Перспективы

  Приступая к теме, имеет смысл определить основные при­чины, по которым надо изучать океаны. Это поможет выя­вить центральные моменты, на которых можно будет за­тем сосредоточить последующий детальный анализ характе­ра всей системы океана. Ясно, что перечень ключевых точек не может быть исчерпывающим, поскольку объем имею­щихся знаний об океанах неуклонно возрастает. Сегодня в такой перечень следует включить следующее.

- Океаны существуют, и наше любопытство перевешива­ет все остальные причины для их изучения.

- Океаны дают нам пищу, поэтому нужно принять как факт нашу давнюю зависимость от океанов и использование их в качестве источника пропитания для человечества.

- Способы транспортировки, которые можно применять в океанах и атмосфере благодаря текучести среды, во мно­гих отношениях превосходят наземный транспорт, но для их эффективного использования необходимы крупномас­штабные исследования течений и ветров.

- Океаны — важный источник минеральных ресурсов: от соли до таких экзотических элементов, как магний, и от фосфатных удобрений до прозаического песка.

- Морская вода во всех ее фазах — жидкой, твердой и па­рообразной — служит основной средой, через которую теп­ловая энергия распространяется по всей планете. Поэтому исследования погоды и климата теснейшим образом связа­ны с изучением океанов.

- Морская вода, благодаря ее способности разлагать сложные молекулярные структуры, содержит практически все известные элементы. Однако она сохраняет свою хими­ческую стабильность, так что никогда не бывает ни слиш­ком кислой, ни слишком щелочной. Эта «автоподстройка» играет важнейшую роль в способности морской воды под­держивать жизнь. Действительно, только в океанах, как принято считать, возможно было развитие «живых» моле­кул на Земле.

- Морская вода в силу своих абсорбционных свойств по­глощает и выделяет газы, обмениваясь ими с атмосферой; тем самым она косвенно включена в процесс переноса лу­чистой энергии, происходящий между Землей и космическим пространством.

- Океаны занимают более 70% земной поверхности, и ис­парение воды из них превышает поступление ее с атмосфер­ными осадками. Поэтому именно они приводят в действие гидрологический цикл — круговорот воды в природе, — от которого полностью зависит вся наземная жизнь. Океан — и в тропиках, и вблизи полюсов — нагревается и остывает сверху вниз; его тепловой баланс почти полностью опреде­ляется процессами, происходящими только на его поверхно­сти. Атмосферная же циркуляция, наоборот, приводится в действие снизу вверх, так как испаряющаяся морская вода поступает в атмосферу в основании воздушного столба.

- Океаны в любой момент содержат значительную долю всей кинетической энергии, получаемой Землей от Солнца. Иными словами, количество солнечной энергии, запасенной водным столбом с единичной площадью сечения, значитель­но превосходит величину этой энергии, содержащейся в рав­ном по площади сечения столбе горных пород суши или ат­мосферного воздуха. Поэтому, пытаясь найти источники энергии, альтернативные минеральному топливу, мы дол­жны основное внимание направить на океаны.

- Океаны и суша распределены по земной поверхности несимметрично. Это обстоятельство, будучи результатом сложной геологической истории Земли, имеет важнейшее значение для динамики как океана, так и атмосферы; оно же решительно повлияло на развитие человечества.

- Океаны, если говорить о способности поддерживать живые сообщества, предоставляют почти в 80 раз больше пространства для жизни, чем наземный мир. Однако из-за того, что жидкость, заполняющая океанические бассейны, способна легко перемешиваться — во времени и в про­странстве,— число различных видов организмов в океанах гораздо меньше, чем на суше.

- Морская вода, благодаря ее высокой удельной теплоем­кости, сохраняет сравнительно постоянную температуру, несмотря на то, что оказывается в весьма широком диапа­зоне условий — от тропических зон с их избыточным сол­нечным нагревом до полярных зон с избыточным охлажде­нием, происходящим также путем излучения. Постоянство температуры оказывает огромное влияние на образ жизни морских организмов, делая его совершенно отличным от способа существования наземных видов.

- Морская вода в тысячу раз плотнее воздуха, в котором обитает большинство наземных организмов, и поэтому формы жизни, существующие в океане, в среднем имеют значительно меньшие размеры, чем те, что встречаются на суше. Популярное изречение о том, что «при такой жизни лучше быть маленьким», особенно подходит для условий жизни в море. Однако в океане живут и крупнейшие из жи­вотных, когда-либо обитавших на Земле, — синие киты.

Круговая диаграмма, демонстрирующая деление земной поверхности на различные географические области

Рисунок 1.1. Круговая диаграмма, демонстрирующая деление земной поверхности на различные географические области. В конце 1979 г. население Земли составляло около 4,34 млрд. человек. Общая пло­щадь поверхности земного шара равна 510 млн. км2, площадь суши (29,22%) — 149 млн. км2, а площадь океанов и окраинных морей (70,78%) — 361 млн. км2. На душу населения приходится 1,44 акра (около 0,58 га) пригодных для обработки земель и 20,4 акра (8,3 га) океана.

- Окраины океанических бассейнов, где суша встречается с морем, относятся к областям Земли с самой высокой про­дуктивностью органического вещества. Их продуктивность обусловлена тем, что это зоны сближения энергии и массы: океаны несут к своим берегам энергию волн, собираемую с обширных просторов водной поверхности, подверженной действию ветра, а реки несут химическое сырье, без которо­го невозможна жизнь.

- Люди также устремляются к окраинам океанов, не только создавая на побережье множество поселений, но и перенося в заселенные прибрежные районы большую часть всего органического материала, производимого сельским хо­зяйством, горными работами и промышленностью во внут­ренних областях материков.

- Полярные океаны («последний рубеж»), — быть может, важнейшие области, обеспечивающие продолжение нашего существования. Постоянство климата на Земле зависит от энергии перехода между жидкой и твердой фазами воды и от альбедо (способности отражать солнечные лучи) покры­тых льдом частей океана.

  В рамках этого обоснования исследований океана заклю­чено великое множество сложных процессов: физических, биологических, химических, геологических, метеорологиче­ских и др. В ткань перечисленных процессов вплетается и человеческая деятельность. Наша задача — «распустить» эту ткань на отдельные нити, описать каждую нить качест­венно и количественно, а затем снова соединить их, пытаясь тем самым понять изменчивость океана, т.е. понять, «чем вообще занимается наука о море».

  Однако в более широком смысле наши «перспективы» в океанах определяются необходимостью лучше знать, как' воздействуют океаны на нас, и наоборот. В последующих разделах развиваются эти положения.