Планета бурь - Олег Орестович Фейгин

образуется самое мощное из всех известных нам морских течений. Оно огибает полюс. Затем часть водяных масс поворачивает на север и, миновав побережье Австралии, достигает южной оконечности Африканского континента. Далее этот поток пересекает Атлантику и впадает в Мексиканский океан, где его воды, совершив кругосветное путешествие, длившееся почти сто лет, вновь питают Гольфстрим.

Чтобы зафиксировать состояние Мирового океана в какой-то конкретный момент времени, необходимы титанические исследования. Но, как известно, в любом процессе важны не сиюминутные показатели, а общая тенденция. Итак, надо привести в движение тщательно выстроенную систему, иначе нельзя исследовать океанические течения, эту тайную жизнь океана. Нам известно несколько параметров, характеризующих состояние той или иной точки Мирового океана, – и известно столько же уравнений (математики называют их дифференциальными), которые описывают, как и в какие моменты времени одни точки нашей пространственной сетки влияют на состояние соседних с ними точек. Однако эту систему уравнений надо еще постараться решить!

Здесь-то и начинаются настоящие трудности, ведь очень часто подобные математические системы не имеют общего знаменателя, и мы можем получить лишь набор приближенных ответов, которые еще нужно обработать в мощном электронно-вычислительном центре, чтобы выбрать наиболее близкие к действительности. Только тогда можно получить то, что программисты называют оптимальным машинным алгоритмом, позволяющим в определенный момент времени вычислить, что произойдет через несколько часов в любом участке Мирового океана.

Сейчас самый большой модельный расчет, в котором имитируется целых 100 лет из жизни океана, длится от 6 до 8 месяцев. Ученые внимательно следят за тем, как протекает расчет, чтобы прервать его, если модель далеко отклонится от реальности. Как показывает опыт, даже самые удачные модели нужно «обкатывать» по части корректировки в течение двух лет, пока наконец они не станут давать стабильные прогнозы.

Исследователи провели интересный эксперимент с одной из таких моделей. На своих компьютерах они увеличили приток пресной воды в море Лабрадор, лежащее у берегов Канады, – самую уязвимую зону мировой системы течений. Подобное событие вполне возможно, если в результате глобального потепления начнут таять льды Гренландии, окаймляющей море Лабрадор с другой стороны.

Итак, что произойдет в ближайшие два с половиной столетия, если пресная вода будет все прибывать?

Нарушится глобальная циркуляция воды. Гольфстрим уже не сможет беспрепятственно втекать в море Лабрадор. Мотор мировых океанических течений начнет работать с перебоями. Гольфстрим замедлит, а затем прекратит свой бег. Последствия этой перемены будут чувствительны: средняя температура в Европе понизится до 10о. Еще недавно в Гренландии текли талые воды, а теперь арктические льды начнут стремительно разрастаться, продвигаясь на юг…

Как только ученые остановили компьютерное таяние ледников в Гренландии, все вернулось на круги своя. В последующие два с половиной столетия климат постепенно нормализовался. Возобновил свое течение Гольфстрим – бойлерная Европы. Быстро потеплело. Люди стали заново обживать часть света, еще недавно изнывавшую под сугробами и льдами.

Впрочем, Мировой океан так велик, что наблюдениями охвачена лишь малая его часть. Обширные просторы океана остались бы белым пятном на карте, если бы не компьютерная интерполяция. Только так удалось устранить лакуны, заполняя их усредненными показателями. Результатом работы, по отзывам ученых, стала уникальная сеть данных, которая впервые позволит понять, что происходит в океане.

Океаны и моря являются регуляторами климата в отдельных частях земного шара. Суть этого заключается не только в океанических течениях, которые переносят теплую воду из экваториальных районов в более холодные (течение Гольфстрим, а также Японское, Бразильское, Восточно-Австралийское), но и противоположные им холодные течения: Канарское, Калифорнийское, Перуанское, Лабрадорское, Бенгальское. Вода обладает очень высокой теплоемкостью. Естественно, что при охлаждении водоемов эта теплота передается в окружающее пространство. Поэтому в районах, прилегающих к морским бассейнам, редко бывают большие перепады температур воздуха в летнее и зимнее время. Водные массы сглаживают эти перепады – осенью и зимой вода подогревает воздух, а весной и летом охлаждает.

Другой важной функцией океанов и морей является регулирование содержания в атмосфере углекислого газа – диоксида углерода. Его относительное содержание в атмосфере невелико, всего лишь сотые доли процента, однако это составляет общую массу в тысячи миллиардов тонн. Причем экологи настойчиво предупреждают, что парциальное и абсолютное количество диоксида углерода неуклонно растет. Это связано с развитием энергетики, промышленности и транспорта, потребляющих огромное количество углеводородов, ведь основным продуктом их окисления и является именно диоксид углерода. Учеными установлено, что атмосферный углекислый газ обладает способностью задерживать, не пропуская в космическое пространство, тепловое излучение Земли. Вследствие этого в принципе может развиться парниковый эффект, о котором так много говорят в последнее время. Получается, что чем больше диоксида углерода в атмосфере, тем теплее климат на Земле.

Одному зеленому покрову Земли невозможно было бы справиться с задачей удержания примерно на одном и том же уровне содержания углекислого газа в атмосфере. Подсчитано, что наземные растения в результате реакции фотосинтеза ежегодно потребляют из атмосферы около 20 млрд тонн углекислого газа, а обитатели океанов и морей извлекают из воды уже 150 млрд тонн.

Общее потепление климата может привести к катастрофическим последствиям. В его результате усилится таяние льдов на полюсах планеты и в горных районах, что приведет к повышению уровня Мирового океана и к затоплению огромных площадей суши.

Подсчитано, что, если расплавить все ледники Гренландии и Антарктиды, уровень океана поднимется на несколько десятков метров и многие приморские города окажутся под водой

Около половины поступающего в океан углекислого газа концентрируется в виде карбоната кальция в коралловых рифах. Кораллы также являются скелетами особых полипов – придонных морских беспозвоночных организмов. Цвет коралла зависит от состава и количества включенного в него органического вещества. Меньшую роль в окраске коралла играют ионы металлов. Обычно соли железа окрашивают кораллы в красный, оранжевый и коричневый цвета, а соли марганца – в серый цвет. Трудно представить, какой была бы наша планета, если бы океаны не связывали атмосферный углекислый газ.

И все-таки, хоть ученые лучше стали понимать, как живет и чем дышит водная оболочка нашей планеты, они лишь в отдельных чертах представляют себе, как устроена сложная система климатического механизма Мирового океана. Прежде всего, мы не знаем точно, как повышение температуры, вызванное парниковым эффектом, влияет на процессы, протекающие в океане, и как те влияют на климат.

Впрочем, одно мы знаем наверняка: если в силу каких-то причин схема течений изменится и, скажем, тот же Гольфстрим повернет в сторону, то в Северной и Центральной Европе начнется самый настоящий новый ледниковый период.

Известно, что малейшие сбои в течении Гольфстрима тут же отражаются на других великих океанских течениях