В последние годы в среде научной общественности признано, что для определения влияния Мирового океана на процессы климатообразования совершенно необходимо знание общей циркуляции его вод. В связи с этим Комитет по климатическим изменениям и океану, образованный совместно Международным научным комитетом по океанографическим исследованиям (СКОР) и Межправительственной океанографической комиссией, разработал новый крупный Эксперимент по изучению циркуляции Мирового океана.
К участию в Эксперименте, в частности, привлечен искусственный спутник Земли (ИСЗ) «Нимбус-7», приборы которого дают ценную информацию в глобальном масштабе относительно альтиметрии, формы и изменчивости поверхности океана и связанных с этим ветрового давления, циркуляции вод, вихреобразных и меандрирующих течений и форме геоида в его морской части.
В прибрежной зоне океана ИСЗ «Нимбус-7» собрал при помощи методов цветного сканирования большой массив данных о приповерхностном распределении хлорофилла и других светопоглощающих агентов, что важно для развития биологической океанологии.
В задачи Эксперимента включаются создание трехмерной картины циркуляции Мирового океана в течение нескольких лет, улучшение знаний относительно условий, существующих на границе океана и атмосферы, разработка оценки трансформации водных масс в верхних слоях океана, определение интенсивности межбассейнового обмена вод, установление роли переноса и накапливания тепла в океане в общем тепловом балансе планеты.
Уже выполненные в рамках Эксперимента наблюдения признаются весьма результативными. Так, наблюдения трассирующих элементов показали, что за последние два десятилетия в Северной Атлантике произошло значительное и широкомасштабное снижение солености вод. Это может указывать на относительно быструю реакцию характера формирования глубинных вод океана на климатологические изменения.
Выполнены четыре новых крупных разреза в Южной Атлантике, позволяющие глубоко оценить процессы, происходящие в этом регионе. Собраны ценные сведения о связях, существующих между процессами на поверхности океана и накоплением осадков на его дне в ходе сезонных изменений.
Древние климаты изучаются в значительной мере путем исследования осадочных пород, отложившихся на дне океанов в отдаленные геологические эпохи, так как характер этих осадков определяют природные условия соответствующего периода. Однако в пределах крайней северной акватории Тихого океана такие исследования были до сих пор малорезультативными, так как для наиболее важных — известковых (СаСО3) — осадков здешние глубины, если не считать отдельных подводных горных вершин, слишком велики.
В период выполнения международного проекта «Долгосрочная интерпретация, картирование и прогноз климата», являвшегося частью Международного десятилетия изучения океана (1972–1982 гг.), усилиями ученых различных стран (в том числе и советских) были разработаны методики, позволяющие обходить подобную трудность. Они предусматривают анализ осадочных пород, содержащих такие распространенные и в северной части Тихого океана вещества, как кремнистые остатки ископаемых микроорганизмов, вулканический пепел, терригенные (имеющие сухопутное происхождение) илы и глины.
Стратиграфия (последовательность слоев) донных осадков изучалась методами тефрахронологии (тефра — мелкий вулканический пепел), палеомагнетизма, анализа терригенного материала, вынесенного в море плавучими льдами, исследованием биостратиграфни ископаемых морских организмов — радиолярий и диатомовых водорослей.
Выполненное сопоставление современного состава осадочных пород этой акватории с их характером в период, отстоящий от нас на 18 тыс. лет, т. е. в разгар последнего ледникового периода, впервые позволило построить надежную карту температур поверхности вод северной части Тихого океана для этого отдаленного времени.
Был изучен характер мелких частиц, переносимых воздушными потоками из пределов Азии и отлагающихся на дне океана, что позволило определить районы происхождения и степень интенсивности западных ветров в различные периоды. Биологическая продуктивность поверхностных вод моря определялась по тому, как накоплялись кремнеземы органического происхождения. Определение географического распределения различной радиоляриевой фауны и ее количественных колебаний со временем дало возможность установить, что их характер изменялся в глобальном масштабе синхронно.