Биття океанського пульсу
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Тихий океан… У цьому найбільшому, найглибшому, найдавнішому і найзагадковішому за своїм походженням з усіх океанів в широкому спектрі представлені всі мислимі і поки ще не мислимі види течій. Здавна океанські течії розглядають як справжні річки, але тільки поточні в «рідких берегах». Деколи правий і лівий край течії виражені так різко, що, піднявшись над нею, течію можна побачити — вона виділяється кольором води. Кордон розділу двох різних течій, наприклад, Куросіо і Ойясно, можна помітити, просто опускаючи у воду руку… Але берегів все ж немає. І морські річки нічим не відгороджені одна від одної.
…В Японії це явище носить назву сіоме. Виглядає воно так. Гладь океану, повна глибокої синяви. Штиль або слабкий вітерець. Очам відкривається довга вузька смуга піни або гірлянда своєрідних пірамідальних хвиль, що йде кудись до горизонту. Наближаючись до цієї смуги, чуєш шум і плескіт, як від киплячої води в каструлі.
Як показали спеціальні дослідження відомого японського вченого Мітітака Уда, сіоме виникає в тих випадках, коли відносна швидкість двох паралельних та зустрічних течій перевершує деяку критичну величину, — на думку Уду, три вузли. Сіоме буває не завжди; і поява або відсутність його свідчить про зміну стану течій.
Якщо береги морських річок ще можна бачити, то рідке «дно» їх знайти дуже важко. До того ж часто ці річки течуть в кілька «поверхів». Сама течія влаштована теж не так, як річка. Найшвидший струм вод, вісь течії, скажімо, у Куросіо — не в центрі, як можна було б очікувати, а зміщений вліво. Крім поздовжньої швидкості, у течій є ще поперечна «складова». Коли це так, потік повинен рухатися не прямолінійно, а вихреподібно. Мабуть, ця схема відноситься до всіх течій, тільки в Північній півкулі течії мають правовинтовий, а в Південній — лівовинтовий рух. При загальному напрямку течії його потік членується на окремі струмені, смуги, стрічки, які можуть існувати самі по собі, часом зливаючись воєдино.
Биття потоків в руслі однієї течії часом виростає в абсолютно особливе, чудове явище — меандри. Зовні вони проявляють себе так: в струмені течії виникають серії хвиль, а по її краю — вихори різної величини. Загальне — більш або менш монотонне поле течії розпадається на відокремлені ділянки, виникають замкнуті або напівзамкнуті області зниженої або підвищеної температури, солоності, щільності і всіх фізичних і хімічних властивостей вод. В течії Куросіо у південних берегів Японії різниця температури вод в суміжних вихорах становить майже 11°.
Зараз немає ще точної і ґрунтовної відповіді на питання, чому виникають меандри. Може бути, вони народжуються рельєфом дна океану або контурами берегів? Але ні, адже рельєф залишається відносно незмінним дуже довгий час, меандри ж явище вельми швидко мінливе. Зазвичай меандри розвивалися дуже швидко, буквально імпульсивно.
Щоб пояснити таке грандіозне явище, потрібно знайти причину йому під стать. Думаю, що нею може бути тільки одне: енергетика течії. Коли енергія Куросіо тримається на нижчому рівні, вона тече плавно, незворушно. Потім – під дією невідомих нам поки причин – енергія потоку починає рости: перебіг прискорюється. Коли ж загальна його енергія досягає деякої критичної величини, потік води стає динамічно нестійким. Далі вже зрозуміло: в головному струмені виникають потужні вихори, вони збивають, в різні боки відхиляють динамічну вісь течії — з’являються меандри.
Без перебільшення можна сказати: меандрування Куросіо — це зірниця грози, що вибухнула в масштабі північної половини Тихого океану, а може бути, і всього океану. З ростом меандр в Куросіо пов’язаний цілий ланцюг подій. У ці періоди збільшується приплив тихоокеанських вод в далекосхідні моря. Зростає інтенсивність мусонів. Змінюється тепловий стан Японського, Охотського і Берингова морів і льодовитість далекосхідних морів.
Яскравий показник цих бурхливих подій в океані — улови риби. Спершу почали падати улови далекосхідної (тихоокеанської) сардини, а потім вибухнула «сардинова катастрофа». Трохи пізніше настала черга оселедця, а потім лосося.
Ця картина повторюється і біля північноамериканських берегів Тихого океану. Чим же її можна пояснити? Тільки зниженням чисельності риб, хоча позначилася, звичайно, і інтенсивність самого рибного промислу.
Досить нескладно встановлюється зв’язок: чисельність рибних зграй умови їх життя — стан Куросіо. Ось, наприклад, сахаліно-хоккайдський оселедець. (Про улови його є відносно достовірні дані за останні 100 років.) В перші тридцять років улови оселедця, хоча часом і коливаються, але в цілому швидко ростуть. Припускаю, що в той час Цусимська течія — гілка Куросіо в Японському морі — була стійкою і постійною. В кінці минулого століття почав діяти механізм, про який я вже розповідав. Стала рости інтенсивність течій північної половини Тихого океану. У Куросіо з’явилися і стали рости меандри. В Японське море вторглися теплі тихоокеанські води. І, нарешті, набагато енергійніше стала сама Цусімська течія.
Сахаліно-хоккайдський оселедець холодолюбний, і тепер він опинилася під подвійним ударом: теплої води і посиленої течії. Його нерестовища стали скорочуватися і зрушуватися на північ. Впала його чисельність. Коли ж “спалах” меандрування згас, вилов оселедця поповз вгору. Але в 1915-1917 роках наступний «спалах» — і на популяцію оселедця обрушується новий удар, а через 18-20 років — ще один удар.
Серія таких ударів і викликала в стаді оселедця зниження темпу відтворення. Після другої світової війни почав бурхливо рости промисел риби, і прес його обрушився на популяцію, вже ослаблену коливаннями природного середовища. Запаси риби були підірвані.
По-іншому, але так само чітко встановлюється зв’язок між станом Куросіо і промислом Сардини у тихоокеанських берегів Японії. В епоху меандрів, я вже говорив про це, течія нагадує мозаїку: в ній сусідять ділянки з різкою зміною температури, солоності води, запасів планктону. І коли меандри вторгаються в зону нересту, вони викликають там буквально розгром: загибель ікри, личинок і мальків сардини уздовж довгої смуги нерестовищ. Кілька таких вторгнень, і ось в наявності “сардинова катастрофа”.
Приблизно те ж відбувається з анчоусом, кальмаром, деякими видами тунця та інших тварин у тихоокеанських берегів Японії.
У каліфорнійській області рибного промислу і картина та ж, і причини ті ж – меандри Каліфорнійської течії. Вони немов замикають цей бурхливий процес: спершу «спалахи» меандр роздирають Куросіо, потім Північна тихоокеанська і, нарешті, Каліфорнійська течія.
І останнє: коли Тихоокеанські води то сильніше, то слабкіше вторгаються в північні моря, вони змінюють режим на шляхах, де мігрують лососі, і в районах їх нересту. Наслідки, сподіваюся, зрозумілі.
Отже, режим течій дуже сильно позначається на стані промислових риб. І, як ми помітили, за останні десятиліття, головним чином гнітюче. Плюс до цього, — посилюючи несприятливу дію середовища, людина все дужче закручував прес рибного промислу.
І тепер саме життя змушує посилати риболовецькі човни далеко у відкритий океан — в його нові промислові райони.
Автор: А. Баталін.