100 великих тайн океана

Чтобы разобраться с этим явлением, группа ученых из Лионского университета воспроизвела феномен «мертвой воды» в лабораторных условиях. Для этого ученые наполнили водой 3-метровую ванну, через которую на бечевке тянули потом игрушечный кораблик. Слои воды, разделенные по уровню солености, а значит, и по плотности, окрасили предварительно в разные цвета.

В итоге эффект «мертвой воды» возник прямо у них на глазах: хотя поверхность воды оставалась абсолютно спокойной, однако стоило кораблику войти в зону скрытой волны, как он тотчас замедлял ход.

В скандинавских фьордах суда часто сталкиваются с эффектом «мертвой воды»

«В подобной ситуации под днищем судна возникает зона пониженного давления, которая препятствует его ходу, – объяснил происходящее Матье Мерсье, один из участников эксперимента. – Происходит так, что само судно создает скрытую волну в результате того, что вода из нижних слоев затягивается кверху в зону его следования. Как следствие возникает колебание на границе между слоями, которое постепенно по ходу движения судна нарастает.

Волна увеличивается, равно как повышается ее скорость, до того момента, когда она сама и образующаяся перед ней впадина не догонят судно. Поравнявшись с ним, она поглощает его энергию, тем самым замедляя его скорость. Затем волна ломается о борт».

Исследователи полагают, что эффектом «мертвой воды» можно объяснить и те случаи, когда при заплывах в океане испытывают трудности даже опытные пловцы.

В северных фьордах Скандинавии, а также в некоторых других местах при таянии льдов как раз и образуется слой легкой пресной воды, ниже которого располагаются тяжелые соленые воды. Именно два таких слоя и дают «мертвую воду». Маленькое судно, попавшее в нее, даже включив двигатель на максимальную мощность, будет тем не менее оставаться на месте.

А вот встреча с длинными внутренними волнами может иметь очень неприятные последствия. В Гибралтарском проливе, например, граница раздела между водами различной плотности сначала медленно, в течение нескольких часов поднимается, а затем неожиданно почти на 100 метров падает. Подобная волна крайне опасна для подводных судов – быстро возросшее из-за резкого падения вниз давление может разрушить корпус лодки.

Белые «перья» Багам

В Бермудском треугольнике, в районе Багамских островов, было зафиксировано и другое любопытное явление – «перья».

Темно-синее, четко очерченное пятно находилось к юго-востоку от островов над морской впадиной и приблизительно повторяло ее очертания. Южнее этой впадины наблюдались ярко-зеленые и зелено-голубые полосы шириной от 1 до 2 и длиной от 10 до 20 километров. Расстояние же между ними равнялось приблизительно 5 километрам.

Можно предположить, что вариации яркости моря и цветовых оттенков в этом районе были вызваны не только изменением глубины сильно изрезанного дна, но и сложным гидрологическим режимом, который зависит как от рельефа дна, так и от особенностей вертикальных и горизонтальных течений, а также от наличия планктона и ряда других взаимосвязанных факторов.

Багамские острова. Вид из космоса

Как известно, цвет моря определяется содержанием в воде растворенных и взвешенных веществ. Многие наблюдатели и исследователи Бермудского треугольника утверждают, что вода в его южной части приобретает необычный белый цвет. В частности, один из пилотов «знаменитого» американского 19-го звена, потерпевшего крушение в районе Бермуд, якобы успел сказать: «Похоже, что мы вроде… Нас обволакивает белая вода…» При всем скептическом отношении к данному факту нельзя отрицать, что столь необычный цвет морской воды в данном районе – реальность.

Океанские воды над Багамскими банками окрашены в белый цвет благодаря содержанию в них многочисленных микроскопических частиц арагонита – ромбовидной разновидности углекислого кальция. Его химический состав аналогичен составу обычного кальция, но имеет другую кристаллическую структуру. Арагонит ведет себя в воде иначе, нежели соль или сахар: при нагревании он кристаллизуется, ибо уменьшается его растворимость. Вызвано это тем, что на растворимость углекислого кальция значительное влияние оказывает наличие углекислого газа. При повышении температуры углекислый газ улетучивается, и растворимость углекислого кальция уменьшается. Иными словами, при интенсивном нагревании морской воды на багамском мелководье арагонит энергично кристаллизуется, придавая морской воде молочный оттенок. Таково происхождение белых «перьев» в водах Багамских банок.

«Мертвые» зоны океана

Кислород – это жизнь. Нет кислорода – нет и жизни. Поэтому любой живой организм нуждается в кислороде. В большинстве случаев именно молекулы этого химического элемента и определяют границы жизни, то есть те области Земли, которые могут быть освоены растениями или животными.

Конечно, никто не сбрасывает со счетов и температурный фактор. Тем не менее немалое число видов, именуемых эврибионтами, одинаково хорошо чувствуют себя и в теплых, и в умеренных, и в холодных районах земного шара. А вот что касается кислорода, то тут картина иная. Нет в природе организмов, которые и при низком, и при высоком содержании кислорода чувствовали бы себя одинаково. Отсюда вывод: кислород необходим и тем, кто обитает на суше, и тем, кто обосновался в водной среде.

Впрочем, кислородная обстановка на суше и в воде имеет заметные отличия. Связано это с тем, что атмосфера окружает весь земной шар словно коконом. То есть нет над поверхностью Земли такого района, где полностью отсутствовал бы воздух, а значит, и кислород. Где-то его меньше, где-то – больше, но все равно он присутствует всюду. Даже в пещерах и шахтах.

«Мертвые зоны», образовавшиеся в Мексиканском заливе, на снимке из космоса

А вот с водной средой – озерами, морями и океанами – ситуация совсем иная. Ибо чтобы стать частью водной среды, кислороду необходимо в ней раствориться. А это не так-то просто, ведь тому препятствует много разных факторов: температура воды, давление, соленость и, конечно же, плотность живого вещества в том или ином объеме воды.

Другими словами, если на поверхности суши участков, лишенных живых организмов по причине отсутствия кислорода, практически нет, то в море их встречается немало. Это так называемые «мертвые зоны» – участки Мирового океана, где количество растворенного в воде кислорода является недостаточным для существования в ней представителей флоры и фауны.

При этом в последние годы стремительно растет как количество самих «мертвых зон», так и занимаемая ими площадь. К примеру, если в 1965 году их насчитывалось всего 49, то в 2008 году – уже 405 (общей площадью более 250 тысяч квадратных километров). Причем ни одно явление в Мировом океане, за которым наблюдают исследователи, не демонстрирует столь активной динамики роста, как «мертвые зоны».

Связано это прежде всего с минеральными удобрениями, которые в огромных количествах попадают в прибрежные воды морей и океанов с суши. Ведь ни для кого не секрет, что в последние годы в мире началось интенсивное производство биологического топлива: только в 2008 году его было получено более 50 миллиардов литров. А одним из основных источников сырья для производства биотоплива является в настоящее время кукуруза, выращивание которой не обходится без применения азотных и фосфорных удобрений. Увеличение же в океанской воде концентрации фосфора и азота, являющихся основными биогенными элементами, приводит к активному размножению одноклеточных водорослей. Следствием этого и становится увеличение количества донных бактерий, способствующих разложению водорослей.

В свою очередь, чрезмерное количество бактерий, использующих для утилизации водорослей растворенный в воде кислород, приводит к тому, что его содержание в водах прибрежной зоны резко снижается. И, как следствие, типичные представители этих мест либо погибают, либо мигрируют, поскольку в бедной кислородом среде они попросту не способны выжить.

Крупнейшей «мертвой зоной» Мирового океана является Балтийское море: площадь «мертвых зон» достигает здесь 40 тысяч квадратных километров. В Мексиканском заливе на их долю приходится почти 20 тысяч квадратных километров. Зоны с низким содержанием кислорода обнаружены также в Персидском заливе, у берегов Калифорнии, в Тайване, Испании и некоторых фьордах Норвегии.

Впрочем, часть вины за рост «мертвых зон» в Мировом океане ученые возлагают и на глобальное потепление. С помощью компьютера ими даже были построены модели двух вариантов возможного развития событий. Согласно первому варианту, уровень в атмосфере углекислого газа, ответственного за парниковый эффект, возрастет к 2100 году в 3 раза. Согласно же второму, более оптимистичному, – всего лишь в 2 раза. В первом случае средняя температура на планете должна будет повыситься на 5–7 С, во втором – на 2–4 градуса.

Однако понятно, что оба сценария ничего хорошего Мировому океану не сулят. Так, если события будут развиваться по худшему (первому) сценарию, то повышение температуры в морях и замедление океанических течений приведут к снижению содержания кислорода в воде, вследствие чего площадь «мертвых зон» еще более увеличится. С другой стороны, «мертвые зоны» будут расширяться и при более оптимистичном (втором) варианте развития событий.

Пресноводные источники в океане

Непосвященному человеку практически невозможно представить себе картину бьющего из глубины озера фонтана… морской воды. Пусть даже это будет не фонтан, а всего лишь небольшой участок с соленой водой, чудом оказавшийся в пресноводном водоеме. Да и вряд ли такое чудо вообще на земле существует.

Если в заливе Карпентария опустить на дно длинный полый стержень, то из отверстия начинет бить фонтан пресной воды

А вот чтобы, наоборот, пресная вода да в море – это пожалуйста! Причем подобных мест в океане немало, и известны они с давних пор.

Так, еще в I веке до н. э. древнеримский философ и поэт Лукреций в своем труде «О природе вещей» описывал «вскипание» воды на поверхности моря. О множестве пресноводных источников у берегов Турции, Сирии и южного побережья Испании (залив Кадис) рассказывал также древнеримский писатель Плиний.

Давным-давно пресную воду нашли и в Средиземном море. Причем всего в полукилометре от берега и вдобавок такую холодную, что рыба, которая в нее попадала, вскоре погибала. А поскольку такое явление казалось нашим предкам совершенно невероятным, они назвали его «ливанским чудом».

В продолжение же разговора о Средиземном море не лишне будет заметить, что подобных «чудес» в нем встречается немало. И формируются они на достаточно приличных глубинах: у Канн – на глубине 165 метров, в Сан-Ремо – на глубине 190 метров, а в заливе Святого Мартина – и вовсе на 700-метровой глубине.

У берегов же Адриатики насчитывается около 700 аналогичных подводных источников.

И все же, несмотря на то что о существовании «подводных» источников было известно давно, к детальному их изучению ученые приступили только в XX веке. Зато очень быстро узнали о них много интересного. В частности, нашли объяснение и «ливанскому чуду».

Оказалось, что в весенне-летний период в горах Ливана происходит интенсивное таяние снегов, в ходе чего образуется избыток талой воды. Однако только четвертая ее часть используется для орошения местных долин – остальные три четверти «уходят» в подземные реки и мощными холодными потоками выносятся на морское дно. Такие потоки в океанологии называют «субмаринными», то есть «расположенными под морем». Обнаружить эти источники можно либо случайно, либо по характерному вскипанию воды на поверхности моря (на что, в частности, и указывал в своих трудах Плиний).

В целом же пресноводных источников, проникших в толщу соленых океанских вод, на нашей планете можно встретить немало. И главным оазисом таких подводных «лазутчиков» можно по праву назвать полуостров Флориду. Активные сбросы в океан пресной воды здесь происходят благодаря повсеместному росту и развитию известняков, большому количеству осадков (1200–1400 миллиметров в год) и равнинному рельефу с обширными заболоченными участками, практически исключающими поверхностный сток.

И именно к востоку от Флориды, среди неоглядных вод Атлантического океана находится замечательный «колодец» глубиной около 40 метров. Он представляет собой своеобразную чашу диаметром 30 метров, из которой моряки пополняют запасы пресной воды.

А в Северной Австралии, в заливе Карпентария, подводные кладовые пресной воды настолько мощные, что если опустить на дно длинный полый стержень, из него начинает бить буквально фонтан пресной воды. Мощный подводный фонтан обнаружен и в заливе Кивера, что неподалеку от греческого порта Неаполис. С 20-метровой глубины он пробивается к поверхности с такой силой, что даже сбивает с курса моторные лодки.

Еще один такой источник расположен на дне Эгейского моря, близ берегов Юго-Восточной Греции. Его мощность – приблизительно один миллион кубических метров воды в сутки.

Мощью субмаринных источников уже 2000 лет назад пользовались сообразительные финикийцы: они догадались построить на базе субмаринного источника коллекторную систему, которая обеспечивала пресной водой всех жителей города Амрит.

Порой, когда мощные пресноводные источники находятся не очень глубоко, более легкая пресная вода, поднимаясь вверх, образует в сплошной морской воде своеобразные воронки. Такая ситуация наблюдается, например, на полуострове Юкатан, где около 100 тысяч из общей площади в 180 тысяч квадратных километров занимают известняки. Здесь на прибрежных песчаных островах пресная вода залегает в виде линз прямо на соленой морской воде.

Вообще же, по данным американских исследователей, практически на всем восточном побережье США происходит подземный сток пресных вод в Атлантический океан и Мексиканский залив. И протекает этот процесс весьма интенсивно. Об этом говорит хотя бы тот факт, что только в одном месте острова Лонг-Айленд (штат Нью-Йорк) подземный сток в океан оценивается в 25 миллионов кубических метров в год, что составляет чуть более 1 кубического метра в секунду.

Большое число субмаринных источников находится на Гавайских, Филиппинских и Больших Антильских островах, а также на Большом и Малом Зондских архипелагах.

Один из наиболее крупных пресноводных источников расположен на расстоянии 1600 метров от берегов Ямайки. Он «пробивается» к поверхности моря с глубины 256 метров и представляет собой целую пресноводную реку с расходом воды 43 кубических метра в секунду.

Выходы субмаринных источников нередко столь значительны, что образуют целые пресноводные потоки. Такой поток среди соленых вод обнаружен, например, в устье реки Роны. Подобная пресноводная «река» течет и в Генуэзском заливе.

Хорошо также известны субмаринные источники в районе Кавказского шельфа. Например, подземный источник у поселка Гантиади ежесекундно поставляет в море около 0,3 кубических метра пресной воды. Более крупный участок «кипящей» морской воды находится в районе курортного города Гагры: мощность его сброса равна 8 кубическим метрам воды в секунду.

В прибрежной зоне островов Бахрейна в Персидском заливе находится большое количество субмаринных источников с солоноватой водой, подпитка которых осуществляется за счет материковых вод Саудовской Аравии. При этом, как считают некоторые исследователи, прежде чем добраться до океана, подземные воды преодолевают под морским дном расстояние длиной в 100 километров, попутно сохраняя достаточный напор для разгрузки в виде источников.

Вот что писал о субмаринных источниках Бахрейна один из путешественников: «Свежая пресная вода на бахрейнских самбуках всегда в изобилии. Подводные ключи, бьющие в районе промыслов, позволяют пополнять ее запасы в любое время. Кое-где даже встречаются “освоенные” источники с выведенными на поверхность залива резиновыми шлангами с поплавками: подплывай и бесплатно заполняй порожние баки! Неслучайно возникло и само название архипелага Бахрейн, что в переводе означает “два моря” – соленое море вокруг и море пресной воды, ключами бьющее со дна».

Многочисленные субмаринные источники связаны также с подземными каньонами, которые нередко являются подводным продолжением устьев рек. Так, от устья реки Ганг в Бенгальский залив протянулся подводный каньон длиной более 1600 километров, шириной около 700 километров и глубиной более 70 метров, и в нем тоже найдены выходы пресных вод.

Нередко то или иное явление несет в себе, кроме явных плюсов, и значительную долю минусов. Вот и субмаринные воды проявляют себя подчас не только в качестве источников чистой пресной воды, но и в роли загрязнителей окружающей среды. Особенно наглядно это их свойство проявилось в отношении колоний кораллов у берегов Австралии. Проведя ряд исследований, австралийские ученые пришли к выводу, что столь неприглядный феномен был вызван поступлением в океан вместе с пресными водами отравляющих веществ, пагубно отразившихся на жизнедеятельности коралловых рифов.

Озеро в море

Конечно, пресные водоемы среди соленых океанских вод – зрелище интересное и познавательное. Но не менее любопытна и другая сторона взаимоотношений вод с разной соленостью. Так, на дне Средиземного моря – на глубине почти 3000 метров примерно в 100 километрах юго-западнее Крита – группа японских исследователей обнаружила гигантское подводное соляное озеро. Концентрация соли в этом загадочном образовании примерно в 10 раз превышает ее количество в обычной морской воде. На глубине около 2920 метров концентрация соли достигает 32,8 %. В обычной же средиземноморской воде соли содержится примерно 3,5 %. И даже в знаменитом израильском Мертвом море концентрация соли значительно ниже – всего 25 %.

Длина данного озера – 80 километров, ширина – 1 километр, глубина – примерно 100 метров. Границы его очерчены очень четко. Как полагают японские специалисты, вода озера не перемешивается с морской водой из-за наличия ряда факторов. В частности, из-за установившейся на этом участке дна низкой температуры.

Когда к исследованию удивительного объекта ученые подключили робота, то в районе его нахождения обнаружили многочисленные соляные скалы, которые, видимо, и создают в озере соответствующую концентрацию солей. Объясняя причину появления данного образования, ученые предполагают, что примерно 5–6 миллионов лет назад вода в Средиземном море на время полностью испарилась, оставив на его дне только такие соленые водоемы. Когда же со временем море обрело прежний вид, эти высококонцентрированные линзы так и остались покоиться на морском ложе.

Странные звуки из глубин

Для человека глубины океана – почти то же, что бездны Вселенной. Разница лишь в том, что космос человек начал изучать с того самого времени, когда впервые поднял глаза к небу и увидел мириады ярко светящихся точек.

С тех пор прошли тысячи лет. И человек в течение этих тысячелетий ни разу не отвел глаз от неба. Наоборот, он постоянно искал способы, с помощью которых можно было бы заглянуть в недра Вселенной еще глубже, и это ему во многом удалось.

А вот к серьезному исследованию глубин океана человек приступил только в последние 100–150 лет. Поэтому и знания о морских безднах у него до сих пор весьма скромные.

Взять хотя бы акустику моря. Ученые записали и расшифровали звуковые сигналы только тех морских организмов, которые хорошо известны науке. А ведь скольких еще животных ученые ни разу не видели! А если и видели, то обычно мертвыми, а значит, «немыми».

Да и разве одни только животные издают звуки? А громовые раскаты моретрясений? А грохот извергающихся подводных вулканов?..

А порой из океана раздаются звуки, приводящие специалистов в полное недоумение, и они даже приблизительно не могут назвать их источник.

Многие годы жизни посвятил изучению звуков, доносящихся из глубин океана, руководитель Международного проекта акустического мониторинга профессор Кристофер Фокс. Загадочные звуки, поступающие из морской бездны, он записывает на пленку и анализирует потом в лаборатории по исследованию морской среды Тихого океана, которая находится в американском городе Ньюпорте (штат Орегон). Некоторым из них он даже присвоил имена собственные.

Кристофер Фокс и его команда ловят голоса бездны с помощью самой современной аппаратуры. Подводные микрофоны пересылают каждый звук в установку, которой во времена холодной войны пользовались для слежения за советскими подводными лодками военно-морские силы США.

В ходе проводимых исследований ученые накопили объем информации, достаточный для идентификации очень многих подводных звуков: например, движение корабля, щелканье клешней креветок, грохот вулканических взрывов, любовные игры китов…

Однако некоторые звуки до сих пор остаются для ученых загадкой. К примеру, громкое «ворчание», зафиксированное в различных районах Атлантики. Возможно, этот звук рождается в силу взаимодействия выливающейся из жерла подводных вулканов лавы и холодной океанской воды? Но это всего лишь предположение.

Не менее загадочными являются и звуки, которые хотя и напоминают песни влюбленных китов, но отличаются более громким звучанием.

По мнению ряда специалистов, отдельные шумы возникают в результате трения друг о друга огромных антарктических пластов льда.

Так, в мае 1997 года недалеко от экватора в течение 7 минут фиксировались весьма странные звуки. Замеры показали, что сигнал пришел из Антарктиды. Вывод напрашивался сам собой: запеленгованные шумы родились благодаря трению огромных ледяных пластов у берегов шестого континента.

Помимо непонятных шумов исследователям морских глубин удалось зафиксировать и странные объекты, которые в кругах уфологов принято называть «дротиками», или «прутиками».

«“Дротики”, или “прутики” – это относительно тонкие и длинные цилиндрические или сигарообразные объекты, которые, тем не менее, существенно отличаются от известных в уфологии “сигар” – особой разновидности НЛО.

Длина “дротиков” может быть от десяти сантиметров до десятков, а то и сотен метров. Почти наверняка существуют и более мелкие, крошечные “дротики”, только мы их, скорее всего, не видим. Точнее сказать, их не видит (или видит) объектив камеры.

Некоторые “дротики” чрезвычайно тонки, прозрачны и напоминают копье. Другие имеют как бы оперение, какие-то обволакивающие их структуры – подобие “плавников” или “крылышек”. А есть и витые, спиралевидные, как если бы некое змееподобное существо многократно обвилось вокруг прямого стержня. Или еще попадаются “дротики”, схожие с птичьим пером, с туловищем многоножки, со штопором для откупоривания бутылок или болтом.

Бывают структуры симметричные и несимметричные, вращающиеся или вибрирующие. Крупные дротики обычно окружены тысячами мелких, которые постоянно движутся и пульсируют, как некое энергетическое поле, создавая всевозможные геометрические конфигурации». (П. Волгин. Дротики и Прутики летающие и плавающие. НЛО, № 23, 2002).

Со дня открытия «дротиков», которое произошло в 1994 году, было установлено, что «дротики» появляются всюду – в любой точке планеты и в любой среде. Подтвердилось это в 1996 году, когда «дротики» были найдены в воде подземной мексиканской пещеры, известной под названием Пещера ласточек.

Итак, океанские бездны – это действительно «космос», но только в море. И он настолько неизведан, что, возможно, именно в море и произойдет первая встреча человека с инопланетянином.

Колебания уровня океана

Гигантские волны и едва заметная рябь, вихри и течения, приливы и отливы – это все формы движения океана. И, как легко заметить, движения горизонтального.

Но океан совершает и вертикальные перемещения: например, вода из верхних слоев опускается в нижние, а из придонных – поднимается к поверхности. Кроме того, в этом же направлении меняется и уровень воды. Причем порой весьма значительно, особенно в течение достаточно продолжительного временного периода.

Так, 300 тысяч лет назад уровень Средиземного моря был почти на 20 метров выше нынешнего. По анализу пыльцы и раковин установлено, что климат в Средиземноморье стоял в то время прохладный и более влажный.

Исследования прибрежных районов суши показывают, что всего 21–17 тысяч лет назад уровень Мирового океана был ниже современного примерно на 120 метров. Связано это с тем, что как раз в те далекие времена наступил пик последней ледниковой эпохи на Земле. Именно тогда объем льда и вырос приблизительно до 100 миллионов кубических километров. То есть, проще говоря, в материковых льдах произошла консервация океанической воды.

В то же время в межледниковые эпохи уровень Мирового океана поднимался выше современного в среднем на 30 метров.

Что же касается современных материковых льдов, то их объем составляет почти 26 миллионов кубических километров, или около 2 % всей земной воды. Этот объем льда приблизительно равен стоку всех рек земного шара за 700 лет. Если столь невероятную ледяную массу равномерно распределить по поверхности Земли, последняя покроется слоем льда толщиной в 53 метра. А если бы этот лед внезапно растаял, то уровень Мирового океана повысился бы на 66–68 метров.

Конечно же, все льды моментально растаять не смогут – по крайней мере ученые такого развития событий пока не прогнозируют. Зато хорошо известно, что льды Антарктиды постепенно тают. Так вот, по расчетам гляциологов, льды пятого континента будут подтаивать в год всего на 2 сантиметра, а уровень океана будет повышаться и того меньше – только на 1,2 миллиметра ежегодно. Величина вроде бы совсем небольшая. Но если этот процесс будет происходить непрерывно, то уже всего через 100 лет уровень океана повысится на 12–15 сантиметров.

Казалось бы, тоже ненамного: всего на полторы ладони. Но в результате даже столь незначительного подъема произойдет перераспределение воды по широте, способное привести к глобальным последствиям: замедлению вращения Земли и увеличению продолжительности суток на несколько секунд.

Кстати, известно, что за последние 100 лет уровень моря вырос на 18 сантиметров, причем данный процесс продолжается и сейчас. Вопрос только в том, как долго он будет продолжаться? И какие последствия ожидают при этом землян?