В 1807 году президент Томас Джефферсон отдал приказ береговой службе нанести на карту береговые линии и отметить глубину морского дна вокруг США. В 1840-е годы во время исследования траектории движения Гольфстрима исследовательская группа сделала важное открытие.
Морское дно неоднородно: здесь, как и на суше, есть горы, вулканы и каньоны.
Береговая служба США измеряла глубину с помощью лота. Традиционно длинную и тонкую веревку со свинцовым грузилом на конце выбрасывали за борт лодки. Грузило опускалось вниз, пока не достигало дна. Если почти двухметровой (183 см) веревки не хватало, значит глубина была равна одной морской сажени. Вообще говоря, глубина прибрежных вод была больше, она увеличивалась с удалением от берега, достигая примерно 150 саженей.
Циклы Миланковича
В 1920-х годах сербский геофизик Милутин Миланкович предложил теорию циклов, возникающих при колебании вращающейся вокруг своей оси Земли, а также от ее постепенного сдвига по орбите. Эти явления усиливают действие друг друга. За тысячи лет они создают циклические колебания количества солнечного света, достигающего Земли. Результатом являются ледниковые эпохи и суровые климатические условия.
Механический лот
Чтобы обслуживать потребности растущего флота, были изобретены несколько вариантов механического лота. Самый удачный экземпляр был создан в 1802 году часовщиком из Англии Эдвардом Мэсси. Лот и грузило также крепились к веревке и тянули ее ко дну. При погружении на глубину вода проходила через небольшой ротор, который крутился как диск, отсчитывая увеличение глубины. При достижении морского дна счетчик останавливался, и его поднимали вверх, чтобы снять показания.
Для безопасной навигации в прибрежных водах нужна была хорошая морская карта, которая бы показывала глубокие проливы, чтобы корабли не садились на мель. Однако промер глубины лотом возможен не везде, в море далеко от берега трос вряд ли достигнет дна – открытый океан слишком глубок. Даже сегодня обладая радиолокационным и ультразвуковым оборудованием, мы не можем распознать все, что меньше 5 км. Тем не менее в 1849 году береговая служба США, измеряя глубину механическими лотами для большей точности, обнаружила, что дно океана вдоль восточного побережья напоминает шельф, – относительно плоская поверхность, резко уходящая на глубину, которую не берет ни один измерительный прибор. Мелководная часть – это континентальный шельф, который, как обнаружили американские геодезисты, переходит в континентальный склон. Это были только предпосылки открытия абсолютно нового подводного ландшафта.
Подводная окраина материка
Морское дно, омываемое прибрежными водами, является частью материка. Океаническая кора значительно тоньше – отсюда и необъятный океанический бассейн, наполненный водой. Континентальный склон представляет собой границу между двумя типами земной коры, он соединяет мелководье побережья с глубоким океаном. Протяженность континентальных шельфов от берега может достигать 320 км, прежде чем начнется так называемая бровка, или «разлом шельфа». Если осушить воды океана, край шельфа станет самой ярко выраженной границей на земной поверхности.
Глубина континентального склона может достигать по меньшей мере 2000 м, дальше начинается подножие материка. Это более пологий склон с плоским дном глубиной около 6000 м (глубже только океанические впадины), который ведет к ложу океана. Подножие материка, как правило, состоит из отложений, намытых с шельфа миллионы лет назад, или из осевших в результате подводных землетрясений.
Океанические течения
Обдумывая, как систематизировать сбор данных о ветрах и погоде на море, американский «морской следопыт» придумал, как составить более точную карту океанических течений. Все, что ему требовалось, – сотрудничество со стороны кораблей.
Знания Мэтью Фонтейн Мори об океанических течениях были проверены, когда в 1860-е годы военный корабль США пропал без вести во время шторма. Мори рассчитал, где окажутся выжившие и направил спасателей в нужную точку. Его прогноз был идеально точным!
Точная информация о ветре и средние показатели погоды, ожидаемые в разных регионах, были на вес золота для судов, отправляющихся в плавание. Мэтью Фонтейн Мори, начальник Депо карт и приборов военно-морского флота США (участвовал в первом кругосветном плавании вокруг Земли, организованном США), прекрасно понимал, что сведения, которыми располагали корабли, были крайне ненадежными. По настоянию Мори в 1853 году в Брюсселе (Бельгия) состоялась первая встреча Международной морской конференции. Участники конференции приняли единые стандарты метеорологических бортовых наблюдений и, что особенно важно, договорились, как они будут делиться этой информацией между собой.
На карте мира 1696 года Иоганн Зан попытался изобразить океанические течения.
На шаг впереди
Инициатива Мори привела к созданию метеорологической базы данных, содержащей сведения о погоде со всего мира. Все началось с систематизации сведений о температуре воздуха и моря, начатой Мори в 1850-х годах, с тех пор эти сведения расширялись и пополнялись новыми, а сегодня мы, используя все эти данные, можем говорить об изменении климата.
Карта основных океанических течений. Серыми стрелками показаны теплые течения, которые текут из тропических областей, черными стрелками отмечены холодные течения из полярных областей.
Многообещающая морская карьера Мори была прервана – в 1839 году он получил тяжелую травму ноги. Тогда он принялся жадно собирать информацию о погодных условиях в океане с целью создать более точные навигационные карты для тех, кто может выходить в море. Важной составляющей его работы было изучение природы океанических течений, или, как называл их Мори (глубоко верующий человек), «Морских Стезей» – так они описаны в Псалмах.
Конференция Мори 1853 года в Брюсселе переросла в современную Всемирную метеорологическую организацию, входящую в состав ООН со штаб-квартирой в Женеве. Он изучал старые бортовые журналы, по крупицам собирая важную информацию из более чем миллиона источников, чтобы создать подробное описание скорости и направления океанических течений в разное время года, а также влияния ветров на прохождение вдоль них. Он даже отслеживал движения китов в надежде, что они покажут путь в Арктику, свободный ото льда, но, к сожалению, надежды Мори не оправдались. В 1851 году он представил результаты своих исследований в публикациях «Наставления мореплавателям» и «Физическая география моря и его метеорология». Они раздавались бесплатно американским кораблям, готовым вести ежедневный отчет о погоде, а также размещать утяжеленные бутылки, известные как «дрифтерные бутылки» в указанных Мори местах. Они плавали в воде чуть ниже поверхности и не были подвержены воздействию ветра. Бутылки, найденные другими кораблями в море или вдоль побережья, отправляли обратно Мори, а он, используя координаты начальной и конечной точки, совершенствовал карту океанических течений.
