Дыхание океана

Современные основные ледники в Антарктике и Гренландии имеют в запасе еще около 24,7 млн. км3 льда. Если такая масса льда полностью растает, то высота воды в морях и океанах поднимется еще на 66 м. Тогда под водой окажутся обширные побережья северо-западной Европы и юго-восточные берега США. Северный Ледовитый океан затопит Западно-Сибирскую низменность. Многие современные центры мировой культуры и промышленности окажутся под водой подобно легендарной Атлантиде. Последнее из крупных и относительно хорошо датированных наступлений моря на сушу, вызванное очередным изменением климатических условий на Земле, произошло 6–8 тыс. лет назад, когда уровень океана поднялся во многих местах на 4–6 м.

Другой причиной колебания уровня от теплой эпохи к холодной и от зимы к лету является свойство воды менять свою плотность при изменении температуры и солености. Если верхний тысячеметровый слой воды (т. е. около 20% от всего объема) изменит температуру только на 0,1°, то это приведет к повышению или понижению уровня на 2 см. Изменение содержания соли на 0,01% повлечет за собой изменение уровня на 7–8 см. За тысячелетия температура и соленость океана менялись гораздо сильнее, поэтому колебания уровня за счет изменения плотности воды могли достигать десятков сантиметров и даже нескольких метров. У западных берегов океанов изменение плотности воды в течение года приводит к сезонной величине колебаний уровня до 30–40 см.

Огромные и неподдающиеся учету изменения уровня океана могут происходить в результате сейсмических и тектонических процессов. Опускания или поднятия горных хребтов и платформ на океанском дне изменяют объем всей чаши океана. Поскольку Мировой океан представляет собой единую водную поверхность, то повышения или понижения ее уровня распространяются на всю водную оболочку планеты. Иногда это случается катастрофически быстро, как при подводных землетрясениях или извержениях подводных вулканов. Недавно из глубин океана около Исландии поднялись со дна Атлантики два новых острова. Через некоторое время один остров опустился. Чтобы подсчитать изменение уровня, которое произвели эти острова своим рождением и гибелью, нужно объем поднявшейся массы земли разделить на всю площадь океана. В данном случае высота уровня будет незначительно малой, так как сами островки невелики. Но при вертикальном вековом движении огромных континентальных платформ или при медленном перемещении целых материков «дыхание» океана может достигать десятков и сотен метров.

Немалую роль играют и реки. Они влияют на уровень не своим стоком воды, а теми нерастворимыми минеральными частицами, которые выносят в океан с материков. По данным А. А. Алекина, реки приносят в моря ежегодно около 13 млрд. т взвешенных веществ. Если считать, что половина этого количества', не растворяясь, оседает на дно и имеет удельный вес около 3 г/см3, то, учитывая современную площадь Мирового океана (361 млн. км2), можно определить скорость роста уровня за счет вытеснения воды осадком – примерно 1 см за 2000 лет.

Современная гипотеза происхождения океана предполагает, что океанские соленые воды появились из недр Земли. При изменении температуры и давления меняется количество молекул воды в структуре различных кристаллических соединений. Они как бы обезвоживаются. При этом вода выделяется в чистом виде, но в момент своего рождения сразу начинает растворять горные породы. Внутренним давлением она выдавливается из глубин Земли и на поверхности появляется уже соленой. Вполне возможно, что эти процессы продолжаются до сих пор. Значит, может происходить некоторое увеличение количества воды в океане, а следовательно, и его уровня.

Исследование колебаний уровня имеет не только научное, но и сугубо практическое значение. О приливах мы уже говорили. Всякие гидротехнические изыскания начинаются с изучения уро-венного режима. Высота стенки причала или мола, глубина входного фарватера в порту, строительство шоссейных и железных дорог вдоль берега – все это очень сильно зависит от масштаба уровневых колебаний. Поскольку строительные работы у моря стоят дорого, то более или менее точные сведения о многолетних колебаниях уровня помогают экономить большие средства и обеспечивать надежность сооружений.