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

Как и экспедиция Уаймана и Вудкока, эта первая экспедиция по исследованию Гольфстрима под названием «Операция "Кабот"» состоялась благодаря усилиям двух человек, личности которых многое говорят о лежавших в ее основе ценностях. Фриц Фуглистер по образованию был художником и занимался росписью стен в проектах, спонсируемых некоммерческой организацией «Вашингтонская программа искусств» на Кейп-Коде, пока не устроился ассистентом в Океанографический институт в Вудс-Хоуле, где занимался составлением карт. Формальных знаний в области океанографии у него было еще меньше, чем у Стоммела (вернее, не было совсем), но это не помешало ему успешно превратить научно-экспедиционное судно со всем его оборудованием в гораздо более эффективный исследовательский аппарат. Вторым человеком был Вэл Уортингтон, еще один технический сотрудник Океанографического института, также не имевший ученой степени [269] Philip Richardson, «WHOI and the Gulf Stream,» 2004; https://www.whoi.edu/75th/book/whoi – richardson.pdf. Больше биографических сведений см.: Jennifer Stone Gaines and Anne D. Halpin, «The Art, Music and Oceanography of Fritz Fuglister,» http://woodsholemuseum.org/oldpages/sprtsl/v25zn1–Fuglister.pdf; «In Memoriam, Valentine Worthington,» http://www.whoi.edu/mr/obit/viewArticle.do?id=851&pid=851 . В 1961 г. эти двое объявили себя членами «Общества субпрофессиональных океанографов», которое объединяло недипломированных океанологов-практиков (третьим и последним членом этого общества стал Стоммел).

На шести судах, используя регистрирующие приборы, способные измерять давление и температуру на гораздо большей глубине, чем когда-либо прежде, Фуглистер и Уортингтон на протяжении 10 дней обследовали Гольфстрим. Они стали первыми, кто одновременно проводил измерения температуры с нескольких судов, и это принесло свои плоды, когда они наткнулись на ярко выраженный меандр к югу от Галифакса. Посвятив последние 10 дней экспедиции наблюдению за этим меандром, они обнаружили, что тот уходит на юг, где в конце концов отрывается от Гольфстрима и образует ринг (кольцо) быстро движущейся холодной воды – вихрь. Впервые исследователи наблюдали такое явление в режиме реального времени [270] F. C. Fuglister and L. V. Worthington, «Some Results of a Multiple Ship Survey of the Gulf Stream,» Tellus 3 (1951): 1–14. .

Оглядываясь сегодня в прошлое, мы видим, что это открытие, сделанное в глубинах океана, стало поворотным моментом в развитии океанографии. Собранные Фуглистером и Уортингтоном данные заставили океанографов полностью отказаться от прежней картины океана. Делать какие-либо выводы на тот момент было преждевременно: единичное наблюдение за еще одним загадочным и эфемерным явлением породило множество новых вопросов. Прежде всего предстояло выяснить, насколько представителен был этот единственный вихрь, связанный с Гольфстримом. Существовали ли подобные вихри только вблизи мощных и быстрых западных пограничных течений, таких как Гольфстрим? Или же они покрывали своими спиральными узорами весь океан? Никто этого не знал.

Чтобы питать процесс отработки идей на основе теории и практических наблюдений, требовалось больше данных. А чтобы собрать эти данные, нужны были более совершенные приборы и расширение масштабов наблюдений. Фуглистер и Уортингтон решили положиться на удачу, а также на батитермограф – прибор, предназначенный для измерения и регистрации распределения температуры по глубине, и на новую систему дальней навигации «Лоран». Хотя им посчастливилось выловить в океанских водах оторвавшийся от Гольфстрима вихрь, казалось почти невозможным с помощью доступных на тот момент приборов исследовать течения на той глубине и в том масштабе, которые требовались, чтобы сформировать ясное понимание явления и начать связывать локализованные наблюдения с общей теорией океанической циркуляции. Другими словами, невозможность полноценно наблюдать океан – получить достаточное количество измерений на достаточно больших глубинах в многочисленных точках, рассредоточенных в пределах соответствующей области, – оставалась главным техническим препятствием к лучшему его пониманию, и преодолеть это препятствие можно было только с помощью новых, усовершенствованных приборов.

Не страдая недостатком воображения, Стоммел придумал возможное решение: что, если создать подводные аналоги метеорологических зондов – специальные устройства, способные плыть в глубинных течениях так же, как воздушные шары в воздушных потоках? [271] Henry Stommel, «Direct Measurement of Sub – Surface Currents,» Deep Sea Research 2, no. 4 (1953): 284–285. Отслеживать местоположение этих устройств можно при помощи периодически производимых ими подводных взрывов, звук которых будет улавливаться судовыми гидрофонами. Идея с подводными «бомбами» была оригинальной – даже слишком, и, к счастью, прежде чем Стоммел попытался убедить других в ее целесообразности, он узнал, что существует куда более простое и изящное решение, придуманное человеком по имени Джон Сваллоу [272] Больше биографических сведений о Джоне Сваллоу см.: Henry Charnock, «John Crossley Swallow, 11 October 1923–3 December 1994,» Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society 43 (November 1997): 514–519. . Тот использовал старые трубы от строительных лесов, растворяя их стенки до нужной толщины в чане с едкими химикатами. Из труб Сваллоу изготавливал подводные поплавки, достаточно прочные, чтобы выдерживать океанские глубины, но в то же время достаточно легкие, чтобы, регулируя их вес с помощью балласта, можно было добиться нейтральной плавучести. Проще говоря, это были длинные полые контейнеры, которые следовало утяжелять таким образом, чтобы они плавали в океане на заданной глубине – подобно воздушным шарам, которые благодаря регулированию объема горячего воздуха и количества мешков с песком способны лететь на необходимой высоте. Вместо подводных бомб Сваллоу использовал простую электронную схему для генерации десятигерцевого сигнала – шума с точной заданной частотой, который можно было отслеживать с помощью гидрофонов, расположенных на плывущем неподалеку судне.