Тихоокеанские румбы

Мистер Франклин, желая лучше изучить врага королевских почт, обратился к знаменитому китобою Фольджеру из воспетого позднее Германом Мелвиллом Нантикета. Он предложил капитану, который ходил на промысел китов к берегам Гренландии и потому лучше других моряков знал Северную Атлантику, составить карту коварного течения. Когда карта была получена, Генеральный почтмейстер написал ученый труд, в котором доказывал, что Гольфстрим рождают пассатные ветры.

Эти ветры нагоняют огромные массы воды в Мексиканский залив. Оттого уровень здесь выше, чем в океане. И избыток воды, словно с горки, устремляется из залива в Атлантику.

Ученым, которые развивали этот взгляд, пришлось в начале XIX века скрестить шпаги в научном споре с директором Парижской обсерватории мэтром Франсуа Домиником Араго. Известный французский физик подсчитал, что разница в уровнях Мексиканского залива и океана весьма невелика — четверть метра на расстоянии двухсот километров. Он утверждал — такой незначительный наклон не может породить гигантского течения. По его мнению, причина возникновения Гольфстрима — разница в плотности воды. В тропиках из-за сильного испарения вода поверхности океана всегда имеет большую плотность, чем в высоких широтах. Однако лишь ничтожная часть «тяжелой воды» может погрузиться в глубины. Этому мешают нижние — также плотные — слои океанской толщи. И потому воды тропиков стремятся «стечь к полюсам».

Со временем оказалось, что оба, казалось бы, исключающие друг друга взгляды одинаково верны: Гольфстрим возникает по этим двум причинам.

К середине XIX века ученым удалось установить, что именно под действием ветра и порожденной им разницы в уровнях различных частей океана, а также из-за неодинаковой плотности воды в тропических и умеренных широтах возникают все течения Мирового океана. И потому принято было считать, что течения для науки — тема исчерпанная. Но к счастью для развития познания, в любые времена находились люди, которые не слишком доверяли общепринятым мнениям. К их числу относился и офицер Российского военного флота Степан Осипович Макаров.

В войне с турками 1877–1878 годов Макаров прославился своими изобретениями минных катеров и особого вида торпед. Когда война была выиграна, Макаров, сделавший блестящую карьеру и получивший высокий чин капитана второго ранга, был назначен командиром брандвахтенного судна «Тамань». Новая служба оказалась совсем не обременительной. Корабль, предоставленный в распоряжение русского посланника в Константинополе, стоял на мертвом якоре посреди пролива Босфор. От командира требовалось лишь время от времени появляться на балах и своим видом напоминать бывшему противнику о грозной мощи русского флота. Казалось бы, для молодого офицера наступило, наконец, время пожить вольно и красиво, взять реванш за бедную юность и суровые военные годы.

Но вместо этого блистательный кавторанг занялся странными экспериментами. Загружая бочонок песком так, чтобы он плавал на глубине то 30–50, то 80—100 метров, Макаров опускал его за борт на длинном лине и внимательно наблюдал, куда отклоняется линь. Опыты привели к любопытным результатам. Оказалось, что воды пролива Босфор подобны слоеному пирогу. Течения в нем идут в две противоположные стороны. Верхние слои движутся из Черного моря в Мраморное, а придонные в обратном направлении. Тема, которая, казалось, не сулит серьезных перспектив, заиграла новыми гранями. Удивленные офицеры «Тамани» поняли, что им выпала честь стать соавторами научного открытия.

Степан Осипович Макаров с огромным интересом читал труды, посвященные исследованию моря. Один из них привлек его внимание. Этот труд, изданный в Амстердаме в начале XVIII века на французском языке, принадлежал перу итальянского ученого Луиджи Марсильи. Марсильи утверждал, что в проливе Гибралтар поверхностные и глубинные воды движутся в противоположных направлениях. Макаров предположил, что такое двустороннее движение потоков возможно во всех проливах Мирового океана. И воспользовавшись тем, что служба привела его в Босфор, кавторанг решил проверить свое предположение. В известной работе «Об объеме вод Черного и Средиземного морей», опубликованной в 1885 году, Макаров заложил основу учения о гидрологии проливов Мирового океана. Российская Академия наук присудила молодому офицеру за этот труд почетную премию.

Открытию Макарова было суждено сыграть роль предвестника нового этапа в гидрофизических исследованиях. Сам же этот этап начался на полстолетия позже знаменитых опытов кавторанга. Начался тогда, когда «запас тайн», которыми располагала поверхность океана, окончательно исчерпался. И особенность его состояла в том, что наука «нырнула» в глубины. Здесь океанологов ожидало множество совершенно неожиданных открытий. Один за другим на карты наносились подводные хребты, пики, вулканы, глубочайшие впадины. Но казалось, к течениям все это не имеет никакого отношения. Открытый Макаровым «слоеный пирог» считался специфической особенностью проливов. Что же касается всего остального пространства океана, то здесь, по' мнению ученых, движение могло происходить только в узкой кромке поверхностных вод. Нижние слои, на которые атмосфера непосредственно не воздействует, представлялись неподвижными или малоподвижными. А глубины принято было считать и вовсе царством вечного покоя.

Первое опровержение этого взгляда принес 1951 год. Его сенсацией стало открытие в экваториальной зоне Тихого океана мощных струй воды на глубине 50—100 метров в одних районах и 200–300 в других. Правда, точных границ этой реки, заключенной уже не «в жидкие берега», и в «водяную трубу», открывшие его американские океанологи сразу установить не смогли. Но уже само по себе существование в толще воды довольно быстрых движений было полной неожиданностью. Особенно удивляло то, что обнаруженные струи текли с запада на восток — в сторону, противоположную поверхностному пассатному течению. Морские физики несколько лет изучали удивительный поток, применяя самые совершенные приборы. В эту работу немалый вклад внесли и советские исследователи. Их роль высоко оценили зарубежные коллеги. Известный американский океанограф Джон Кнаусс, отвечая тем, кто поздравил его с удачным измерением скорости глубинного потока, говорил: «Не так важен сам факт измерения, как методы измерения, разработанные советскими учеными. Лишь эти методы позволили нам провести в открытом океане измерения течения».

Исследования показали, что поток пересекает в районе экватора весь Тихий океан. Он получил название течения Кромвелла — по имени начальника экспедиции 1951 года. Так в открытом океане был обнаружен «слоеный пирог», подобный тому, что нашел в семидесятых годах прошлого века в проливе Босфор кавторанг Макаров.

А несколькими годами позже советские океанологи засекли в ряде точек экваториальной зоны Атлантики быстрые струи воды на глубине 50—250 метров. Однако первые измерения — они были проведены в весьма отдаленных друг от друга районах — не позволяли сделать вывод о том, что удалось обнаружить единый поток. К тому же над многими физиками моря еще тяготел груз представления о неподвижности глубин. И даже течение Кромвелла многими воспринималось как некое странное исключение из твердо установленных законов. Мысль о необходимости искать такого же рода потоки в других океанах находила мало сторонников.

И все же летом 1959 года во время очередного рейса научно-исследовательского судна «Михаил Ломоносов» было проведено измерение скоростей водных потоков на глубине до 300 метров в экваториальных районах. Ученые поставили несколько десятков гидрологических станций. К буйку прикреплялась на тросе гирлянда замечательных приборов-самописцев Алексеева. Судовые стрелы мягко опускали гирлянды за борт. Буек покачивался на волнах. А прикрепленные к нему самописцы распределялись по разным глубинам. Особое устройство ставило каждый прибор по направлению течения. Вода ударяла в лопасти вертушек, и на бумажной ленте в герметически закрытой камере появлялись цифры, обозначающие скорость и направление течений.

Измерения убедительно показали, что на глубине в экваториальной области проходит единый поток. С 1959 по 1967 год в экваториальной Атлантике было поставлено 94 автономных буйковых станций и около тысячи глубоководных гидрологических станций с полным комплексом наблюдений на двадцати двух горизонтах. Океанологи получили несколько миллионов «засечек» потока. Это позволило довольно точно установить границы течения. Его ширина оказалась весьма внушительной — до 400 километров. Подтвердилось, что поток проходит на глубине 50-250 метров от поверхности и пересекает по экватору всю Атлантику. По имени научно-исследовательского судна глубинный поток назвали — течением Ломоносова.