Вечный двигатель океана

Климатические аномалии нынешнего апреля вновь обострили старые споры о судьбе Гольфстрима. Очевидно, что науке придется заново открывать для себя Мировой океан

Владимир Тихомиров

Гольфстрим умер? Или уже возродился? Пожалуй, нет сегодня более популярной темы для светских разговоров, чем судьба этого океанического течения, которое превратилось едва ли не в главного ответчика за все грядущие климатические бедствия. Погода холодная? Весна запаздывает? Так что ж вы хотите — слышали, что с Гольфстримом-то происходит...

При этом часть ученых, напротив, уверена, что во всех погодных коллизиях виновата вовсе не смерть океанического течения, а его чересчур мощная активность — дескать, Гольфстрим, растопив льды Северного Ледовитого океана, запустил механизм нового глобального оледенения, которое грозит невиданными бедствиями всему цивилизованному миру.

Уникальный поток

Но сначала нужно определиться с основными терминами. Итак, Гольфстрим — это теплое течение в Мексиканском заливе, которое огибает Флориду, течет вдоль восточного побережья США, а затем отрывается от побережья на восток, в сторону Европы. Подобные океанические течения — от теплых тропиков к более холодным широтам — существуют и в Тихом океане — здесь оно называется Куросио, и в Южном полушарии, где вода течет к Южному полюсу. Уникальность же Гольфстрима состоит в том, что после отрыва от американского побережья он не поворачивает обратно в субтропики, но уходит на север, в более высокие широты, где его именуют уже Северо-Атлантическим течением. Именно благодаря этому течению на севере Атлантики температура на 5-10 градусов выше, чем на аналогичных широтах Тихоокеанского региона. Так, к примеру, если бы течение Куросио было бы столь же продолжительным, то в Магадане, который, между прочим, находится на широте Лондона, цвели бы фруктовые сады, а Чукотка превратилась бы в курортную жемчужину.

Но, увы, Гольфстрим — явление штучное. Первопричина его необычайных характеристик состоит в том, что над Атлантическим океаном испаряется больше воды, чем возвращается в него в виде осадков. А над Тихим океаном, напротив, осадки преобладают над испарением. Поэтому в Атлантике вода в среднем несколько солонее, чем в Тихом океане. Солонее — значит тяжелее, чем более пресная тихоокеанская, и поэтому она стремится опуститься вниз, в более глубинные слои, а на ее место приходит теплая вода с юга. Чтобы оценить масштабы этого обмена, следует знать, что мощность Гольфстрима оценивается в 80-100 свердрупов — это такая единица измерения объема перемещения водных масс, равная 10 в 6-й степени кубометров воды в секунду. Расход всех рек мира — от Амазонки до Волги — суммарно насчитывает только один свердруп, то есть один Гольфстрим несет воды больше, чем все реки мира. Как же остановить такую махину?

Нефть не виновата

Первым новость о смерти Гольфстрима опубликовал в середине 2009 года итальянский физик-теоретик Джанлуиджи Зангари, работающий в Национальном институте ядерной физики Италии. Основываясь на космических снимках акватории Мексиканского залива, по которой после аварии на платформе Deepwater Horizon (случившейся, к слову, ровно год назад) расплывалось огромное нефтяное пятно, профессор Зангари заявил, что нефтяная пленка будет препятствовать испарению воды с поверхности океана, что и разрушит Северо-Атлантическое течение. Свои выводы Зангари для пущей убедительности проиллюстрировал опытом с моделированием воздействия разлива нефти на теплые течения. В обычную ванну с холодной водой были добавлены специально подкрашенные теплые струи, то есть границу теплых и холодных слоев можно было наблюдать визуально. При добавлении масла границы слоев были нарушены, все направления движения смешались.

Тем не менее прогноз Зангари, опубликованный в собственном интернет-блоге (и перепечатанный многими СМИ), поначалу не получил никакого распространения в научных кругах. Судите сами, говорит Алексей Соков из Института океанологии им. Ширшова РАН: по самым пессимистичным оценкам площадь нефтяного пятна составляет 100 тысяч квадратных километров, в то время как площадь Атлантического океана чуть меньше 100 млн квадратных километров, то есть в тысячу раз больше пятна.

— А как же тогда быть с космической съемкой, на которой следов течения не заметно?

— Фотографии из космоса фиксируют только поверхность Гольфстрима, который имеет глубину 3 километра. Но лучше всего характеристики Гольфстрима фиксируются на глубине в 50 метров.

Но за прошедший год некоторые из положений прогноза Зангари начали вдруг сбываться: сначала по Восточной Европе и России ударило аномально засушливое лето, когда все циклоны с Атлантики из-за блокирующего антициклона обрушились на Центральную Европу, вызвав там нешуточные наводнения. Потом по России ударила холодная зима с аномальным "ледяным дождем". В феврале тревожные вести пришли и из Мурманска: замерз Кольский залив, который прежде, благодаря влиянию Северо-Атлантического течения, считался незамерзающим.

— Несмотря на то что мурманчане живут в условиях Крайнего Севера, полное замерзание Кольского залива — достаточно редкое явление,— говорит океанолог Мурманского гидрометцентра Мария Петрова.— За последние сто лет это происходило не более пяти раз, последний — зимой 1998/99 года, и всего на неделю.

"Жизнь на Земле только что изменилась,— сразу же запестрели заголовки мировых информационных агентств.— По последним данным, Гольфстрима больше не существует".

Наконец, последние сомнения разрушила и аномально холодная весна — при виде снежных метелей в середине апреля даже самые закоренелые скептики были вынуждены признать: да, с погодой творится что-то не то. И тогда в научных кругах была сформирована "ледниковая гипотеза" остановки Гольфстрима. Дескать, перегретая летом прошлого года вода Гольфстрима вызвала мощное таяние ледников в Гренландии и в Северном Ледовитом океане. В итоге произошло значительное охлаждение, но что гораздо более важно — опреснение северных районов Атлантики. Привычная циркуляция холодных и теплых слоев была нарушена, и, как следствие, Северо-Атлантическое течение перестало обогревать Европу, что уже вызвало резкое похолодание.

В пользу этой гипотезы говорили и данные палеоклиматологии — как установили ученые, подобные явления уже случались не раз в истории Земли.

— Последняя такая остановка Гольфстрима произошла около 14 тысяч лет назад,— рассказывает эксперт по математическому моделированию изменений климата Евгений Володин из Института вычислительной математики РАН.— Тогда заканчивался ледниковый период, и на территории Северной Америки из растаявшего льда образовалось огромное озеро, запруженное еще не растаявшим ледником. Но лед продолжал таять, и в какой-то момент вода из озера обрушилась огромным потоком в Северную Атлантику, опресняя ее и тем самым препятствуя опусканию воды и Северо-Атлантическому течению. В результате в Европе заметно похолодало, особенно зимой. Но тогда, по существующим оценкам, воздействие на климатическую систему было огромным, ведь объем потока пресной воды был сопоставим с нынешним объемом годового стока всех мировых рек.

Но способно ли сегодня таяние полярных льдов вызвать аналогичный катаклизм — еще очень большой вопрос.

Нормальная аномалия

— Мы считаем, что повторение подобной катастрофы сегодня невозможно,— говорит Сергей Иванов, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальных гидрофизических исследований Института океанологии им. Ширшова РАН.— Сегодня таяние полярных льдов оказывает активное влияние только на верхние слои течения, тогда как в глубинных слоях Гольфстрима нет никаких изменений.

Этот вывод подтверждается и данными наблюдений за температурой океана по системе GODAS (Global Ocean Data Assimilation System), которая объединяет показания датчиков со всех спутников и морских кораблей. Согласно всем показаниям, с теплыми течениями Северной Атлантики ничего страшного пока не случилось. Летом прошлого года температура океанской воды в центральной и западной части Атлантики была даже ниже на 1 градус, чем летом 2009 года, а в декабре 2010 года в этом регионе было зафиксировано повышение температуры на 1-2 градуса от среднего значения. Но, говорят ученые, такие аномалии температуры вполне укладываются в рамки естественной изменчивости.

Почему же тогда мы наблюдаем погодные аномалии?

— Важно помнить, что таяние льда — это всего лишь один из механизмов влияния на океанические течения, но не самый главный,— говорит Сергей Иванов.— Куда более значительное влияние имеет процесс образования блокирующих антициклонов, который был вызван эффектом "ослабления западного переноса над Атлантикой". Дело в том, что Гольфстрим — это не просто течение, вместе с теплой водой осуществляется и перенос значительных масс теплого атмосферного воздуха, формирующегося над Атлантикой. Но в последние два года мы наблюдаем довольно редкое явление — ослабление этой самой ветровой составляющей Гольфстрима. Как следствие, погода стала формироваться уже не над океаном, как прежде, а над сушей, что и привело к появлению мощных сухих антициклонов, которые не давали проникнуть вглубь континентов влажным циклонам. Это и привело к тому, что летом у нас было засуха и жара, а зимой — мороз.

— Как долго будет продолжаться этот феномен?

— В принципе, подобное устойчивое динамическое равновесие может продолжаться очень долго, но за последние месяцы мы наблюдаем признаки размывания этой картины. То есть атмосферная составляющая Гольфстрима постепенно вновь набирает свою силу и все более явно возвращает свое влияние. Чем это грозит нам? Чем больше Атлантика будет отдавать тепла атмосфере, тем сильнее будет циклоническая активность, тем больше циклонов придет в Россию. То есть этим летом будет больше дождей и большая сменяемость периодов потеплений и похолоданий.

Впрочем, сегодня существуют и другие гипотезы о влиянии арктических льдов на погоду над европейской частью России.

— Нынешний период похолодания является следствием процесса глобального потепления над Баренцевом морем, где за последние 30 лет минимальная площадь ледового покрова уменьшилась на 30 процентов,— уверен академик Георгий Голицын, председатель научного совета "Исследования по теории климата Земли".— То есть большие морские пространства теперь хорошо прогреваются, что приводит к образованию антициклонов — областей повышенного давления. И эти антициклоны начинают забрасывать в Европу холодный воздух с севера.

Интересно, что аналогичную модель предложили и ученые Потсдамского института изучения изменения климата. Как следует из статьи профессора Владимира Петухова, опубликованной в последнем номере журнала Geophysical Research, погоду в Европе регулирует не столько Гольфстрим, сколько концентрация льда в Баренцевом и Карском морях. И если площадь ледового панциря уменьшить до 60-80 процентов от первоначального (а это именно и произошло в декабре 2010 года), то над всей Европой меняется преобладающее направление ветра и устанавливается холодная погода.

Взгляд в глубину

Несмотря на различия в теории, ученые сходятся в одном мнении: все климатические аномалии последних двух лет наглядно показали, что наука не представляет себе, как Мировой океан влияет на нашу планету.

Судите сами: две трети поверхности Земли покрыты водой, но сам океан, по оценкам ученых, изучен не более чем на 2 процента. Этот перекос в направлении научного поиска особенно заметен на фоне огромных успехов в изучении космоса. Конечно, в каком-то смысле космос имеет лучшее "паблисити" — космические достижения легче "продавать" общественному мнению, политикам и избирателям, тогда как достижениями океанологов интересуются только редкие энтузиасты. Для сравнения, в этом году бюджет американского космического агентства NASA составил почти 20 млрд долларов, тогда как бюджет самого масштабного за последние годы морского проекта Census of Marine Life ("Перепись морской жизни") не превысил 1 млрд долларов за 10 лет. В рамках этого проекта, объединившего усилия ученых из 34 стран (в том числе и из России), было открыто 17 650 неизвестных науке видов морских животных — от крабов и креветок до червей, но только кто об этом знает?

В России ситуация с морскими исследованиями еще хуже.

— Последнее время вообще не проводилось никаких комплексных экспедиций по исследованию Атлантического океана,— говорит Сергей Иванов.— Сейчас делают упор на использование буйковых станций, глубинных дрифтеров, на спутниковые исследования, но я уверен, что куда больше пользы принесут полноценные полигонные исследования, которые позволят получить комплексный материал обо всем спектре процессов, происходящих в Мировом океане. Но, несмотря на все заверения о возрождении отечественной науки, по-прежнему сокращается финансирование наших исследований, сокращается флот — еще пять лет, и весь научный флот России навсегда станет на прикол. О подводном флоте я вообще и говорить не хочу: вот уже три года глубоководные обитаемые аппараты Института океанологии — "Мир-1" и "Мир-2" — используются на Байкале, а об их замене для морских исследований не приходится даже мечтать.