Согласно высказанной около 30 лет назад гипотезе, крупные массы воды
в океане могут «разбавлять» друг друга без внешнего воздействия. Позже
гипотеза была подтверждена наблюдениями, при которых обнаружили довольно
четко ограниченные узкие течения («пальцы»), характеризующиеся большой
соленостью; под воздействием термодинамических факторов они поднимаются
и погружаются между определенными слоями воды. Однако оставалось неясным,
достаточно ли эти течения сильны, чтобы играть существенную роль в перемешивании
больших океанских масс.
На совместной конференции Американского геофизического союза и Американского
общества лимнологии и океанографии (Гонолулу, февраль 2002 г.) были доложены
результаты исследований, проведенных под руководством Р.Шмитта (R.Schmitt)
сотрудниками Вудсхолского океанографического института (штат Массачусетс,
США). Двигаясь вслед за распространяющимся инертным химическим веществом,
специалисты в течение года изучали процессы, которые совершались в водах
Атлантики восточнее о.Барбадос. В ходе этой экспедиции впервые удалось
непосредственно измерить энергию, которой обладают эти солевые «пальцы».
До сих пор при измерении объема турбулентного смешивания вод в океане
оказывалось, что он примерно в 10 раз меньше ожидаемого. Теперь океанографы
установили роль в этом механизме солевых «пальцев»: там, где теплые и насыщенные
солями воды лежат поверх холодных и пресных (что обычно для тропиков и
субтропиков), солевые «пальцы» толщиной всего в несколько сантиметров (!)
способны перемешивать водные массы на протяжении сотен километров без участия
течений. Дело в том, что тепловая энергия многократно усиливает диффузию;
она идет в 100 раз более интенсивно, чем при обычной диффузии солей в морской
воде.
При наличии солевых «пальцев» к поверхности поднимаются многочисленные
тонкие струи, образующие «колонны» толщиной в несколько десятков сантиметров.
Такие колонны служат чем-то вроде теплообменника, в котором соленая вода
передает тепловую энергию окружающей ее холодной и пресной, при этом сама
становится более плотной и уходит вниз, а подогретая холодная, приобретя
меньшую плотность, поднимается.
Работая в акватории, омывающей о.Барбадос с востока, исследователи,
помимо прочего, проследили происходившее в течение 300 сут перемещение
и перемешивание конкретной водной массы. Для этого в январе 2001 г. за
борт было спущено 175 кг трассирующего вещества - жидкого гексафлорида
серы. Контейнер с ним буксировался судном на постоянной глубине 400 м,
пометив таким образом площадь в 24 км2.
В этой акватории слой, насыщенный химикалиями и достигавший в толщину 20
м, занимал положение между двумя слоями солевых «пальцев». Распознать его
было возможно еще и в ноябре 2001 г., когда количество химикалий составляло
лишь 1 г/км3 морской воды.
Выводы о том, что перемешивание океанических вод происходит в первую
очередь под воздействием тонких солевых «пальцев», а не собственно течений,
нашли высокую оценку у видного специалиста Р.Пинкела (R.Pinkel; Скриппсовский
океанографический институт в Ла-Холье), который подчеркнул, как важно теперь
установить распространенность подобных процессов в иных акваториях Мирового
океана.
Science. 2002. V.295. №5561. P.1821 (США).
Источник http://vivovoco.ibmh.msk.su/VV/NEWS/PRIRODA/2003/PR_01_03.HTM
|