Космическая океанология
За тридцать лет космической эры ученые убедились, что исследование Земли из космоса дает такие возможности, каких им не получить никаким иным путем. Напомню еще раз: площадь Мирового океана — более 360 миллионов квадратных километров! А сколько может изучить одно научно-исследовательское судно за один, пусть даже многомесячный, рейс? И совсем другое дело — исследование океана с борта искусственного спутника Земли или с орбитальной станции.
Подсчитано, например, что определение одной лишь температуры поверхности Мирового океана (а это один из важнейших параметров для исследователей), проведенное не космическими методами, требует одновременной работы в океанах 20 тысяч научно-исследовательских судов! Да такую флотилию и по всей Земле не набрать…
Огромная обзорность и информативность — вот главные достоинства и принципиальные отличия космических методов изучения от наземных. И они особенно полезны оказались океанологии на современном этапе.
У вас может возникнуть вопрос: «Какие же задачи конкретно под силу космическим методам?» Что ж, приведу несколько примеров. Возьмем хотя бы распределение хлорофилла в океане — в глобальном масштабе. На уроках в школе вам наверняка рассказывали, что хлорофилл — это зеленое вещество, которое преобразует солнечный свет в биомассу, то есть помогает растениям строить свой организм. Это, можно сказать, основа всей жизни. Хлорофилл входит в состав всех растений на суше и в микроскопические водоросли — фитопланктон, — обитающие в океанской воде. Они пополняют запасы кислорода в атмосфере Земли. Они же служат и первым звеном пищевой цепи. Фитопланктон служит пищей зоопланктону, который, в свою очередь, идет на обед рыбам и моллюскам. А те составляют наш с вами рацион.
Значит, чем больше хлорофилла в воде, тем больше и рыбы, тем богаче район океана.
Первые целенаправленные космические исследования поверхности Мирового океана были выполнены с борта орбитальной космической станции «Салют-6» и с помощью искусственных спутников Земли «Интеркосмос-20» и «Интеркосмос-21». На борту космических аппаратов размещалась сложная аппаратура, разработанная в Советском Союзе и в социалистических странах. Американские ученые пользовались результатами, полученными с помощью спутника «Нимбус-7».
Даже самые первые результаты всех этих исследований были прекрасными. А сейчас разрабатываются уже совсем новые методы глубинного зондирования океана из космоса. Оно будет проводиться с помощью так называемых лидаров, или лазерных локаторов, работающих в оптическом диапазоне.
Спутники помогают определить границы штормовых районов в океане и границы плавающих льдов. Можно легко себе представить, насколько ценна такая информация для штурманов, прокладывающих маршруты судам, особенно в высоких широтах. Спутники сообщают о нефтяных загрязнениях океана, несут экологическую службу Земли.
Есть в океане одно загадочное, до сих пор до конца не выясненное явление — внутренние волны. Возникают они в океанских глубинах там, где меняется плотность слоев океанской воды. А сила их такова, что некоторые специалисты считают именно внутренние волны повинными в гибели американской атомной подводной лодки «Трэшер».
Внутренние волны способствуют распространению звука в толще океанских вод. Вы ведь знаете, наверное, что звук — главный инструмент в исследованиях океанологов. Свет и радиоволны чрезвычайно быстро затухают в воде. А звук распространяется даже лучше, чем в атмосфере. Ученые обнаружили, что в глубинах океана могут создаваться такие подводные звуковые каналы-волноводы, по которым звук пробегает многие тысячи километров. Вот только путь его не прям, а весьма прихотлив и извилист. Как же изучить законы движения звука в воде, как узнать, по каким путям бежать ему легче, по каким — труднее? Ведь с поверхности внутренние волны не видны…
И вот оказалось, что они довольно точно проектируются на водную гладь, но видно это только с большой высоты, из космоса. Где видна рябь, там находится гребень внутренней волны, где поверхность воды гладкая — там ее впадина. Наши космонавты зарегистрировали внутренние волны у побережья Камчатки, у Галапагосских островов, у берегов Колумбии и в Арафуртском море между Новой Гвинеей и берегами Австралии.