Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Сотрудничество между МАГАТЭ и ВМО было, в отличие от МГГ, очень узконаправленным – его целью стало отследить только распространение трития, одного из радиоактивных элементов, выбрасываемого в окружающую среду в ходе ядерных испытаний. Вскоре более 100 метеостанций по всему миру, оснащенных необходимым оборудованием, начали собирать образцы осадков и отправлять их в центральный офис в Вене. Помимо следов трития эти пробы воды, как и любой образец воды на Земле, содержали характерные соотношения изотопов кислорода. Узнав об этом проекте, Дансгор понял, что это еще одна прекрасная возможность воспользоваться глобальным охватом и финансовыми возможностями мощной международной организации. Тем более что ему требовалось совсем немного – несколько миллилитров воды для анализа. Действуя уже привычным способом – через своего друга в МАГАТЭ, он присоединился к глобальной охоте на дождь. Далеко не в первый и не в последний раз исследования, проводившиеся в военных целях, невольно способствовали развитию науки. А Дансгор, как никто другой, умел использовать эту тенденцию в своих интересах [330] Об истории сотрудничества МАГАТЭ – ВМО см.: P. K. Aggarwal et al., «Global Hydrological Isotope Data and Data Networks,» in J. West, G. Bowen, T. Dawson, and K. Tu, eds., Isoscapes (Dordrecht: Springer, 2010), 33–50. .

Сеть была раскинута настолько равномерно, насколько это позволяли география и политика. Американские континенты удалось охватить от Аляски до Фолклендских островов. Африка, Европа и Австралия были покрыты десятками станций. Огромные территории СССР и Китая оставались белым пятном, образуя большую дыру в глобальной сети сбора осадков, однако достаточное количество образцов из других мест позволяло составить более-менее полную картину. Вскоре Дансгор буквально купался в образцах воды, получая по 100 партий проб (по одной от каждой станции) в месяц. Его масс-спектрометры – одна новомодная французская установка, предназначенная для измерения дейтерия, и старый добрый аппарат для анализа изотопов кислорода, надежно служивший ему с 1951 г., – работали днем и ночью.

Чтобы быть полезным, термометр должен давать одинаковые показания для одной и той же температуры в любом месте, где бы ни приводились измерения. Однако, путешествуя вокруг земного шара, вода претерпевает сложные процессы испарения и конденсации, и эта предыстория сохраняется в образцах воды в виде характерных соотношений изотопов кислорода. Было неизвестно, происходят ли в других местах планеты те же процессы, делающие холодную воду более «тяжелой», что и в небе над Копенгагеном. Сохраняется ли это постоянное соотношение между процентной долей «тяжелой» воды и местной температурой для вод, собранных по всему миру и имеющих совершенно разные предыстории? Ответ, хотя и с некоторыми оговорками, был «да».

Образцы воды МАГАТЭ – ВМО позволили доказать, что с помощью анализа изотопного состава кислорода можно, как написал Дансгор в опубликованной им статье, проследить «схемы циркуляции и механизмы глобального и локального движения воды» [331] Willi Dansgaard, «Stable Isotopes in Precipitation,» Tellus 16 (1964): 437. . Десять лет назад, начав собирать дождевую воду во дворе своего дома, Дансгор сумел показать, что с помощью масс-спектрометра может заглянуть в самое сердце циклона. Теперь же он доказал, что связанные в воде изотопы кислорода позволяют пролить свет на глобальные закономерности испарения и конденсации, на потоки молекул воды, которые перемещают тепло вокруг Земли и приводят в движение океаническую и атмосферную циркуляцию. Когда в районе станций, поставлявших Дансгору пробы воды, падала температура, изотопный анализ обнаруживал повышение содержания более тяжелых изотопов кислорода. Значимая корреляция между более высокой долей тяжелых изотопов и более холодной температурой, обнаруженная им в Копенгагене, сохранялась в самых разных местах по всему земному шару. Он включил в статью график с результатами изотопного анализа образцов воды, собранных на нескольких Тихоокеанских островах, на котором четко прослеживалась зависимость между температурой и содержанием 0О, сохраняющаяся на расстоянии в тысячи километров.

Итак, Дансгор доказал, что изотопы кислорода могут быть показателями температуры, но его по-прежнему интересовал вопрос, можно ли превратить их в «машину времени». После второй «пузырьковой экспедиции» он решил исследовать возможность использования радиоактивного изотопа кремния Si-32 для датирования льда. Однако на этот раз те же самые радиоактивные выпадения, которые косвенно сыграли ему на руку, стимулировав сотрудничество между МАГАТЭ и ВМО, стали препятствием: все образцы, взятые им из айсбергов, были загрязнены радиоактивными следами советских ядерных испытаний. Тогда в поисках чистого льда Дансгор обратил внимание на удивительное место под названием Кэмп-Сенчури, которое на тот момент находилось в процессе активного строительства. Расположенный в той части острова, что лежала на траектории полета между восточной частью США и западной частью СССР, этот лагерь представлял собой экспериментальную военную базу Армии США, расположенную внутри Гренландского ледяного щита в 160 км от авиабазы Туле. Короче говоря, Кэмп-Сенчури был уникальным детищем геополитических стратегов времен холодной войны.