Тихий океан: або Великий?

Часто люди запитують «чому Тихий океан Тихий?». Тихим він був названий випадково – тільки тому, що Магеллана під час його кругосвітньої подорожі обійшли стороною урагани і шторми цього на ділі самого бурхливого з океанів. І Великим він теж був названий, кажуть, випадково, але це ім’я виправдав — найбільший, самий грізний, найбагатший з океанів планети. Його вплив на життя нашої Землі не можна переоцінити. Звичайно, він став предметом найпильнішого наукового вивчення.

Можна згадати хоча б, яку роль для народження еволюційної біології зіграла Тихоокеанська частина знаменитої кругосвітньої подорожі корабля «Бігль», на якому плив Чарльз Дарвін. І саме на Тихому океані міжнародне співробітництво вчених вперше прийняло широку організовану форму. Першою організацією, яка об’єднала вчених різних країн, і різних спеціальностей в усвідомлений великомасштабний союз, стала Тихоокеанська наукова Асоціація, створена ще в далекому 1926 році.

…Як завжди, коли вчені обмінюються думками, з’ясувалося, що у них незрівнянно більше питань, ніж відповідей на ці питання, і що чим далі йдуть науки в своєму вивченні океану, тим більше вони бачать загадок, які належить вирішити. І тут свідок, який дізнається про нові факти і про нові протиріччя в їх оцінці, мимоволі згадує інший океан, живий і розумний океан фантастичної планети Соляріс. Герой Станіслава Лема дивиться на цей океан з борту космічної станції, зробленої штучним супутником Соляріса. Ми тепер дивимося вже на наш океан з реальних космічних кораблів, як дивимося на нього з борту кораблів звичайних, в ілюмінатори літаків, просто з берега. Але чи набагато він менш загадковий, ніж той, що породжений уявою польського фантаста?

Земний океан вчені теж нерідко називають єдиним організмом. І це часто звучить не тільки як порівняння, але і як визначення. Океан поглинає енергію сонця, вітру, тепла, що йде через океанське дно від глибинних шарів планети. У ньому, як в організмі, йдуть процеси – механічні, термодинамічні, хімічні, біологічні…

Океан, точно організм, підтримує в певних межах власну температуру і хімічний склад. Сонце набагато сильніше нагріває близькі до екватора ділянки океану, ніж більш північні і південні, а система течій перерозподіляє тепло, зближуючи температуру води в різних районах.

Велику роль у виникненні течій грають вітри, але швидкість вітрових течій навіть у самій поверхні моря в десятки разів менше, ніж швидкість вітру. Причина в тому, що головна маса енергії вітрів витрачається на створення морських хвиль. Хвилювання можна розглядати як механізм, за допомогою якого океан захищає стійкість своїх течій.

Історія утворення Тихого океану

Ось ще один приклад. В історії Землі не раз величезні ділянки материків зникали під водою. І здебільшого це було, мабуть, не результатом підвищення рівня океану,— навпаки, суша «сама» опускалася вниз, провалювалася. З тієї ж причини, по якій тоне перевантажений човен. Це підняті вгору важкі глибинні породи продавлювали земні шари, що опинилися нижче них. Але на тому, що ділянка суші перетворилася на морське дно, справа не зупинялася. Континентальна кора, ставши частиною океанського дна, починає перебудовуватися, змінюватися. Вона втрачає, наприклад, цілком або частково шар гранітів, що неодмінно лежить на певній глибині під поверхнею континентів. Вчені так і говорять про океанізацію континентальної кори, про те, що океан перетворює своє дно, немов воно дійсно стало невід’ємною частиною його організму.

Так дивляться на справу прихильники гіпотези «базифікації» материкової кори, які вважають, що спочатку вся Земля була покрита корою континентального типу. Але є і протилежна точка зору, згідно з якою первинна на нашій планеті саме більш проста океанічна кора, яка колись покривала всю земну кулю. Втім, і цей підхід не виключає можливості вторинної, так би мовити, океанізації материкової кори.

Суперечки, як бачите, зачіпають самі корінні питання історії океанів.

Ось Тихий океан. Більшість вчених вважають його ніби найдавнішим океаном планети, іноді навіть прямим реліктом, пережитком, що залишився від первинного океану нашої планети. Частина прихильників цієї точки зору бачать в інших океанах – Атлантичному, Індійському, Північному Льодовитому – всього лише пізніші бічні відгалуження від основного і головного океану планети.

Інші звертають увагу на величезні відмінності між Тихим океаном і всіма іншими, і бачать причини цього в принципово різному походженні двох регіонів планети, пов’язаному з асиметрією планети, більш того, з асиметрією космічного масштабу, характерною і для Меркурія, Марса, Венери. І все це – розбіжності серед тих фахівців, які одностайно підкреслюють особливу старовину Великого, або Тихого.

Але є геологи і океанологи, які вважають, що він відносно молодий, молодший Індійського; є інші, які вважають, що Тихий океан існує давно, але був «просто» одним з рівних, поки не збільшився до масштабів Великого кілька десятків мільйонів років тому; нарешті, деякі вчені стверджують, що за останні сто п’ятдесят мільйонів років площа Тихого океану зменшилася на одну третину…

Вчені на основі аналізу різких відмінностей між західною і східною частинами Тихого океану приходять до висновку, що східна з’явилася лише зовсім недавно, поповнивши собою найдавнішу західну частину. Це новоутворення було породжене ні більш ні менш, як розсуванням океанського дна, яке випливає з гіпотези глобальної плитотектоніки або тектоніки плит. Гіпотеза ця трактує історію розмежування континентів і океанів на нашій планеті як наслідок взаємного руху величезних плит, що складають земну кору.

Коротко цю гіпотезу можна викласти так. У мантії Землі (тобто шарі, що розміщується безпосередньо під земною корою) існують замкнуті конвекційні течії, кожна з яких охоплює район розміром 3-6 тисяч кілометрів завширшки і 10-20 тисяч кілометрів у довжину. Такий осередок «бананоподібної форми» існує двісті—триста мільйонів років. Серединні океанічні хребти – райони, де течії виносять матеріал мантії до земної поверхні, де глибинний матеріал частково виходить на дно океану. При цьому він розсовує земну кору по обидва боки осі хребтів – цей процес так і називають розсуванням океанічного дна.

Якщо зона висхідних потоків мантії виникла під континентом, в цьому районі утворюються рифти (в точному перекладі з англійської — щілини) — глибокі ущелини, які прагнуть розколоти континент на брили. По рифтах розсувається земна кора на континентах. (Але майте на увазі — рифти утворюються не тільки на суші.)

Континенти пасивно пливуть, підкоряючись рухам в мантії, поки не підійдуть до зони, де течії в мантії занурюються в глибинні надра Землі. Континентальна кора має занадто низьку щільність, щоб занурення мантії могло захопити її за собою, кора тому починає жолобитися — саме так пояснює тектоніка плит появу гірських ланцюгів, майже з усіх боків оточуючих Тихий океан.

Природні багатства та корисні копалини Тихого океану

Тихий океан багатий не тільки островами і вулканами. Кільцем оточує його Тихоокеанський Рудний пояс. Найбільшу в світі океанічну западину облямовують грандіозні родовища олова і вольфраму, свинцю і алюмінію, міді і золота, сурми і ртуті, титану та інших найцінніших для людства металів. Згадайте про оспіваний Джеком Лондоном Клондайк, про золото Австралії і Примор’я, про нікель, вельми значну частину якого дає Нова Каледонія, про срібло і золото Перу…

Все це і багато іншого – плоди Тихоокеанського рудного поясу. І тільки теорія, що зв’язує тектоніку, вулканізм, геохімію в єдину систему, дозволяє досить впевнено шукати ці плоди. Адже рудоутворення, часто тільки заключний етап довгої серії геологічних процесів, що забезпечують накопичення тієї чи іншої речовини.

Узбережжя Тихого океану – скарбниця планети. Але самі може бути, великі багатства його лежать на дні. Це відноситься і до знаменитих залізомарганцевих конкрецій, і до металоносних мулів — останні подекуди покривають дно океану шаром в сотні метрів. Але не тільки до них.

Вчені склали карту нафтогазоносності і вугленосності Тихоокеанського поясу і Тихого океану. Тут вже виявлено близько 9700 родовищ нафти і газу — з них на шельфах, де організувати видобуток порівняно легше, близько 600.

Відкрито близько 600 родовищ вугілля на континенті, причому багато з них тривають на шельфі.

Перспективні на газ і нафту і багато глибоководних улоговин морів Тихого океану. Але крім дна і берегів у Тихого океану як організму є і власне «тіло» — вода. Тепер вже вчені не бачать в океані, як кілька десятиліть тому, аморфну, відносно однорідну масу (хоч і раніше, зрозуміло, в ньому виділяли, наприклад, найбільш активний поверхневий шар).

Зараз океан для дослідників – складна система з декількома рівнями організації, і цим він теж нагадує живий організм.

Течії Тихого океану

Як говорити людина може або віршами, або прозою, і третього їй не дано, так всі рухи рідини (і газу) можуть бути тільки або ламінарними, або турбулентними. У ламінарних течіях в рідині можна виділити шари, в кожному з яких частинки води рухаються з однією і тією ж швидкістю. Це впорядковані течії, їх легко вивчати. Тільки ось рідкісні ламінарні течії в нашому неспокійному світі.

Сама назва турбулентних течій вже характеризує їх не з кращого боку. Турбулентні по-латині означає «бурхливий», або «неспокійний». У кожній точці турбулентної течії у кожної частинки води швидкість своя, і змінюються ці швидкості різко, ривками. Зі зміною ж швидкостей частинок змінюється і тиск рідини, а часом і її щільність. Ламінарні течії впорядковані, як вірші, турбулентні — насичені вихорами.

В океані вихори бувають самих різних розмірів і існують протягом самого різного часу. Виникають вихори діаметром в частки сантиметра, існуючі лише частки секунди, й інші — діаметром в цілі кілометри і навіть десятки і сотні кілометрів.

Більше вражають, звичайно, гігантські вихрові утворення, але долі планети залежать насамперед від вихорів дрібномасштабної турбулентності. Саме така турбулентність забезпечує порівняно швидкий обмін теплом в поверхневому шарі океану, значно більш уповільнений в товщі його, саме вона сприяє проникненню кисню – разом з іншими газами — в океан, і твердих речовин теж, саме вона робить море таким живим в наших очах, і вона ж тим самим дозволяє існувати в ньому життю.

Будь вода в океані нерухома або будь її рух тільки ламінарним, надвпорядкованим, правильним, — в океані не було б життя, і зародитися в ньому воно не змогло б, і нікому було б сотні мільйонів років тому вийти на сушу, щоб стати нашими предками. І нікому було б побачити, як мерехтять зірки, а мерехтять вони для нас тому, що і для повітря характерні турбулентні рухи.

А так — два сусідніх кубічних сантиметра води мають різну температуру, розрізняються по солоності, по-різному рухаються в них частки води, кожну мить картина цього руху в чомусь змінюється — океан дихає, ритмічно і неритмічно, спокійно і радісно, і могутні хвилі на його поверхні — лише тінь тієї неймовірної потужності внутрішнього хвилювання, яке і робить з сусіда нашої суші джерело життя для всієї планети.

Наукові дослідження Тихого океану

Але ж треба не тільки знати, що турбулентність океану існує, не тільки усвідомлювати, яку роль вона відіграє і чим ми їй зобов’язані, але уявляти собі досить точно її характер, виміряти швидкість руху частинок води під час пульсацій і перепади температури від одного об’єму води до іншого, дізнатися, як змінюється тиск води в мікроскопічних майже масштабах мікротурбулентності — зв’язати макро- і мікропроцеси в океані, щоб побачити фактуру полотна, на якому зображені настільки улюблені мариністами буря, хвилювання, штиль.

Океан досліджують: зондують, підфарбовують великі його ділянки, щоб було легше стежити за рухами у воді, на нього дивляться в різних променях спектра, прослуховують його мало не на всіх частотах, вимірюють температуру, солоність, створюють моделі океану і явищ, які в ньому, над ним і поруч з ним відбуваються.

Математичні моделі сьогодні явно кількісно переважають в океанології над фізичними. Океан обмінюється речовинами з усім, що його оточує. Річки несуть в нього воду, розчинені в ній солі, зважені в ній частинки; вітри приносять зметений з суші пил, айсберги, таючи в морській воді, залишають в ній речовини, захоплені на суші по дорозі до моря. Мікрометеорити бомбардують поверхню океану.

А знизу в розломи земної кори виповзає на дно матеріал земної мантії, рветься з вулканів магма, б’ють підводні джерела. Океан віддає натомість в мантію скибки свого дна, віддає атмосфері водяні пари і молекули легких газів, що йдуть у верхні шари атмосфери, а там часом і в космос. Далеко розноситься подих океану.

Особливу роль в обміні речовин в океані відіграє життя. Основна маса нової живої речовини створюється в тонкому зовнішньому шарі океану, по суті на кордоні між океаном і атмосферою. Тут вода пронизана сонячним світлом, насичена киснем — це легені океану, його енергостанція. Всього кілька відсотків обсягу океану займає цей шар, але роль його в житті океанського організму далеко не відповідає розмірам. Як і роль інших прикордонних шарів – між водою і сушею, водою і породами на дні, водою і льодом. Як і роль тих зовсім тоненьких прикордонних розділів, що пролягають в кожній краплі Світового океану (у всякому разі, в кожній краплі активного його шару) — між живою речовиною і навколишнього його водою.

Активна роль прикордонного розділу між сушею і океаном виражається і в тому, на жаль, що в смузі морського дна, що облямовує материки, поховані дев’ять десятих всієї органічної речовини, наявної на планеті. Але дно океану аж ніяк не мертве в сенсі геохімічному, і розташовані під ним шари земної кори і мантії беруть участь у функціонуванні океанського організму. Причому ця участь набагато серйозніша, ніж думали раніше.

Ще недавно шари опадів на морському дні вважали на дев’яносто вісім відсотків даром суші. Океанське дно розглядалося як кінцевий пункт постійно діючої лінії транспортування речовини з материків – і тільки.

Цим уявленням довго не заважав зберігатися навіть той давно відомий факт, що головна частина речовини, що йде з річковою водою до моря, затримується на кордоні річка—океан.

І вони поставили вчених перед новою проблемою. У далеких від гирл річок і від берегів взагалі частинах океану нерідко лежать на дні потужні шари опадів. Їх свідомо більше, ніж могли б доставити сюди будь-які течії. Звідки ж ці маси речовини? Глибинна речовина океану, що прориває дно — джерело значної частини таких опадів. Особливу роль відіграє глибинна речовина в постачанні металів океанському дну.

Поклади металоносних мулів, в яких особливо багато заліза і марганцю, в Тихому океані розташовані насамперед у Східно-Тихоокеанському піднятті (його довжина — 21 тисяча кілометрів), в інших же океанах вони немов нанизані на серединні океанічні хребти. І таке розміщення металоносних мулів, звичайно, не можна вважати випадковістю, тим більше, що чим ближче мул залягає до підводного горотворення, тим більше в ньому частка і заліза, і марганцю, й інших металів, в тому числі кобальту.

Вірна чи невірна гіпотеза тектоніки плит, але у вчених створювалося враження, що в районі підводних хребтів відбувається описуване цією гіпотезою розсування дна, і гарячий базальт глибинної речовини взаємодіє з океанською водою, поставляючи в неї метали.

Цікаві факти про Тихий океан

Під кінець нашої статті наведемо деякі цікаві наукові факти про найбільший океану планети:

• Флот Фердинанда Магеллана увійшов до незнайомого океану в листопаді 1520 року. Він назвав його Тихим через спокій води того часу, хоча насправді Тихий океан зовсім не тихий, а часом дуже навіть бурхливий;
• Якщо земні материки розташувати над Тихим океаном, все одно залишиться вільне місце, своїми розмірами один цей океан більше всієї земної суші;
• Тихий океан приблизно в 15 разів більше площі США;
• Великий Бар’єрний риф є найбільшим у світі рифом;
• У тихоокеанських водах знаходиться найглибша точка на Землі – Маріанська западина.

Автор: Р. Кологривов.