобы ученые могли с уверенностью утверждать, что захоронение в океане радиоактивных отходов во все увеличивающемся количестве вполне безопасно.

Ее изучают не столько прямыми, сколько косвенными методами. По температуре и солености проб воды, взятых в известных точках, океанологи рассчитывают плотность морской воды, а по распределению плотности и градиентам давления определяют скорость и направление течений.

Течения смягчают климат прибрежных районов суши, сглаживая резкие колебания температуры. Так, благодаря теплым водам Гольфстрима температура воздуха зимой в Рейкьявике выше, чем в Нью-Йорке. Холодные течения сказываются на климате меньше: например, воздействие холодного Калифорнийского течения, движущегося вдоль западного побережья США, проявляется главным образом в образовании туманов.

Поверхностное течение в Гибралтарском проливе направлено из Атлантического океана в Средиземное море. Вследствие избыточного испарения с поверхности Средиземного моря уровень его ниже уровня прилегающего района Атлантики, так что атлантические воды просто перетекают через Гибралтарский пролив в Средиземное море. Глубинные воды движутся в обратном направлении — из Средиземного моря в Атлантику.

Во время второй мировой войны немецкие подводные лодки проходили Гибралтарский пролив незамеченными, погружаясь на малую глубину при входе в Средиземное море и на большую глубину — при выходе из него. Двигатели выключались, и лодки бесшумно переносило течением через пролив.

Раз в 12 лет к побережью Перу подходит теплое течение, замещая обычное для этого района холодное Перуанское течение. Это течение называют Эль-Ниньо («Младенец»), так как оно появляется обычно на Рождество. Резкое изменение температуры приводит к массовой гибели всех форм морских организмов. Гибнут от голода и питающиеся рыбой птицы — производители гуано.

Это выражение в ходу у моряков. Вследствие катастрофической гибели морских организмов во время прихода Эль-Ниньо в перуанском порту Кальяо чернеет краска на днищах кораблей. Происходит это потому, что входящий в состав краски свинец соединяется с сероводородом, выделяющимся при разложении погибших организмов. В результате реакции образуется сернистый свинец, имеющий черный, цвет.

В тех местах побережья, где волны особенно высоки, создается волновой нагон воды, и вода перемещается вдоль берега до тех пор, пока не достигает места, где волны ниже. Здесь она может повернуть в сторону моря, образуя сильное поверхностное течение, называемое разрывным течением. Попавшему в него пловцу следует плыть не против течения, а вдоль берега, иначе он может выбиться из сил и утонуть.

Так называют район Северной Атлантики, расположенный юго-восточнее системы Гольфстрима внутри круто-, ворота течений.

Этот район отличается очень чистой, теплой водой глубокого синего цвета, которая очень бедна жизнью, если не считать огромных масс саргассовых водорослей.

Ветер и поверхностные течения здесь слабы, однако под поверхностью располагаются противотечения, направленные противоположно поверхностным и движущиеся со скоростью до 3 узлов.

Это скорость, равная одной морской миле в час, что равнозначно 52 см/сек. Говорить «узлы в час» неправильно.

Источником энергии для океанической циркуляции служит солнечная радиация, благодаря которой формируются системы ветров и возникают градиенты в поле плотности морской воды. На формирование течений влияют также такие факторы, как глубина моря, топография дна, близость суши и очертания береговой линии, приливы и отклоняющая сила вращения Земли.

Ветер служит главной причиной возникновения поверхностных течений. Пассаты, дующие вдоль экватора с востока на запад, увлекают за собой воду. В ряде случаев течения приобретают круговой характер из-за отклоняющего воздействия силы Кориолиса.

Это сила, возникающая за счет вращения Земли и действующая на любую движущуюся частицу, в результате чего движение воды отклоняется от направления ветра вправо в северном полушарии и влево — в южном. Сила Кориолиса проявляется сильнее всего в полярных районах: под ее действием «Фрам» дрейфовал в арктических паковых льдах (1893–1896 гг.) под углом 45° к направлению ветра.

Опираясь на данные ледовых наблюдений, выполненных Нансеном во время дрейфа «Фрама», шведский физик Вальфрид Экман разработал теорию океанских течений, получившую всеобщее признание. Согласно этой теории, ветер, постоянно дующий над безграничным однородным океаном бесконечной глубины, создает дрейфовое течение, направленное в поверхностном слое под углом 45° вправо от направления ветра (в северном полушарии). На больших глубинах течение все больше отклоняется вправо, так что на некоторой глубине (порядка 100 м) вода должна двигаться в сторону, противоположную направлению ветра. При этом скорость течения с глубиной уменьшается, так что кривая, описываемая концом вектора скорости по мере увеличения глубины, представляет собой спираль. Она вошла в науку под названием «спираль Экмана».

В общем, ветер должен действовать непрерывно около 12 час прежде, чем установится ветровое течение, хотя на его формирование оказывают влияние и другие факторы. Скорость течения обычно составляет менее 2% скорости ветра.