1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Шрифт:
Начиная с 1966 г. Океанографическое управление ВМС США издает ежемесячную сводку по Гольфстриму, в которой описываются положение и физические свойства Гольфстрима в Северной Атлантике. Течение прослеживается с самолета с помощью инфракрасного радиометра, измеряющего тепловое излучение морской поверхности. При этом легко обнаруживаются резкие различия температуры Гольфстрима и более холодных прибрежных вод.
Генри Стоммел из Вудс-Холского океанографического института на основании теоретических соображений предсказал существование под Гольфстримом глубинного течения, движущегося в противоположном ему направлении.
Противотечение, идущее на восток в экваториальной Атлантике, впервые обнаружил Уильям Дж. Меткалф из Вудс-Холского океанографического института. Опуская батометры, он заметил сильное отклонение троса в сторону, противоположную поверхностному течению. В 1961 г. во время экспедиции на судне Вудс-Холского института «Чейн» на глубине 100 м были измерены скорости в 2,5 узла [30] . Тем самым существование противотечения было подтверждено. В 1963 г. научно-исследовательское судно университета Майами «Пиллсбери» проследило это течение на протяжении 1320 миль в сторону Африки.
30
Это течение Ломоносова, открытое в 1959 г. НИС «Михаил Ломоносов». Прим. ред.
Это подповерхностное течение в Тихом океане. Вначале его назвали Экваториальным подповерхностным течением. Позднее оно было переименовано в честь одного из его открывателей, океанолога Таунсенда Кромвелла, погибшего в 1958 г. в авиационной катастрофе. Течение Кромвелла проходит вдоль экватора от Соломоновых до Галапагосских островов и дальше. Общая его длина, по-видимому, достигает 8000 миль. Течение охватывает небольшую толщу воды, ширина его колеблется от 120 до 250 миль, скорость — от 2,5 до 3 узлов.
Морские льды
Морская вода в отличие от пресной не имеет определенной точки замерзания: температура, при которой начинают образовываться кристаллы льда, зависит от солености. При средней для океана солености 35‰ температура замерзания равна минус 1,9 °C. Когда начинается ледообразование, большая часть соли остается в воде, что понижает температуру замерзания.
Ледообразование начинается с того, что в воде образуются кристаллы льда; возникает кашеобразная смесь воды и льда. Такое «ледяное сало» уменьшает высоту волн. Когда эта смесь смерзается, образуется тонкий, пластичный слой льда, изгибающийся под действием волнения.
Когда снег падает на воду, температура которой близка к точке замерзания, он плавает на поверхности, сбиваясь в гряды толщиной 2 м и более. Когда температура воды опускается до точки замерзания, снег и вода быстро смерзаются, образуя гибкий лед.
Если в воде отсутствуют ядра конденсации, то даже при температуре воды ниже точки замерзания лед не будет образовываться. В таких случаях
Если бы плотность воды при замерзании увеличивалась, как у большинства других веществ, то образующийся на поверхности лед тонул бы. Однако вода обладает тем свойством, что при охлаждении до некоторой температуры (4 °C для пресной воды), близкой к точке замерзания, плотность ее вначале увеличивается, но при дальнейшем охлаждении вода начинает расширяться и при температуре замерзания занимает объем на 9% больший, чем при температуре 4 °C.
Увеличение плотности воды при охлаждении объясняется тем, что молекулы воды замедляют свое движение, но это справедливо лишь до температуры 4 °C, при которой вода имеет наибольшую плотность. В диапазоне температур от 4 до 0 °C в молекуле воды происходит перестройка водородно-кисло-родных связей и возникает иная молекулярная структура. Новый вид межмолекулярной связи образует менее плотную упаковку молекул, так что объем воды увеличивается на 9%. Такой перестройкой молекулярной структуры и объясняется расширение воды при замерзании.
Если бы лед тонул, то все водоемы на Земле оказались бы заполненными им от поверхности до дна. Солнце не могло бы растопить эту массу льда, защищенную от его лучей, а вытаивал бы лишь тонкий поверхностный слой. На Земле царил бы вечный ледниковый период и планета наша была бы необитаемой.
Все дело в большой величине удельной теплоты плавления льда. Для того чтобы поднять на 1 °C температуру 1 г воды, ей надо сообщить 1 кал тепла. Для того же, чтобы получить из 1 г льда при 0 °C воду той же температуры, потребуется 80 кал.
Морской лед состоит из кристаллов пресноводного льда, между которыми заключено небольшое количество рассола. Соленость молодого льда составляет от 2 до 10‰. Когда ледообразование идет быстро, в промежутки между кристаллами попадает больше соли и рассол становится более концентрированным.
Захваченный морским льдом рассол тяжелее самого льда, поэтому он постепенно просачивается вниз. Когда возраст льда достигает года, талая вода из него уже пригодна для питья. В прошлом веке такую талую воду иногда использовали для пополнения судовых запасов воды.
Белое или желтоватое сияние на небе, вызванное отражением льда на нижней границе низкой облачности, называют «ледяным небом». Оно часто служит первым признаком того, что впереди находится лед.
Любой достаточно большой участок ледяного покрова, не прикрепленный к берегу, называется паковым льдом [31] . При разломе пакового льда образуются ледяные поля. Доступные для судов проходы между паковыми льдами называются разводьями.
31
По нашей классификации паковым считается лишь многолетний лед достаточный толщины. — Прим. ред.