46. Новые гипотезы, новые исследования
46. Новые гипотезы, новые исследования
Сами понимаете, у нас появился повод еще раз потолковать о загадках и прихотях Гольфстрима.
«Официально» течение было открыто Понсе де Леоном в 1513 году, когда он ходил у побережья Флориды между мысом Канаверал и островами Кайкос. Христофором Колумбом описано течение, встреченное у Багамских островов; точно определить, что это за течение, не удалось, но, вероятно, речь идет об одной из ветвей, образующих Гольфстрим.
Бенджамин Франклин первым систематически изучал Гольфстрим и нанес — или распорядился нанести — его на карту. Взгляд Франклина на это течение как на реку, пересекающую Атлантический океан, продержался два столетия и лишь недавно подвергся пересмотру. Франклин считал, что течение зарождается под действием пассатных ветров, дующих с востока на запад. Они нагоняют воду из экваториальной Атлантики в Мексиканский залив, повышая его уровень, затем вода устремляется между Кубой и Флоридой обратно в Атлантический океан.
В начале XVII века Иоганн Кеплер попытался объяснить возникновение океанских течений и подошел к мысли о тенденции движущихся тел во вращающейся системе (Земля) отклоняться в сторону от меридионального направления.
Это открытие было сделано в 1835 году французским ученым Гюставом Кориолисом, и появилось понятие «силы Кориолиса». Годом позже, в 1836 году, Франсуа Араго предложил объяснить рождение Гольфстрима различием в плотности теплых вод экватора и холодных вод северного полюса, рисуя этакий могучий термосифон в планетном масштабе. Этот взгляд разделял Метью Мори, один из корифеев американской океанографии.
В XIX веке праправнук Бенджамина Франклина Александр Бах выступил зачинателем нового анализа Гольфстрима на участке между островом Нантакет (южнее мыса Код) и Флоридой.
Наконец, Вудсхолский океанографический институт со времени его основания в 1930 году специализируется на изучении Гольфстрима; в тысячах точек производятся повторные замеры температур. Под руководством директора Института Коламбаса Айзелина, а также Фрица Фаглистера, Л. Уорсингтона, В. Ван Аркса, Генри Стоммела и других видных американских океанографов отряды исследователей шли по стопам Франклина, стремясь истолковать данные, которые тогда принимались за окончательные.
И однако та же вудсхолская группа выступила против взгляда на Гольфстрим как на реку в океане. Если этот образ еще годится для южной области, у берегов Флориды, то дальше мыса Хаттерас, после которого отмечается несколько ветвей, он вовсе не применим. Были проведены многочисленные наблюдения излучин Гольфстрима. Измерения позволили выделить ветви, которые, отклоняясь все дальше и дальше, завиваются и под конец образуют независимые от основного потока гигантские круговороты. Добавьте к этим данным боковое смещение Гольфстрима, достигающее 20 километров в день (такая цифра отмечена в 1950 году), и получится картина, вполне согласующаяся с приключением, которое выпало на нашу долю 25 июля 1969 года.
Словом, все говорило против идеи о «монолитном» течении. Фаглистер считал, что проведенные наблюдения позволяют даже говорить о целой системе течений, «перекрывающих друг друга подобно черепице… Каждое новое течение зарождается до того, как угаснет предыдущее, причем всегда к северу от предшественника».
Хотя гипотеза Фаглистера не объясняет происхождения «черепицы», свалившейся на головы океанографов классической школы, она помогает понять возникновение излучин Гольфстрима. Именно под влиянием этой гипотезы многие ученые предсказывали, что мы будем быстро исторгнуты течением. А тот факт, что мы удержались в Гольфстриме около двенадцати дней, как будто подтверждает, что к югу от мыса Хаттерас течение относительно однородно.
Примерно в это же время Вудсхолский институт, опираясь на работы Генри Стоммела, предположил, что под Гольфстримом есть другое течение, направленное в противоположную сторону. Это было чисто теоретическое предположение, — тем интереснее, что позже противотечение и впрямь было обнаружено в Атлантике на глубине свыше 2 тысяч метров. Мы обязаны этим открытием специальным буям, которые свободно плавают в толще воды вроде нашего «Бена Франклина» и регулярно посылают акустические сигналы, позволяя поверхности (в данном случае это были «Атлантис» Вудсхолского института и английское судно «Дискавери II») определять их местонахождение и тем самым проследить за течением.
В свете этих исследований и их результатов наше «изгнание» из Гольфстрима, несомненно, интересный факт. Однако можно ли делать обобщение на основе одного-единственного случая в малоизученной среде? Сейчас по этому поводу я могу лишь сказать, что мезоскаф находится во власти неуловимых и неведомых факторов, от которых зависит, останемся мы в течении или будем исторгнуты.
Уже потом в своей конторе в Палм-Биче я ознакомился с данными по Гольфстриму, собранными Научно-исследовательским центром ВМС с 30 марта по 8 апреля 1966 года.
В первых числах апреля чуть севернее той точки, где нас вынесло из течения, Гольфстрим дал в северо-западном направлении широкую петлю, которая стремилась отделиться от главного потока. На ежемесячных картах, составляемых и публикуемых Научно-исследовательским центром, можно видеть немало точек, где берут начало такие петли.
Как же производят эти измерения и как оказалось возможным ежемесячно определять курс Гольфстрима, если совсем недавно уходили месяцы на то, чтобы проследить лишь небольшие участки течения?
Тут помог новый, революционный метод, дающий превосходные результаты. В 1961 году Научно-исследовательский центр ВМС обзавелся летающей лодкой «Суперкон-стеллейшн», получившей имя «Эль Койот». Большой радиус действия (6500 километров за двадцать летных часов) делал эту машину очень подходящей для научно-исследовательского поиска. На борту самолета установили инфракрасный гигрометр;[82] небольшую метеостанцию для измерения температуры и атмосферного давления; особый радар для измерения высоты волн; инфракрасный термодатчик,[83] мгновенно измеряющий температуру поверхности океана (на глубину долларовой бумажки, как шутят американцы) в пределах от минус 2° до плюс 32 °C, с точностью плюс — минус 0,4°; систему разовой батитермографии, передающую по радио на самолет глубину (до 300 метров) и температуру воды в пределах от минус 2° до плюс 35 °C при точности в плюс — минус 0,25 °C. Инфракрасный термодатчик калиброван эмпирически, с учетом столба воздуха между самолетом и водой.
В начале 1969 года мне посчастливилось участвовать в одном из очередных вылетов «Койота». На приборном щите пилота я увидел гальванометр, соединенный с радиационным термодатчиком. Представьте себе удивление неофита, когда стрелка гальванометра вдруг подскочила на несколько делений, как только самолет пересек границу Гольфстрима и термодатчик уловил увеличение температуры. При высоте 150 метров над морем измеряемый круг на поверхности воды (иначе говоря, круг, очерченный конусом инфракрасных лучей) достигает 4,5 метра в диаметре. Таким образом, самолет собирает за день достаточно сведений, чтобы специалист мог составить карту данного участка Гольфстрима.
Спутник еще лучше, чем самолет, может наблюдать эволюцию Гольфстрима, фиксируя благодаря огромной высоте несравненно более широкую картину. Так, 15 мая 1966 года НАСА запустило «Нимбус 2» на орбиту, близкую к полярной, с высотой около 1100 километров и периодом обращения в один час сорок минут. Спутник последовательно обозревал всю поверхность земного шара; на нем была установлена обычная телевизионная камера, работавшая днем, и два «радиометра» — «многоканальный инфракрасный радиометр среднего разрешения» и «инфракрасный радиометр высокого разрешения». Первый измерял отношение степени нагрева земной поверхности атмосферы, распределение водяных паров в атмосфере и температуры над самой землей. Второй определял ночью состояние облачного покрова, а также температуру поверхности земли и океана в полосе шириной 3,5 тысячи километров (внушительный охват!) с разрешающей способностью в 11 километров, что оставляет желать лучшего. Температура измерялась с точностью плюс-минус 1° Кельвина; это совсем неплохо. Данные тотчас передавались на землю, причем могли быть сразу выражены в цифрах.
Так что сами видите: осаждаемый со всех сторон спутниками, самолетами, судами, а теперь еще и подводными лодками, Гольфстрим в конце концов будет вынужден исповедаться и рассказать о своем происхождении.
Спутниковый метод позволяет также — благодаря реакции инфракрасного детектора на хлорофилл — незамедлительно обнаруживать большие скопления фитопланктона и направлять суда в те места, где ожидается скопление рыбы, которая тоже (хотя и другими способами) умеет находить планктон.