Биение океанского пульса

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Тихий океан… В этом самом большом, самом глубоком, самом древнем и самом загадочном по своему происхождению из всех океанов в широком спектре представлены все мыслимые и пока еще не мыслимые виды течений. Издавна океанские течения рассматривают как настоящие реки, но только текущие в «жидких берегах». Порой правый и левый край течения выражены так резко, что, поднявшись над ним, течение просто можно увидеть — оно выделяется цветом воды. Границу раздела двух разных течений — например Куросио и Ойясно, можно заметить, просто опуская в воду руку… Но берегов все же нет. И морские реки ничем не отгорожены одна от другой.

…В Японии это явление носит название сиоме. Выглядит оно так. Гладь океана, полная глубокой синевы. Штиль или слабый ветерок. Глазам открывается длинная узкая полоса пены или гирлянда своеобразных пирамидальных волн, уходящая куда-то к горизонту. Приближаясь к этой полосе, слышишь шум и плеск, как от кипящей воды в кастрюле.

Как показали специальные исследования известного японского ученого Мититака Уда, сиоме возникает в тех случаях, когда относительная скорость двух параллельных и встречных течений превосходит некоторую критическую величину, — по мнению Уда, три узла. Сиоме бывает не всегда; и появление или отсутствие его свидетельствует об изменении состояния течений.

Если берега морских рек еще можно видеть, то жидкое «дно» их нащупать очень трудно. К тому же часто эти реки текут «в несколько этажей». Само течение устроено тоже не так, как река. Самый быстрый ток вод, ось течения, скажем, у Куросио — не в центре, как можно было бы ожидать, а смещен влево. Кроме продольной скорости, у течений есть еще поперечная «составляющая». Коли это так, поток должен двигаться не прямолинейно, а вихреобразно. Видимо, эта схема относится ко всем течениям, только в Северном полушарии течения имеют правовинтовое, а в Южном — левовинтовое движение. При общем направлении течения его поток расчленяется на отдельные струи, полосы, ленты, которые могут существовать сами по себе, порой сливаясь воедино.

Биение потоков в русле одного течения порой вырастает в совершенно особое, замечательное явление — меандры. Внешне они проявляют себя так: в струе течения возникают серии волн, а по его краю — вихри различной величины. Общее — более или менее монотонное поле течения распадается на обособленные участки, возникают замкнутые или полузамкнутые области пониженной или повышенной температуры, солености, плотности и всех физических и химических свойств вод. В течении Куросио у южных берегов Японии разница температуры вод в смежных вихрях составляет почти 11 °.

Чтобы объяснить такое грандиозное явление, нужно найти причину ему под стать. Думаю, что ею может быть только одно: энергетика течения. Когда энергия Куросио держится на низшем уровне, оно течет плавно, невозмущенно. Затем — под действием неизвестных нам пока причин — энергия потока начинает расти: течение ускоряется. Когда же общая его энергия достигает некоторой критической величины, поток воды становится динамически неустойчивым. Дальше уже понятно: в главной струе возникают мощные вихри, они сбивают, в разные стороны отклоняют динамическую ось течения — появляются меандры.

Без преувеличения можно сказать: меандрирование Куросио — это зарница грозы, разразившейся в масштабе северной половины Тихого океана, а может быть, и всего океана. С ростом меандр в Куросио связана целая цепь событий. В эти периоды увеличивается приток тихоокеанских вод в дальневосточные моря. Растет интенсивность муссонов. Меняется тепловое состояние Японского, Охотского и Берингова морей и ледовитость дальневосточных морей.

Яркий показатель этих бурных событий в океане — уловы рыбы. Сперва начали падать уловы дальневосточной (тихоокеанской) сардины, а затем разразилась «сардиновая катастрофа». Чуть позже наступила очередь сельди, а затем лосося.

Эта картина повторяется и у североамериканских берегов Тихого океана. Чем же ее можно объяснить? Только снижением численности рыб, хотя сказалась, конечно, и интенсивность самого рыбного промысла.

Весьма несложно устанавливается связь: численность рыбных стай — условия их жизни — состояние Куросио. Вот, например, сахалино-хоккайдская сельдь. (Об уловах ее есть относительно достоверные данные за последние 100 лет.) В первые тридцать лет уловы сельди, хотя порой и колеблются, но в целом быстро растут. Предполагаю, что в то время Цусимское течение — ветвь Куросио в Японском море — было устойчивым и постоянным. В конце прошлого века начал действовать механизм, о котором я уже рассказывал. Стала расти интенсивность течений северной половины Тихого океана. В Куросио появились и стали расти меандры. В Японское море вторглись теплые тихоокеанские воды. И, наконец, намного энергичнее стало само Цусимское течение.

Сахалино-хоккайдская сельдь холодолюбива, и теперь она оказалась под двойным ударом: теплой воды и усилившегося течения. Ее нерестилища стали сокращаться и сдвигаться на север. Упала ее численность. Когда же «вспышка» меандрирования угасла, вылов сельди пополз вверх. Но в 1915—1917 годах следующая «вспышка» — и на популяцию сельди обрушивается новый удар, а спустя 18—20 лет — еще один удар.

Серия таких ударов и вызвала в стаде сельди снижение темпа воспроизводства. После второй мировой войны начал бурно расти промысел рыбы, и пресс его обрушился на популяцию, уже ослабленную колебаниями природной среды. Запасы рыбы были подорваны.

По-иному — но так же четко — устанавливается связь между состоянием Куросио и промыслом сардины у тихоокеанских берегов Японии. В эпоху меандров, я уже говорил об этом, течение напоминает мозаику: в нем соседствуют участки с резкой сменой температуры, солености воды, запасов планктона. И когда меандры вторгаются в зону нереста, они вызывают там буквально разгром: гибель икры, личинок и мальков сардины вдоль длинной полосы нерестилищ. Несколько таких вторжений — и вот налицо «сардиновая катастрофа».

Примерно то же происходит с анчоусом, кальмаром, некоторыми видами тунца и других- животных у тихоокеанских берегов Японии.

В калифорнийской области рыбного промысла и картина та же, и причины те же — меандры Калифорнийского течения. Они словно замыкают этот бурный процесс: сперва «вспышки» меандр раздирают Куросио, затем Северное тихоокеанское и, наконец, Калифорнийское течение.

И последнее: когда тихоокеанские воды то сильнее, то слабее вторгаются в северные моря, они меняют режим на путях, где мигрируют лососи, и в районах их нереста. Последствия, надеюсь, понятны.

Итак, режим течений очень сильно сказывается на состоянии промысловых рыб. И, как мы заметили, за последние десятилетия — главным образом угнетающе. Плюс к этому, — усиливая неблагоприятное действие среды, человек все сильнее закручивал пресс рыбного промысла.

И теперь сама жизнь заставляет посылать рыболовецкие суда далеко в открытый океан — в его новые промысловые районы.

Автор: А. Баталин.