Существуют ли глубинные реки в океане?
В середине XX в. океанологи в основном описали систему поверхностных течений Мирового океана. Ученые определили многие параметры этих течений: их мощность, то есть количество воды, переносимой в секунду; скорость; температуру поверхностного слоя и др. Но им было ясно, что знания характера движения поверхностных вод явно недостаточно для составления целостной картины движения водных масс в толще океана. А эти знания просто были, необходимы, без них нельзя было объяснить' многие парадоксы полей температур и солености океанических вод, нельзя было подойти к составлению прогнозных математических моделей поведения системы океан – атмосфера.
Первое крупное открытие, изменившее во многом представления океанологов о характере движения океанических масс воды, было сделано в Тихом океане. Как часто бывает, новое явление было обнаружено как бы случайно. В 1951 г. американские рыбаки начали лов рыбы на экваторе с помощью глубинных сетей. С удивлением они обнаружили, что их сети относит на восток, хотя мощное Южное Пассатное течение увлекало рыбацкие суда на запад.
Об этом загадочном явлении стало известно американскому океанологу Таунсенду Кромвеллу. Он организовал исследования в экваториальных водах Тихого океана, результатом которых явилось обнаружение под Южным Пассатным течением на экваторе противотечения со скоростью, достигающей местами 150 см/с.
Эта подводная река протянулась вдоль экватора от Соломоновых до Галапогосских островов на протяжении 8000 миль, имеет ширину 150–250 миль, причем толщина слоя воды, перемещающегося на восток, достигает 300 м. Вначале противотечение назвали Экваториальным. Позднее оно было переименовано в течение Кромвелла, который погиб в 1958 г. в авиационной катастрофе.
В дальнейшем течение Кромвелла исследовали и экспедиции на «Витязе». Чтобы исследовать течение по всему профилю и на разных глубинах, ученые использовали буйковые станции с самописцами течений. Выяснилось, что это течение в поперечном сечении имеет форму буквы «П». Внизу в ложбине этого течения, направленного на восток, обнаружен еще один самостоятельный и тоже мощный поток. И что поразительно, так это постоянство такой сложной гидродинамической модели. Даже если на пути течения оказываются острова, то оно лишь огибает их с двух сторон, сохраняя затем первоначальную структуру.
В 1959 г. на борту «младшего брата» «Витязя» – НИС «Михаил Ломоносов» работала в Атлантическом океане экспедиция под руководством Г. П. Пономаренко. В ходе исследований ученые сделали выдающееся открытие: ими было открыто экваториальное подповерхностное противотечение, названное именем Ломоносова.
В последующих рейсах это глубинное противотечение было детально исследовано. Ученые обнаружили поразительное природное явление: на глубине от 75 до 200–400 м в глубине океанских вод текла как бы мощная подводная река шириной 200–250 миль. По вертикали эта река простиралась приблизительно на 200 м. Течет она вдоль экватора со скоростью 100–120 см/с под поверхностным Южным Пассатным течением и направлена в противоположную сторону, то есть с запада на восток. Его мощность довольно значительна и равна примерно половине мощности Гольфстрима.
Глубинное противотечение Ломоносова представляет собой явно выраженный поток вод, пересекающий Атлантический океан от берегов Южной Америки до берегов Африки. Экспедициями «Михаила Ломоносова» оно было прослежено и изучено на протяжении более 2600 миль. Это открытие самым существенным образом изменило представление ученых о циркуляции водных масс тропической Атлантики и явилось также эпохальным событием в истории океанологии. Мало того, с борта «Михаила Ломоносова» в этот период было открыто и другое глубинное противотечение, струящееся в океане под поверхностным Бразильским течением. Так навсегда в историю океанологии вошло наше НИС «Михаил Ломоносов».
Это судно было построено в 1957 г. для Морского гидрофизического института АН СССР по инициативе его директора академика В. В. Шулейкина и являлось плавучим филиалом института с 17 лабораториями, где 65 ученых – гидрофизиков, морских геологов, гидрохимиков и др. – имели все условия для напряженной исследовательской работы. Судно, построенное в ГДР, было неплохо для того времени оснащено научным оборудованием и исследовательскими лебедками.
Интересно, что непосредственно в ходе экспедиционных рейсов на судне была создана и испытана одна из первых автоматизированных систем сбора, передачи и обработки данных экспедиционных гидрофизических исследований. Судно явилось первым НИС, на котором была установлена и применена для автоматизации сбора и обработки научных материалов ЭЦВМ «Днепр».
Вспоминая о раскрытых учеными «Михаила Ломоносова» загадках морских течений, уместно привести благородные пророческие слова великого Ломоносова, чье имя на борту судна, о пользе мирного научного мореплавания: «О, если бы все труды, заботы, издержки и бесконечное множество людей, истребляемые и уничтожаемые свирепством войны, были обращены на пользу мирного научного мореплавания! Не только бы уже открыты доныне неизвестные области обитаемого мира и соединенные со льдом берега у недоступных доныне берегов, но могли бы быть, кажется, обнаружены неустанным усердием людей тайны самого дна морского. Насколько возросло бы наше благосостояние от обмена избыточествующих вещей между народами и насколько бы ярче заблистал свет наук после раскрытия новых тайников природы!»
Открытие противотечения Ломоносова было воспринято мировой научной общественностью как крупная победа советской морской науки. На сессии Межправительственного океанографического комитета в Париже в сентябре 1962 г. была принята международная программа исследований противотечения Ломоносова. К его изучению, помимо океанологов СССР, подключились ученые США, Аргентины, Бразилии, Франции и других стран. За открытие и исследование этого противотечения тропической Атлантики группа ученых Морского гидрофизического института АН УССР во главе с директором института академиком АН УССР А. Г. Колесниковым была в 1970 г. удостоена Государственной премии СССР. В списке лауреатов достойное место занял первооткрыватель противотечения Ломоносова Георгий Петрович Пономаренко.
Раз уж рассказ идет а НИС «Михаил Ломоносов», то нельзя не коснуться одного научного исследования, связанного с благородной борьбой за полное запрещение испытаний ядерного оружия.
Ученые на борту НИС «Михаил Ломоносов», используя прекрасное научное оборудование, провели исследования по выяснению концентрации вредоносных искусственных радиоактивных изотопов в приводном слое атмосферы и плотности выпадания их на поверхности океана. Затем, реализуя накопленный опыт и знания динамики вод океана и законов перемещения водных масс течениями, ученые исследовали пространственное распределение в океане радиоактивных изотопов. Вывод советских ученых был однозначен: основным источником радиоактивной загрязненности воздуха над океаном, а значит, и самого океана являются продукты деления, образовавшиеся в результате предшествующих взрывов ядерного оружия и продолжающие поступать из стратосферы в нижние слои атмосферы и на земную поверхность. Это был весомый вклад советских океанологов в борьбу за запрещение испытаний ядерного оружия, в борьбу за мирное небо над нашей голубой планетой.
В 1959–1960 гг. советские ученые с борта «Витязя» открыли подповерхностное противотечение вдоль экватора, аналогичное противотечению Ломоносова и в Индийском океане. Его характеристики были следующими: глубина течения 100–400 м, ширина две-три сотни миль, скорость порядка 100 см/с.
В результате последующих исследований они установили, что противотечение не остается все время спокойным и постоянным. Вдоль него распространяются волны длиной порядка 1000 км, то есть течение иногда извивается, как шнур, если дернуть его за конец. Это противотечение было названо именем Б… А. Тарееаа, молодого советского ученого, преждевременно скончавшегося во Владивостоке перед выходом судна в экспедиционный рейс, во время которого были сделаны важные исследования, приведшие к его открытию.
В дальнейшем советские океанологи продолжили поиск глубинных рек в океане уже на судах нового поколения. В 1969 г. в одном из рейсов нового флагмана советского научно-исследовательского флота НИС «Академик Курчатов» проводились обширные исследования глубинных течений, в тропической Атлантике в районе Антильских и Багамских островов. В результате – но вое выдающееся открытие: в глубинах океана открыто неизвестное мощное течение – подводная река шириной 80 – 150 миль, текущая от берегов Флориды на юго-восток вдоль гряды Антильских островов и северо-восточных берегов Южной Америки до экватора, где оно соединяется с истоками противотечения Ломоносова. Это противотечение расположено на глубинах 600–800 м и несет воды, примерно равные по объему половине Гольфстрима. Его протяженность более 3500 миль, и названо оно Гвиано-Антильским подповерхностным противотечением.
В последующие годы неожиданно для ученых была зарегистрирована изменчивость подповерхностных экваториальных противотечений. На этих подводных реках обнаружили многочисленные извилины, ответвления – меандры. Таким образом, здесь все оказалось сложнее, чем первоначально думали ученые. В структуре этих противотечений большое значение играли элементы турбулентности, изменчивости.
Многолетние исследования течений, проведенные океанологами, позволили составить первые глобальные модели динамики водных масс Мирового океана, которые во многом отражали реальную картину поверхностных и глубинных течений. А ведь без такой работающей модели просто невозможно разобраться в грандиозных процессах взаимодействия океана и атмосферы, формирующих в основном климат нашей планеты.

Глава III
Что лучше – универсальность или специализация?
Не правда ли, морской, хмельной, невиданный простор
сродни горам в безумстве, буйстве, кротости.
Седые гребни волн чисты, как снег на пиках гор,
и впадины меж ними – словно пропасти.
Служение стихиям не терпит суеты.
К двум полюсам ведет меридиан.
Благословенны вечные хребты,
благословен Великий океан.
Владимир Высокий

Загадки синоптических вихрей
Конец 50-х гг. – время качественного скачка в развитии океанологической техники и методик проведения исследований. От описательных методов изучения природы Мирового океана ученые переходили к изучению процессов в океане, к исследованию физических полей с помощью точных геофизических методов. Комплексность в исследованиях уступала место тематическим экспедициям. Возросший масштаб тематических исследований, особенно в гидрофизике, геофизике, акустике, требовал широкого применения средств автоматизации сбора и обработки научных материалов.
Советские ученые чувствовали тогда некоторое отставание от зарубежных коллег. Необходим был прорыв в океанологических исследованиях, и он мог быть осуществлен только с помощью новых экспедиционных судов, оснащенных современной исследовательской аппаратурой.
Перед советскими океанологами опять стала проблема: каким образом ускорить получение таких судов. Отдел морских экспедиционных работ АН СССР во главе с И. Д. Папаниным предложил строить новое экспедиционное судно на базе проекта корпуса и энергетической установки (ЭУ) серийного пассажирского теплохода. Разработка технического проекта и строительство головного судна выполнялись верфью им. Матиаса Тезена в Висмаре (ГДР) при участии и под наблюдением советских специалистов.
1966 год вошел в историю советской морской науки как год, смены лидера в исследовательском флоте. Ветеран «Витязь» уступил почетное звание флагмана советского научно-исследовательского флота новому универсальному экспедиционному судну «Академик Курчатов», предназначенному для комплексных океанологических исследований.
Это был поистине плавучий исследовательский институт, где в корпусе длиной почти 125 м разместились 24 научные лаборатории для проведения исследований по физике моря, атмосферы и космического пространства, физике Земли, геологии, химии и биологии. Кроме этого, на судне имеется множество вспомогательных, подсобных, но крайне необходимых научных помещений: вы:числительный центр, фотолаборатория, хранилище коллекций и сборов, чертежная.
При постройке судна лаборатории были неплохо оснащены научной аппаратурой, в число которой входили эхолоты различных диапазонов для непрерывной регистрации от самых, малых глубин до дна океанских впадин, фототелеграфная аппаратура для приема синоптических карт, дистанционные метеостанции, сейсмографы, регистраторы температуры и солености забортной воды и многое другое. Для исследования космических лучей на судне установили азимутальный телескоп и нейтронный супермонитор. Для быстрой обработки в рейсе огромного числа измерений физических параметров использовалась судовая ЭВМ.
Часть исследовательских лебедок в отличие от «Витязя» были не тросовые, а кабельтросовые, то есть они способны были опускать в глубины исследовательские зонды, от которых информация по кабелю передавалась на борт судна. В средней части корпуса проходила шахта диаметром 700 мм с отверстием в днище. Через нее при любой погоде можно было опускать за борт на глубину исследовательские приборы.
Приведем выдержки из экспертного заключения, составленного во время приемки судна от судоверфи и зафиксировавшего достоинства нового флагмана:
…«Академик Курчатов» является первоклассным научным экспедиционным судном, способным обеспечить выполнение широкого комплекса научных исследований в открытом океане в течение длительного времени.
Высокая скорость хода обеспечивает быстрое прохождение судна в район работ и значительно экономит время перехода из одного района в другой.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28