Галина Шалаева - Кто есть кто в мире звезд и планет
В последние годы на смену таким сравнительно простым приборам, долгое время служившим океанографам, все чаще приходят электронные устройства, которые опускаются в толщу вод на токопроводящем кабеле. Через такой кабель прибор сообщается с бортовым компьютером, запоминающим и обрабатывающим данные, поступающие из глубин.
Но и таких устройств, более точных и более удобных в обращении, чем их предшественники, недостаточно для получения полной картины состояния океана.
Размеры Мирового океана столь велики (его площадь составляет 71 % площади всей Земли, то есть 360 миллионов квадратных километров), что самому быстроходному судну потребуются многие десятилетия, чтобы побывать во всех районах океана. За это время состояние его вод существенно меняется, подобно тому, как меняется погода в атмосфере.
На помощь океанологам приходят искусственные спутники Земли, совершающие несколько оборотов в течение одних суток, либо же зависающие над какой-либо точкой земного экватора на очень большой высоте, откуда можно исследовать почти половину земной поверхности.
Измерять характеристики океана с высоты спутника не так-то просто, но возможно. Даже изменения цвета воды, замеченные приборами спутника или космонавтами на орбитальной станции, многое могут сказать о движении вод.
Еще точнее движение вод прослеживается по перемещениям наблюдаемых со спутников дрейфующих в океане камней (такой камень называется буй). Но больше всего информации извлекается из регистрации испускаемого поверхностью океана электромагнитного излучения. Анализируя это излучение, можно определять температуру поверхности океана, скорость приводного ветра, высоту ветровых волн и другие показатели, которые интересуют океанологов.
Как ученые определяют глубину океана?Определение глубины океана называется «прослушиванием глубины» или «снятием звука». В прежние времена для этого на один конец веревки привязывали груз. На веревке на расстоянии в морскую сажень (1,83 метров) завязывались узлы. Она называлась лот. Лот опускали в воду, он уходил на глубину под тяжестью груза, и моряки считали количество узлов. После этого вычисляли глубину. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, похожую на ту, из которой делаются фортепьянные струны.
Однако в океанах существуют такие глубокие места, что спускать лот туда пришлось бы не один день. Как же быть с этим?
Сегодня для определения глубины океана используется эхолот. Аппарат на борту корабля посылает звуковой сигнал со скоростью около 1,5 километра в секунду и фиксирует отраженный от дна ответ. Чем глубже вода, тем больше требуется времени для получения на корабле эха.
В современных эхолотах с корабля излучается высокочастотный звук. Звук эха регистрируется черной точкой на специальной бумаге. Приборы устроены так, что глубину можно сразу определить в морских саженях.
Эхолоты используются не только для определения глубины морей, но и для изучения дна океана, его профиля, впадин и возвышений, находящихся под дном корабля.
Звуки посылаются так часто, что ответные сигналы ложатся вплотную друг с другом. И от одного сигнала до другого глубина изменяется очень незначительно. Если корабль проходит над морской горой, эхолот точно определяет форму горы. Если дно плоское, прибор также фиксирует это. Эхолот не пропускает даже возвышения в несколько метров высотой.
Что является причиной океанских течений?В море есть огромные массы воды, которые постоянно перемещаются. Их движение очень сложное, так как много причин заставляет воду двигаться. Одна из них та, что плотная вода опускается вниз, а более легкая поднимается вверх.
Самая плотная вода в океане – холодная и соленая. Такой она становится, когда морская вода замерзает в Северном Ледовитом океане и около Антарктиды. Во льду, получающемся в результате этого замерзания, очень мало соли. Холодная соленая вода, остающаяся после образования льда, опускается в глубины моря.
Самая соленая вода в океане находится в районе тропиков. Эта вода очень теплая и поэтому не такая плотная, как холодная, находящаяся под ней. Она и остается на поверхности океана. Соленая вода перемещается с помощью ветров.
Иногда ветры и контуры берега соединяют двигающиеся массы воды вместе. Вода вынуждена течь быстрее, образуя течение. Течения напоминают реки в море. Наиболее известное течение – Гольфстрим, которое было открыто Бенджамином Франклином. Гольфстрим начинается в Атлантическом океане недалеко от экватора.
Постоянные ветры у экватора почти всегда дуют с востока. Они гонят теплую соленую воду мимо Карибских островов в огромный залив, образованный полуостровом Флорида и восточным побережьем Соединенных Штатов. Вода здесь накапливается, а затем течет к северу, к мысу Гаттерас. Здесь Гольфстрим становится узким и течет быстро. Его скорость составляет несколько километров в час. Течение здесь менее 16 километров в ширину и около 550 метров в глубину. Как река на земле, Гольфстрим не течет строго прямо, а виляет вдоль океанской поверхности. Но, в отличие от реки, Гольфстрим не всегда находится в одном и том же месте, так как у него нет определенного курса.
Многие поверхностные течения, такие, как Гольфстрим, имеют под собой еще несколько течений. Они называются противотечениями. Они движутся в противоположном направлении, но по тому же пути, что и основное поверхностное течение.
Вращение Земли вокруг своей оси также оказывает влияние на формирование течений.
Что такое приливы?В течение суток уровень моря непостоянен. Вода прибывает, а потом отступает от берега. В Атлантическом океане колебания уровня воды бывают два раза в сутки, в Тихом океане – один. А вот в почти замкнутом Средиземном море приливы незначительны.
В открытом океане разница уровней воды во время прилива и отлива, особенно у берегов, может достигать 18 метров, как, например, в заливе Фанди в Атлантике. Из-за разницы в уровнях воды в разных местах создается мощное приливное течение. У мыса Ра, в Бретани, его скорость достигает 10 узлов, то есть 18,5 км/ч. Даже судну не всегда удается справиться с таким быстрым течением. Приливы возникают под воздействием сил притяжения Луны и Солнца. Самые высокие приливы бывают, когда Солнце и Луна расположены по одну сторону от Земли.
Что вызывает приливы?Вода в морях и океанах находится в постоянном движении, и ее уровень то поднимается, то опускается. Подобные движения воды и называются приливами и отливами. Когда уровень воды поднимается, это прилив, когда уровень воды падает, это отлив. Приливы и отливы бывают дважды в день.
Приливы вызываются тем, что Луна и Солнце притягивают морскую воду на Земле. Сила их притяжения поднимает воду, земля же находится в более устойчивом состоянии.
Приливы бывают только на внешних морях и в океанах.
Если наблюдается одновременное притяжение со стороны и Солнца, и Луны, происходит очень большой прилив с большими наводнениями и очень небольшим отливом.
Если, напротив, Солнце и Луна притягивают порознь, происходит небольшой прилив, когда разница между высоким и низким уровнями воды невелика.
Высокий прилив может быть очень опасным. В 1953 году такой прилив обрушился на Голландию и северо-западное побережье Бельгии. Были разрушены дамбы, и огромные территории земли оказались под водой. Только в Голландии погибло 1 800 человек.
Во время отлива следует быть особенно осторожным. Даже если ты хорошо плаваешь, образующиеся мощные потоки воды могут унести тебя очень далеко от берега.
Человек использует энергию приливов в приливных электростанциях. Когда вода поднимается, ее направляют в специальные резервуары. Когда наступает отлив, то вода выливается в море по трубам и крутит установленные на ее пути турбины.
Почему приливы не везде одинаковы?Существуют места, где вы с трудом сможете отличить высокий прилив от низкого.
Причиной этого является не только влияние Луны. Как вы уже знаете, приливы происходят из-за гравитации. Точно так же, как Земля притягивает Луну, Луна притягивает и Землю, но с гораздо меньшей силой. За счет воздействия Луны на Землю воды океана притягиваются в сторону Луны и образуют выпуклость или волну. Вследствие этого возникает высокий прилив. Вода на противоположной стороне Земли притягивается Луной в гораздо меньшей степени, поскольку Луна находится дальше, и поэтому здесь тоже образуется выпуклость. Поэтому высокий прилив наблюдается и со стороны, обращенной к Луне, и с противоположной стороны Земли.
По мере того, как Луна проходит вокруг Земли, эти два водяных «горба» и пониженные уровни воды продолжают оставаться примерно в том же положении относительно Луны. И если бы поверхность Земли была бы полностью покрыта водой, то чередование высоких и низких приливов было бы очень регулярным.
