Явления эль-ниньо и ла-ниньо. На смену Эль-Ниньо пришла Ла-Нинья: что это значит Эль ниньо и перуанское течение

Дожди, оползни, наводнения, засуха, смог, муссонные дожди, бесчисленные жертвы, многомиллиардный ущерб… Имя разрушителя известно: на мелодичном испанском языке оно звучит почти нежно — Эль-Ниньо (малыш, маленький мальчик). Так перуанские рыбаки именуют появляющееся в рождественскую пору у берегов Южной Америки тёплое течение, прибавляющее улов. Правда, иногда вместо долгожданного потепления вдруг наступает резкое похолодание. И тогда течение называют Ла-Нинья (девочка).

Первое упоминание термина «Эль-Ниньо» относится к 1892 году, когда капитан Камило Каррило на конгрессе Географического общества в Лиме сделал сообщение об этом тёплом северном течении. Название «Эль-Ниньо» течению дано потому, что оно наиболее заметно в период Рождества. Тем не менее даже потом явление было интересно только из-за его биологического влияния на эффективность индустрии удобрений.

Большую часть двадцатого столетия Эль-Ниньо считался хоть и большим, но всё же локальным явлением.

Большой Эль-Ниньо в 1982-1983 годах привел к тому, что резко подскочил интерес научного сообщества к этому явлению.

Эль-Ниньо 1997-1998 годов намного превысил тот, что действовал в 1982 году, по числу смертей и разрушений, которые он принёс, и стал самым яростным в прошлом столетии. Стихия была настолько сильной, что минимум 4000 человек погибло. Глобальный ущерб был оценен более чем в 20 миллиардов долларов.

В последние годы в печати и средствах массовой информации содержалось много тревожных сообщений о погодных аномалиях, охвативших практически все континенты Земли. При этом главным виновником всех климатических и социальных неурядиц назывался непредсказуемый феномен Эль-Ниньо, приносящий тепло в восточную часть Тихого океана. Более того, некоторые учёные рассматривали этот феномен как предвестник ещё более радикальных климатических изменений.

Какими данными располагает наука на сегодняшний день о загадочном течении Эль-Ниньо?

Феномен Эль-Ниньо заключается в резком повышении температуры (на 5-9 °C) поверхностного слоя воды на востоке Тихого океана (в тропической и центральной частях) на площади порядка 10 миллионов кв. км.

Процессы формирования самого сильного тёплого течения в океане в наше столетие предположительно выглядят следующим образом. В обычных погодных условиях, когда фаза Эль-Ниньо ещё не наступила, тёплые поверхностные воды океана транспортируются и удерживаются восточными ветрами — пассатами в западной зоне тропической части Тихого океана, где формируется так называемый тропический тёплый бассейн (ТТБ). Глубина этого тёплого пласта воды достигает 100-200 метров. Формирование такого огромного резервуара тепла — главное необходимое условие перехода к режиму Эль-Ниньо. При этом в результате нагона воды уровень океана у берегов Индонезии на полметра выше, чему берегов Южной Америки. В то же время температура поверхности воды на западе в тропической зоне составляет в среднем 29-30 °C, а на востоке 22-24 °C. Небольшое охлаждение поверхности на востоке — это результат апвеллинга, т. е. подъёма глубинных холодных вод на поверхность океана при подсосе воды пассатными ветрами. Одновременно над ТТБ в атмосфере образуется самый большой район теплоты и стационарного неустойчивого равновесия в системе «океан—атмосфера» (когда все силы уравновешены и ТТБ неподвижен).

По неизвестным пока причинам с интервалом в 3-7 лет пассаты ослабевают, нарушается баланс, и тёплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных тёплых течений в Мировом океане. На огромной площади на востоке Тихого океана происходит резкое повышение температуры поверхностного слоя океана. Это и есть наступление фазы Эль-Ниньо. Его начало отмечено длительным натиском шквальных западных ветров. Они сменяют обычные слабые пассаты над тёплой западной частью Тихого океана и препятствуют подъёму на поверхность холодных глубинных вод. В результате происходит блокировка апвеллинга.

Хотя сами процессы, развивающиеся при фазе Эль-Ниньо, региональны, тем не менее их последствия носят глобальный характер. Эль-Ниньо обычно сопутствуют экологические катастрофы: засухи, пожары, ливневые дожди, вызывающие затопление огромных территорий густонаселённых районов, что приводит к гибели людей и уничтожению скота и урожая в разных районах Земли. Эль-Ниньо оказывает заметное влияние на состояние мировой экономики. По данным американских специалистов, в 1982-1983 годах экономический ущерб от последствий Эль-Ниньо составил 13 миллиардов долларов, а по оценкам ведущей страховой компании мира «Munich Re» ущерб от природных катаклизмов в первой половине 1998 года оценивается в 24 миллиарда долларов.

Тёплый западный бассейн обычно через год после Эль-Ниньо вступает в противоположную фазу, когда восточная часть Тихого океана охлаждается. Фазы потепления и похолодания перемежаются с нормальным состоянием, когда идёт накопление теплоты в западном бассейне (ТТБ) и восстанавливается состояние стационарного неустойчивого равновесия.

По убеждению многих специалистов, основной причиной происходящих катаклизмов является глобальное потепление климата в результате действия «парникового эффекта» из-за техногенного освоения Земли и накопления парниковых газов в атмосфере (водяного пара, двуокиси углерода, метана, закиси азота, озона, хлорфторуглеродов).

Метеоданные о температуре приземного слоя атмосферы, собранные за последние сто лет, показывают, что климат на Земле потеплел на 0,5-0,6 °C. Неуклонное повышение температуры было нарушено кратковременным похолоданием в 1940-1970 годах, после чего потепление возобновилось.

Хотя повышение температуры согласуется с гипотезой «парникового эффекта», существуют и другие факторы, влияющие на потепление (извержения вулканов, океанические течения и др.). Установить однозначность причины потепления можно будет после поступления новых данных в ближайшие 10-15 лет. Все модели предсказывают, что в ближайшие десятилетия потепление значительно усилится. Отсюда можно заключить, что частота наступления феномена Эль-Ниньо и его интенсивность будет увеличиваться.

Вариации климата на отрезке времени 3-7 лет определяются изменениями вертикальной циркуляции в океане и атмосфере и температурой поверхности океана. Иначе говоря, они изменяют интенсивность тепломассообмена между океаном и атмосферой. Океан и атмосфера являются открытыми, неравновесными, нелинейными системами, между которыми идёт постоянный обмен теплом и влагой.

Для подобных систем, кстати, характерна самоорганизация таких грозных структур, как тропические циклоны, которые транспортируют полученную от океана энергию и влагу на большие расстояния.

Оценка энергетики взаимодействия океана и атмосферы позволяет прийти к заключению, что энергия Эль-Ниньо в состоянии привести к возмущениям всю атмосферу Земли, что и приводит к экологическим катастрофам, имеющим место в последние годы.

В перспективе, как показал известный канадский учёный, специалист по проблемам изменения климата Генри Хинчевельд, «обществу нужно отказаться от представления, будто климат — это нечто неизменное. Он изменчив, изменения будут продолжаться, и человечеству необходимо выработать инфраструктуру, которая позволила бы быть готовыми встречать неожиданное».

Перуанское течение или Течение Гумбольдта (исп. Corriente de Humboldt) — холодное океаническое течение в юго-восточной части Тихого океана; протекает с юга на север от берегов Антарктиды вдоль западных берегов и .

Оно представляет собой широкий, медленный поток, состоящий из Перуанского океанического и Перуанского прибрежного течений, переносящий относительно холодные (от +15°С до +20°С) воды умеренных широт со скоростью до 0,9 км/ч; имеет расход воды 15-20 млн. л³/сек; дает начало Южному Пассатному течению .

Александр фон Гумбольдт

Немецкий ученый-энциклопедист, физик, метеоролог, географ и натуралист, барон Александр фон Гумбольдт (нем. Alexander Freiherr von Humboldt; 1769-1859), который много путешествовал по Латинской Америке, в 1812 г. обнаружил, что из полярных регионов по направлению к экватору перемещается холодное глубинное течение, охлаждая там воздух.

В честь этого ученого Перуанское течение, несущее воды вдоль южноамериканского побережья, было названо также течением Гумбольдта.

Движение — жизнь

Непрерывное движение - одна из характерных особенностей вод Мирового океана.

Крупномасштабные водные массы, которые непрерывно перемещаются по океанам, называются океаническими или морскими течениями. Каждый из потоков движется в определенном русле и направлении, почему их иногда называют «реками океанов»: ширина самых крупных течений может составлять несколько сотен км, а длина — достигать не одну тысячу км.

В каждом океане имеется четко выраженный круговорот течений. Интересно, что движутся они не по прямой, направление течений определяется следующими факторами: постоянными ветрами (пассатами), дующими по обе стороны экватора с востока на запад; очертаниями материков; рельефом дна; отклоняющей силой вращения Земли.

Морские течения образуют в океанах замкнутые круги. Движение воды в этих кругах в Северном полушарии происходит по часовой стрелке, а в Южном – против часовой стрелки: направление течений обусловлено вращением Земли вокруг своей оси.

Теплые, холодные

В зависимости от температуры воды , океанические течения делятся на теплые и холодные . Теплые возникают вблизи экватора, они несут теплые воды через холодные, расположенные в районе полюсов, и нагревают воздух. Холодные течения направляются от полярных областей к экватору, они, наоборот, приводят к понижению температуры воздуха.

К наиболее крупным теплым морским течениям относятся: Гольфстрим (Атлантический океан), Бразильское (Атлантический океан), Куросио (Тихий океан), Карибское (Атлантический океан), Северное и Южное экваториальные течения (Атлантический, Тихий, Индийский океаны), Антильское (Атлантический океан).

К самым крупным холодным морским течениям относятся: Перуанское (Тихий океан), Канарское (Атлантический океан), Оясио или Курильское (Тихий океан), Восточно-Гренландское (Атлантический океан), Лабрадорское (Атлантический океан) и Калифорнийское (Тихий океан).

Холодные и теплые течения в некоторых местах подходят близко друг к другу, чаще всего в умеренных широтах. В результате образования области схождения вод с разными физическими свойствами, возникают вихри. Эти явления в океане оказывают влияние на воздушные массы, образующихся над океаном, а затем проявляются в погодных условиях на суше умеренных широт.

Влияние течений на жизнь планеты

Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат Земли, погоду, прибрежную флору и фауну, морские организмы. Океан часто сравнивают с титаническим тепловым агрегатом, приводимым в движение энергией Солнца. Эта машина создает беспрерывный водообмен между глубинными и поверхностными слоями океана, влияя на жизнь морских обитателей.

Данный процесс можно проследить на примере Перуанского течения. Благодаря подъему глубинных вод, которые поднимают наверх растворенные фосфор и азот, на поверхности океана успешно развивается животный и растительный планктон, служащей пищей для мелкой рыбы. Та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц и множества морских млекопитающих, которые при таком изобилии пищи поселяются здесь, делая регион одним из самых продуктивных районов Мирового океана. Воды Характеристика Перуанского течения — очень большая биологическая активность; это один из основных участков рыболовного промысла, добычи анчоусов и тунцов, а также сбора природного удобрения- гуано.

Перуанское течение: Любопытные факты

Мировые океанические течения перемещаются со скоростью от 1 до 9 км/ч.
Морские течения играют огромную роль в жизни нашей планеты. Они способствуют межширотному распределению тепла, водных масс и живых организмов, влияют на циркуляцию атмосферы и климата Земли. Изучение режима течений необходимо для навигации и правильной организации рыболовства.
Течения Мирового океана – это своеобразный гигантский кондиционер, распределяющий холодный и теплый воздух вокруг земного шара.
В настоящее время по международному соглашению со специальных кораблей ежедневно бросают в море бутылку, в которую вложена записка с указанием точного места (широта и долгота) и времени (год, число и месяц). И «путешественница» отправляется в плавание, иногда очень длительное. Например, бутылка, брошенная в октябре 1820 г. в южной части Атлантического океана, была найдена в августе 1821 г. у берегов Ла-Манша. Другая, брошенная у о-ов Зеленого Мыса (19 мая 1887 г.), была выловлена у ирландского берега 17 марта 1890 г. Особенно длинный путь совершила одна из бутылок в Тихом океане: брошенная у южного побережья Южной Америки. Она была найдена в бухте Новой Зеландии. Таким образом, за 1 271 сутки бутылка преодолела расстояние в 20 тыс. км, т. е. в среднем по 9 км в сутки.
Нанося на карту пути, совершаемые бутылками, специалисты получают возможность определить траектории и направления течений. Отмечая время, когда бутылка была брошена и найдена, получают представление о скорости течений.
В «дрейфующие бутылки», которые применяют для определения поверхностных течений, добавляют немного песка для балласта и вкладывают почтовую открытку или специальный бланк. Нашедшего просят сообщить место и время ее обнаружения. Ежегодно Вудс-Холский океанографический институт (англ. Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI) выпускает в море у восточного побережья США 10–20 тыс. «дрейфующих» бутылок. Как правило, возвращается обычно 10–11% вложенных в них открыток. Полученные сведения о дрейфе были использованы при составлении атласа поверхностных океанических течений.
Раз в 12 лет к побережью Перу подходит теплое течение, оттесняя холодное Перуанское течение. Оно носит название «Эль-Ниньо » (исп. El Niño — «Малыш»), так как появляется оно обычно на Рождество. Резкое изменение температуры приводит к массовой гибели всех форм морских организмов, а значит, от голода гибнут рыба и питающиеся рыбой птицы — производители гуано.

Природный феномен Эль-Ниньо, разыгравшийся в 1997-1998 гг., не имел равных себе по масштабу за всю историю наблюдений. Что же это за загадочное явление, которое наделало столько шума и привлекло пристальное внимание средств массовой информации?

Выражаясь научным языком, Эль-Ниньо - комплекс взаимообусловленных изменений термобарических и химических параметров океана и атмосферы, принимающих характер стихийных бедствий. Согласно справочной литературе, оно представляет собой теплое течение, возникающее иногда по неизвестным причинам у берегов Эквадора, Перу и Чили. В переводе с испанского "Эль-Ниньо" означает "младенец". Такое название дали ему перуанские рыбаки, потому что потепление воды и связанные с ним массовые заморы рыбы обычно случаются в конце декабря и совпадают с Рождеством. Об этом явлении наш журнал уже писал в N 1 за 1993 г., но с того времени исследователи накопили много новой информации.

НОРМАЛЬНАЯ СИТУАЦИЯ

Чтобы понять аномальный характер феномена, рассмотрим сначала обычную (стандартную) климатическую ситуацию у южноамериканского побережья Тихого океана. Она довольно своеобразна и определяется Перуанским течением, которое несет холодные воды из Антарктики вдоль западных берегов Южной Америки к лежащим на экваторе Галапагосским островам. Обычно дующие здесь с Атлантики пассаты, пересекая высокогорный барьер Анд, оставляют влагу на их восточных склонах. И потому западное побережье Южной Америки представляет собой сухую каменистую пустыню, где дожди чрезвычайно редки -иногда не выпадают годами. Когда же пассаты набирают столько влаги, что доносят ее до западных берегов Тихого океана, они формируют здесь преобладающее западное направление поверхностных течений, вызывающих нагон воды у берегов. Он разгружается проти-вопассатным течением Кромвелла в экваториальной зоне Тихого океана, которое захватывает здесь 400- километровую полосу и на глубинах 50-300 м переносит обратно на восток огромные массы воды.

Внимание специалистов привлекает колоссальная биологическая продуктивность прибрежных перуано- чилийских вод. Здесь на небольшом пространстве, составляющем какие-то доли процента от всей акватории Мирового океана, годовая добыча рыбы (в основном анчоуса) превышает 20% общемировой. Ее обилие привлекает сюда громадные стаи рыбоядных птиц - бакланов, олуш, пеликанов. А в районах их скопления сосредотачиваются колоссальные массы гуано (птичьего помета) - ценного азотно-фосфорного удобрения; его залежи мощностью от 50 до 100 м стали объектом промышленной разработки и экспорта.

КАТАСТРОФА

В годы проявления Эль-Ниньо ситуация резко меняется. Сначала на несколько градусов повышается температура воды и начинается массовая гибель или уход рыбы из этой акватории, и как следствие - исчезают птицы. Затем в восточной части Тихого океана падает атмосферное давление, над ней появляются облака, пассаты стихают, и воздушные потоки над всей экваториальной зоной океана изменяют направление. Теперь они идут с запада на восток, унося влагу из Тихоокеанского региона и обрушивая ее на перуано-чилийское побережье.

Особенно катастрофично события развиваются у подножия Анд, которые теперь преграждают путь западным ветрам и принимают на свои склоны всю их влагу. В результате в узкой полосе каменистых прибрежных пустынь западного побережья бушуют паводки, сели, наводнения (в это же время от страшной засухи страдают территории Западно- Тихоокеанского региона: выгорают тропические леса в Индонезии, на Новой Гвинее, резко падает урожайность сельскохозяйственных культур в Австралии). В довершение всего от чилийских берегов до Калифорнии развиваются так называемые "красные приливы", вызванные бурным ростом микроскопических водорослей.

Итак, цепь катастрофических событий начинается с заметного потепления поверхностных вод в восточной части Тихого океана, что в последнее время успешно используют для прогнозирования Эль-Ниньо. В этой акватории установлена сеть буйковых станций; с их помощью постоянно измеряют температуру океанской воды, и полученные данные через спутники оперативно передаются в исследовательские центры. В результате заблаговременно удалось предупредить о наступлении наиболее мощного из известных до настоящего времени Эль-Ниньо - в 1997-98 гг.

Вместе с тем причина разогрева океанской воды, а стало быть, и возникновения самого Эль-Ниньо до сих пор до конца не ясна. Появление теплой воды к югу от экватора океанографы объясняют изменением направления преобладающих ветров, метеорологи же смену ветров считают следствием разогрева воды. Таким образом, создается своеобразный порочный круг.

Чтобы приблизиться к пониманию генезиса Эль-Ниньо, обратим внимание на ряд обстоятельств, которые обычно упускают из виду специалисты-климатологи.

ДЕГАЗАЦИОННЫЙ СЦЕНАРИЙ ЭЛЬ-НИНЬО

Для геологов совершенно очевиден следующий факт: Эль- Ниньо развивается над одним из самых геологически активных участков мировой рифтовой системы - Восточно- Тихоокеанским поднятием, где максимальная скорость спрединга (раздвижения океанского дна) достигает 12-15 см/год. В осевой зоне этого подводного хребта отмечен очень высокий тепловой поток из земных недр, здесь известны проявления современного базальтового вулканизма, обнаружены выходы термальных вод и следы интенсивного процесса современного рудообразования в виде многочисленных черных и белых "курильщиков".

В акватории между 20 и 35 ю. ш. на дне зафиксированы девять водородных струй - выходов этого газа из земных недр. В 1994 г. международная экспедиция обнаружила здесь самую мощную в мире гидротермальную систему. В ее газовых эманациях аномально высокими оказались отношения изотопов 3 Не/ 4 Не, а это означает: источник дегазации находится на большой глубине.

Сходная ситуация характерна и для других "горячих точек" планеты - Исландии, Гавайских островов, Красного моря. Там на дне расположены мощные центры водородно-метановой дегазации и над ними, чаще всего в Северном полушарии, разрушается озоновый слой
, что дает основание созданную мною модель деструкции озонового слоя потоками водорода и метана применять и к Эль-Ниньо.

Вот как примерно начинается и развивается этот процесс. Водород, выделяясь со дна океана из рифтовой долины Восточно-Тихоокеанского поднятия (его источники обнаружены там инструментально) и достигая поверхности, вступает в реакцию с кислородом. В результате образуется тепло, которое и начинает разогревать воду. Для окислительных реакций условия здесь весьма благоприятны: поверхностный слой воды обогащается кислородом при волновом взаимодействии с атмосферой.

Однако возникает вопрос: может ли поступающий со дна водород достигнуть океанской поверхности в заметных количествах? Положительный ответ дали результаты американских исследователей, обнаруживших в воздухе над Калифорнийским заливом удвоенное, по сравнению с фоновым, содержание этого газа. А ведь тут на дне действуют водородно-метановые источники с суммарным дебитом 1,6 х 10 8 м 3 /год.

Водород, поднимаясь из водных глубин в стратосферу, образует озоновую дыру, в которую "проваливается" ультрафиолетовое и инфракрасное солнечное излучение. Падая на поверхность океана, оно усиливает начавшийся (за счет окисления водорода) разогрев его верхнего слоя. Скорее всего, именно дополнительная энергия Солнца - главная и определяющая в данном процессе. Роль же окислительных реакций в разогреве более проблематична. Об этом можно было бы не говорить, если бы не идущее синхронно с ним существенное (от 36 до 32,7%о) опреснение океанской воды. Последнее, вероятно, и осуществляет та самая добавка воды, что образуется при окислении водорода.

Из-за разогрева поверхностного слоя океана снижается растворимость в нем СО 2 , и он выбрасывается в атмосферу. К примеру, во время Эль-Ниньо 1982-83 гг. в воздух дополнительно попало 6 млрд. т. углекислого газа. Усиливается также испарение воды, и над восточной частью Тихого океана появляются облака. И пары воды, и СО 2 - парниковые газы; они поглощают тепловое излучение и становятся прекрасным аккумулятором дополнительной энергии, пришедшей через озоновую дыру.

Постепенно процесс набирает силу. Аномальный разогрев воздуха приводит к снижению давления, и над восточной частью Тихого океана образуется циклоническая область. Именно она ломает стандартную пассатную схему атмосферной динамики в районе и "засасывает" воздух из западной части Тихого океана. Вслед за стиханием пассатов уменьшается нагон воды у перуано-чилийских берегов и прекращает действовать экваториальное противотечение Кромвелла. Сильный разогрев воды приводит к зарождению тайфунов, что в обычные годы - большая редкость (из-за охлаждающего влияния Перуанского течения). С 1980 по 1989 г. здесь возникло десять тайфунов, семь из них - в 1982- 83 гг., когда бушевал Эль-Ниньо.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ

Почему же все-таки у западного побережья Южной Америки очень высока биологическая продуктивность? По оценкам специалистов, она такая же, как в обильно "удобряемых" рыбоводных прудах Азии, и в 50 тыс. раз выше (!), чем в других частях Тихого океана, если рассчитывать по количеству добываемой рыбы. Традиционно этот феномен объясняют апвеллингом - ветровым сгоном теплой воды от берега, заставляющим подниматься из глубин холодную воду, обогащенную питательными компонентами, в основном азотом и фосфором. В годы же проявления Эль-Ниньо, когда ветер меняет направление, апвеллинг прерывается, а следовательно, прекращает поступать питательная вода. В результате рыбы и птицы гибнут или мигрируют из-за голода.

Все это напоминает вечный двигатель: обилие жизни в поверхностных водах объясняется поступлением снизу питательных веществ, а избыток их внизу - обилием жизни наверху, ибо отмирающая органика оседает на дно. Однако что здесь первично, что дает толчок подобному круговороту? Почему он не иссякает, хотя, судя по мощности залежей гуано, действует уже тысячелетия?

Не очень понятен и сам механизм ветрового апвеллинга. Связанный с ним подъем глубинной воды обычно определяют, измеряя ее температуру на профилях разного уровня, ориентированных перпендикулярно береговой линии. Затем строят изотермы, которые показывают одинаковые низкие температуры у берега и на большой глубине в удалении от него. И в итоге делают вывод о подъеме холодных вод. Но ведь известно: у берега низкая температура обусловлена Перуанским течением, так что описанная методика определения подъема глубинных вод едва ли корректна. И наконец, еще одна неясность: упомянутые профили строятся поперек береговой линии, а преобладающие ветры здесь дуют вдоль нее.

Я отнюдь не собираюсь ниспровергать концепцию ветрового апвеллинга - она базируется на понятном физическом явлении и имеет право на жизнь. Однако при более близком знакомстве с ней в данном районе океана неизбежно возникают все перечисленные проблемы. Поэтому предлагаю иное объяснение аномальной биологической продуктивности у западных берегов Южной Америки: она определяется опять-таки дегазацией земных недр.

В самом деле, не вся полоса перуано-чилийского прибрежья одинаково продуктивна, как должно быть при действии климатического апвеллинга. Здесь обособлены два "пятна" - северное и южное, причем их положение контролируется тектоническими факторами. Первое расположено над мощным разломом, уходящим из океана на континент южнее разлома Мендана (6-8 о ю. ш.) и параллельно ему. Второе пятно несколько меньших размеров находится чуть севернее хребта Наска (13-14 ю. ш.). Все эти косые (диагональные) геологические структуры, идущие от Восточно-Тихоокеанского поднятия в сторону Южной Америки, по существу, являются зонами дегазации; по ним на дно и в толщу вод поступает из земных недр огромное количество различных химических соединений. Среди них есть, конечно, жизненно важные элементы - азот, фосфор, марганец, достаточно и микроэлементов. В толще прибрежных перуано-эквадорских вод содержание кислорода - самое низкое во всем Мировом океане, так как основной объем здесь составляют восстановленные газы - метан, сероводород, водород, аммиак. Зато тонкий поверхностный слой (20-30 м) аномально богат кислородом из-за низкой температуры воды, приносимой сюда из Антарктиды Перуанским течением. В этом слое над разломными зонами - источниками питательных веществ эндогенной природы - и создаются уникальные условия для развития жизни.

Впрочем, есть в Мировом океане район, по биопродуктивности не уступающий перуанскому, а возможно, и превосходящий его - у западного побережья Южной Африки. Его тоже считают зоной ветрового апвеллинга. Но положение самого продуктивного здесь участка (залив Уолфиш-Бей) контролируется опять же тектоническими факторами: он расположен над мощной разломной зоной, идущей из Атлантического океана на Африканский континент несколько севернее Южного тропика. А вдоль берега из Антарктики проходит холодное, богатое кислородом Бенгельское течение.

Колоссальной рыбопродуктивностью отличается и район Южных Курильских островов, где холодное течение проходит над субмеридиональным окраинно-океанским разломом Ионы. В разгар путины сайры в небольшой акватории Южно- Курильского пролива собирается буквально весь дальневосточный рыболовный флот России. Уместно здесь вспомнить и Курильское озеро на Южной Камчатке, где находится одно из крупнейших в нашей стране нерестилищ нерки (вид дальневосточного лосося). Причина очень высокой биологической продуктивности озера, по мнению специалистов, - естественное "удобрение" его воды вулканическими эманациями (оно расположено между двумя вулканами - Ильинским и Камбальным).

Однако вернемся к Эль-Ниньо. В тот период, когда у побережья Южной Америки усиливается дегазация, тонкий, насыщенный кислородом и кишащий жизнью поверхностный слой воды насквозь продувается метаном и водородом, кислород исчезает, и начинается массовая гибель всего живого: со дна моря тралами поднимают огромное количество костей крупных рыб, на Галапагосских островах гибнут тюлени. Однако вряд ли фауна гибнет из-за снижения биопродуктивности океана, как гласит традиционная версия. Она, скорее всего, отравляется ядовитыми газами, поднимающимися со дна. Ведь смерть наступает внезапно и настигает все морское сообщество - от фитопланктона до позвоночных. От голода гибнут только птицы, да и то в основном птенцы, - взрослые особи просто покидают опасную зону.

"КРАСНЫЕ ПРИЛИВЫ"

Впрочем, после массового исчезновения биоты поразительное буйство жизни у западных берегов Южной Америки не прекращается. В лишенных кислорода, продуваемых ядовитыми газами водах начинают бурно развиваться одноклеточные водоросли - динофлагелляты. Данное явление известно как "красный прилив" и названо так потому, что в подобных условиях хорошо себя чувствуют только интенсивно окрашенные водоросли. Их окраска - своеобразная защита от солнечного ультрафиолета, приобретенная еще в протерозое (свыше 2 млрд. лет назад), когда не было озонового слоя и поверхность водоемов подвергалась интенсивному ультрафиолетовому облучению. Так что во время "красных приливов" океан как бы возвращается в свое "докислородное" прошлое. Из-за обилия микроскопических водорослей некоторые морские организмы, обычно выполняющие роль фильтраторов воды, например устрицы, в это время становятся ядовитыми и их употребление в пищу грозит тяжелыми отравлениями.

В рамках разработанной мной газово-геохимической модели аномальной биопродуктивности локальных участков океана и периодически быстрой гибели в ней биоты находят объяснение и другие явления: массовое скопление ископаемой фауны в древних сланцах Германии или фосфоритах Подмосковья, переполненных остатками костей рыб и раковинами головоногих.

МОДЕЛЬ ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ

Приведу некоторые факты, свидетельствующие о реальности дегазационного сценария Эль-Ниньо.

В годы его проявления резко усиливается сейсмическая активность Восточно-Тихоокеанского поднятия - такой вывод сделал американский исследователь Д. Уокер, проанализировав соответствующие наблюдения с 1964 по 1992 г. на участке данного подводного хребта между 20 и 40ю. ш. А ведь, как давно установлено, сейсмические события часто сопровождаются усилением дегазации земных недр. В пользу разработанной мной модели свидетельствует и то, что воды у западного побережья Южной Америки в годы Эль- Ниньо буквально бурлят от выделения газов. Корпуса кораблей покрываются черными пятнами (явление получило название "Эль-Пинтор", в переводе с исп. - "маляр"), а зловонный запах сероводорода разносится на большие пространства.

В африканском заливе Уолфиш-Бей (упомянутом выше как район аномальной биопродуктивности) также периодически возникают экологические кризисы, протекающие по тому же сценарию, что и у берегов Южной Америки. В этом заливе начинаются выбросы газов, что приводит к массовой гибели рыбы, затем здесь развиваются "красные приливы", а запах сероводорода на суше ощущается даже в 40 милях от берега. Все это традиционно связывают с обильным выделением сероводорода, но его образование объясняют разложением органических остатков на морском дне. Хотя гораздо логичнее считать сероводород обычным компонентом глубинных эманации - ведь он выходит здесь только над зоной разлома. Проникновение газа далеко на сушу также проще объяснить его поступлением из того же разлома, трассирующегося из океана в глубь материка.

Важно отметить следующее: при поступлении глубинных газов в океанскую воду происходит их сепарация за счет резко различной (на несколько порядков) растворимости. Для водорода и гелия она составляет 0,0181 и 0,0138 см 3 в 1 см 3 воды (при температуре до 20 С и давлении 0,1 МПа), а для сероводорода и аммиака - несравненно больше: соответственно 2,6 и 700 см 3 в 1 см 3 . Вот почему вода над зонами дегазации сильно обогащается именно этими газами.

Веский аргумент в пользу дегазационного сценария Эль- Ниньо - карта среднемесячного дефицита озона над экваториальной областью планеты, составленная в Центральной аэрологической обсерватории Гидрометцентра России по спутниковым данным. На ней отчетливо проявляется мощная озоновая аномалия над осевой частью Восточно-Тихоокеанского поднятия немного южнее экватора. Отмечу, что к моменту выхода карты в свет я опубликовал качественную модель, объясняющую возможность разрушения озонового слоя именно над этой зоной. Кстати, это уже не первый случай, когда мои прогнозы места возможного появления озоновых аномалий подтверждаются натурными наблюдениями.

ЛА НИНЬЯ

Так называется заключительная фаза Эль-Ниньо - резкое похолодание воды в восточной части Тихого океана, когда на длительный период ее температура опускается на несколько градусов ниже нормы. Естественное объяснение этому - одновременное разрушение озонового слоя и над экватором, и над Антарктидой. Но если в первом случае оно вызывает разогрев воды (Эль-Ниньо), то во втором - сильное таяние льда в Антарктиде. Последнее увеличивает приток холодной воды в приантарктическую акваторию. В результате резко возрастает температурный градиент между экваториальной и южной частями Тихого океана, а это приводит к усилению холодного Перуанского течения, которое остужает экваториальные воды после ослабления дегазации и восстановления озонового слоя.

ПЕРВОПРИЧИНА - В КОСМОСЕ

Сначала, хотелось бы сказать несколько "оправдательных" слов в адрес Эль-Ниньо. Средства массовой информации, мягко говоря, не совсем правы, когда обвиняют его в провоцировании таких бедствий, как наводнения в Южной Корее или небывалые морозы в Европе. Ведь глубинная дегазация может одновременно усиливаться во многих районах планеты, что приводит там к разрушению озоно- сферы и появлению аномальных природных явлений, о которых уже говорилось. Например, нагрев воды, предшествующий возникновению Эль-Ниньо, происходит под озоновыми аномалиями не только в Тихом, но и в других океанах.

Что же касается усиления глубинной дегазации, то она определяется, на мой взгляд, космическими факторами, главным образом гравитационным воздействием на жидкое ядро Земли, где содержатся основные планетарные запасы водорода. Важную роль при этом, вероятно, играет взаимное расположение планет и, в первую очередь, взаимодействия в системе Земля - Луна - Солнце. Г. И. Войтов и его коллеги из Объединенного института физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН давно установили: дегазация недр заметно усиливается в периоды, близкие к полнолунию и новолунию. Влияет на нее и положение Земли на околосолнечной орбите, и изменение скорости ее вращения. Сложное сочетание всех этих внешних факторов с процессами в глубинах планеты (например, кристаллизацией ее внутреннего ядра) определяет импульсы усиления планетарной дегазации, а значит, и явления Эль- Ниньо. Его 2-7-летнюю квазипериодичность выявил отечественный исследователь Н. С. Сидоренко (Гидрометцентр России), проанализировав непрерывный ряд перепадов атмосферного давления между станциями Таити (на одноименном острове в Тихом океане) и Дарвин (северное побережье Австралии) за длительный период - с 1866 г. по настоящее время.

Кандидат геолого-минералогических наук В. Л. СЫВОРОТКИН, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Доктор географических наук Д. ФАЩУК.

Природные катастрофы не редкость на нашей планете. Они случаются как на суше, так и на море. Механизмы развития катастрофических явлений настолько запутаны, что ученым требуются годы, чтобы приблизиться к пониманию сложного комплекса причинно-следственных связей в системе "атмосфера - гидросфера - земля".

Циркуляция вод Тихого океана состоит из двух антициклонических круговоротов.

В нормальные по климатическим условиям годы у побережья Перу рыбы хватает всем: и людям, и птицам.

При ослаблении пассатных ветров накопившаяся в период Ла-Нинья у западного побережья океана теплая вода "откатывается" на восток.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Многолетние наблюдения показывают, что аномалии температуры поверхности Тихого океана у побережья Латинской Америки в периоды развития Эль-Ниньо и Ла-Нинья (вверху) находятся в противофазе с изменениями индекса Южного колебания (внизу).

Наука и жизнь // Иллюстрации

В обычных условиях (Ла-Нинья) тихоокеанские пассаты дуют в западном направлении (схема вверху).

Изобилие рыбы в зоне Перуанского апвеллинга привлекает к побережью Латинской Америки множество птиц.

Одно из разрушительных природных явлений, сопровождающееся многочисленными человеческими жертвами и колоссальными материальны ми потерями, - Эль-Ниньо. В переводе с испанского Эль-Ниньо означает "младенец мальчик", а названо оно так потому, что нередко приходится на Рождество. Этот "младенец" приносит с собой подлинное бедствие: у побережий Эквадора и Перу резко, на 7-12 о С, повышается температура воды, исчезает рыба и гибнут птицы, начинаются затяжные проливные дожди. Легенды о таких явлениях сохранились у индейцев местных племен еще с тех времен, когда эти земли не были завоеваны испанцами, а перуанские археологи установили, что в глубокой древности местные жители, защищаясь от катастрофических ливневых дождей, строили дома не с плоскими, как сейчас, а с двускатными крышами.

Хотя обычно к Эль-Ниньо относят лишь океанические эффекты, на самом деле это явление тесно связано с метеорологическими процессами, которые называются "Южное колебание" и представляют собой, образно говоря, атмосферные "качели" размером с океан. Кроме того, современным исследователям природы Земли удалось выявить еще и геофизическую составляющую этого удивительного феномена: оказывается, механические и термические колебания атмосферы и океана объединенными усилиями раскачивают нашу планету, что также отражается на интенсивности и периодичности экологических катастроф.

ОКЕАНСКИЕ ВОДЫ ТЕКУТ И…
ИНОГДА ОСТАНАВЛИВАЮТСЯ

Благодаря такой системе циркуляции вод вдоль побережья Перу, в зоне Перуанского течения, формируется огромная область подъема относительно холодных глубинных вод, хорошо удобренных минеральными соединениями, - Перуанский апвеллинг. Естественно, он обеспечивает высокий уровень биологической продуктивности в этом районе. Такая картина получила название "Ла-Нинья" (в переводе с испанского "младенец девочка"). Эта "сестрица" Эль-Ниньо вполне безобидна.

В аномальные по климатическим условиям годы Ла-Нинья перевоплощается в Эль-Ниньо: холодное Перуанское течение, как это ни парадоксально, практически останавливается, "перекрывая" тем самым подъем глубинных холодных вод в зоне апвеллинга, и как следствие резко снижается продуктивность прибрежных вод. Температура поверхности океана во всем районе повышается до 21-23 о С, а иногда и до 25-29°С. Контраст температур на границе Южного экваториального течения с теплым межпассатным или вообще исчезает - экваториальный фронт размывается, и теплые воды Экваториального противотечения беспрепятственно распространяются в сторону побережья Латинской Америки.

Интенсивность, масштабы и продолжительность Эль-Ниньо могут существенно меняться. Так, например, в 1982-1983 годах, в период самого интенсивного за 130-летний срок наблюдений Эль-Ниньо, это явление началось в сентябре 1982-го и продолжалось до августа 1983 года. При этом максимальные значения температуры поверхности океана в прибрежных городах Перу от Талары до Кальяо превысили среднемноголетние для ноября-июля на 8-10 о С. В Таларе они достигали 29 о С, а в Кальяо - 24 о С. Даже в самых южных районах развития катастрофы (18 град. южной широты) аномалии прибрежных значений температуры поверхности океана составляли 6-7 о С, а общая площадь Тихого океана, охваченная Эль-Ниньо, равнялась 13 млн км 2 .

Естественно, что при таких масштабах и интенсивности явления аномалии климатических параметров не только распространились на континентальную периферию Тихого океана, но и достигли также Северной Европы и Южной Африки. Аналогичная ситуация отмечалась и в период 1997-1998 годов. Более того, ученые полагают, что в далеком геологическом прошлом могли случаться супер-Эль-Ниньо, длившиеся по 200 лет, которые помимо кратковременных аномалий климата приводили к продолжительным периодам потепления.

Любопытно, что за последние 50 лет, как и в предыдущий полувековой период, в характере аномалий температуры поверхности океана в районе развития Эль-Ниньо выделен целый спектр циклов - от 2 до 7 лет, но все они оказались ненадежными для прогноза явления.

АТМОСФЕРНЫЕ "КАЧЕЛИ"

После знакомства с океаническими механизмами развития Эль-Ниньо логично поинтересоваться: какая же сила останавливает холодное Перуанское течение? Ответ на этот вопрос заставляет обратиться к одному из "дирижеров" жизни морской экосистемы - атмосферной циркуляции.

В 1924 году английский метеоролог Гилберт Уокер разработал и успешно применил на практике так называемый "метод мировой погоды", в основе которого заложен поиск "дальних связей" между изменениями гидрометеорологических элементов в различных районах земного шара. Исследуя природу муссонных ветров в Южной и Юго-Восточной Азии, Уокер проанализировал аномалии атмосферного давления в субтропической зоне Южного полушария и пришел к заключению, что муссоны являются частью глобальной циркуляции атмосферы, а не ее региональным элементом. Оказалось, что над Австралийско-Индонезийским районом Индийского океана и над акваторией южной части Тихого океана (район острова Таити) атмосферное давление, не без помощи индийского муссона, изменяется в противофазе. Центры действия этих гигантских "качелей" давления располагаются, таким образом, в Южном полушарии - поэтому и появилось название "Южное колебание".

Только через 40 лет, в 1966-1969 годах, норвежский метеоролог Якоб Бьеркнес связал Южное колебание с Эль-Ниньо. Ему удалось установить, что когда "качели" наклонены в сторону Австралии, Перуанский апвеллинг работает нормально, устойчивые пассаты гонят холодную воду мимо Галапагосских островов на запад (в сторону низкого давления) вдоль экватора. То есть наблюдается "холодная" фаза Южного колебания - Ла-Нинья, в период которой экологических катастроф на планете не происходит. При этом уровень Тихого океана в его западной части на полметра выше, чем в восточной: пассаты нагоняют на запад теплую воду.

В случае же, когда "качели" наклонены в сторону Таити, жди беды, происходит сбой в обычной системе циркуляции Тихого океана, пассаты ослабевают вплоть до смены направления на восточное (в сторону низкого давления), и теплая вода от побережья Новой Гвинеи устремляет ся на восток. Перуанское течение по этой причине "останавливается", и далее развивается вся цепочка событий, связанных с "теплой" фазой Южного колебания, - Эль-Ниньо. При этом разность уровней в восточной и западной частях океана меняет знак. Теперь он уже в восточной части на полметра выше, чем в западной.

Такой механизм взаимодействия атмосферы и океана в периоды Эль-Ниньо дал основание предположить, что в первую очередь этот феномен отражает реакцию океана на воздействие переменных пассатных ветров. Четко зарегистрированные приборами колебания уровня на восточной и западной перифериях Тихого океана при смене "теплой" и "холодной" фаз Эль-Ниньо представляют, по сути дела, те же самые "качели", но не в атмосфере, а в океане. Причина их раскачивания - пассатные ветры. После смены их традиционного направления или ослабления интенсивности накопившаяся в период Ла-Нинья у западного побережья океана теплая вода в виде так называемой внутренней волны Кельвина "откатывается" к берегам Перу и Эквадора и вносит свой вклад в подавление апвеллинга и повышение температуры поверхности океана.

После открытия Бьеркнесом связи явления Эль-Ниньо с Южным колебанием для оценки степени возмущения (аномальности состояния) глобальной атмосферной и океанической циркуляции ученые стали использовать индекс Эль-Ниньо/Южное колебание - SOI (Southern Oscillation Index). Он дает количественную характеристику Южного колебания и отражает разность давлений над островом Таити и городом Дарвин в Северной Австралии.

Исследователи попытались выявить закономерности изменения индекса SOI, что позволило бы прогнозировать время наступления экологических катастроф, но, к сожалению, за почти 130-летнюю историю наблюдений за давлением в центрах Южного колебания (так же как и в случае с аномалиями температуры поверхности океана) видимых устойчивых циклов в его изменениях обнаружено не было. Явление Эль-Ниньо повторяется с промежутком от 4 до 18 лет, наиболее часто отмечались 6-8-летние интервалы.

Такая неразбериха в циклах позволяет предположить, что, скорее всего, ученые учитывают не все факторы, участвующие в развитии этого явления. И совсем недавно предположение подтвердилось.

ПЛАНЕТА-ЮЛА РАСКАЧИВАЕТ ОКЕАН

Океанические и метеорологические процессы и причинно-следственные связи, ответственные за возникновение Эль-Ниньо, развиваются в водной среде и над поверхностью Земли, которая, как известно, вращается вокруг своей оси со скоростью 7,29. 10 -5 рад/с. Ось вращения наклонена к плоскости земной орбиты - эклиптике - под углом 66 о 33".

Так как Земля сплюснута по оси и представляет собой эллипсоид вращения, то на ее экваторе наблюдается избыток массы. Силы притяжения Луны и Солнца, таким образом, оказываются приложены не к центру массы нашей планеты. В результате возникает момент сил, который заставляет Землю прецессировать, наклоняться вперед, одновременно вращаясь. Земная ось, оказывается, "качается" из стороны в сторону с периодом 26 тыс. лет и угловой амплитудой 27 о 27", описывая конус, точно юла при слабом заводе. Но это еще не все. Моменты сил притяжения, заставляющих Землю "качаться", зависят от ее положения по отношению к Луне и Солнцу, которое, естественно, постоянно меняется. В результате одновременно с прецессированием происходит нутация (колебание) оси вращения Земли. Она проявляется в короткопериодных колебаниях оси ("вибрациях") с периодом 428 суток и угловой амплитудой всего 18,4". Все эти механизмы вызывают "биение" полюсов с периодом в 6 лет и максимальным отклонением от среднего положения лишь на 15 м.

Совместное воздействие описанного комплекса геофизических факторов выражается в развитии в атмосфере и Мировом океане лунно-солнечных нутационных колебаний. Они, в свою очередь, усиливают волны полюсных приливов, которые возникают в результате "биения" полюсов. Сумма этих геофизических вариаций, несомненно, влияет на развитие Эль-Ниньо.

ПРОЩАЙ, ГУАНО!

Самым дорогим национальным достоянием любого государства, безусловно, являются живущие в нем люди. Но если подойти к вопросу более прагматично, то под этим понятием чаще всего подразумевают природные ресурсы. В одной стране - залежи нефти и газа, в другой - месторождения золота и алмазов или других ценных минералов. В этом смысле государство Перу уникально: одним из самых значимых национальных богатств страны оказывается… гуано - птичий помет.

Дело в том, что на побережье государства находится самое большое в мире сообщество птиц (до 30 млн особей), интенсивно производящих лучшее из естественных удобрений, содержащее 9% соединений азота и 13% фосфора. Основными поставщиками этого богатства являются три вида птиц: перуанский баклан, пестрая олуша и пеликан. За многие века они произвели "сугробы" удобрений высотой до 50 м. Чтобы добиться такой производительности, птицам приходится съедать 2,5 млн тонн рыбы в год - 20-25% мирового улова анчоусовых рыб. Благо апвеллинг обеспечивает в этом районе скопление несметных запасов основной птичьей пищи - перуанского анчоуса. В годы Ла-Нинья его количество у берегов Перу так велико, что пищи хватает не только птицам, но и людям. До недавнего времени уловы рыбаков этой относительно небольшой страны достигали 12,5 млн тонн в год - в два раза больше, чем добывают все остальные страны Северной и Центральной Америки. Неудивительно, что доход рыбной промышленности Перу составляет одну треть валового внешнеторгового дохода страны.

Во время Эль-Ниньо апвеллинг разрушается, продуктивность прибрежных вод резко падает, происходит массовая гибель анчоусов от голода и резкого потепления воды. В итоге кормовая база птиц - скопления анчоусов - прекращает свое существование. Численность пернатых производителей удобрений в эти периоды сокращается в 5-6 раз, а уловы рыбаков становятся символическими.

РОКОВЫЕ ДАЛЬНИЕ СВЯЗИ

Среди огромного количества изречений, оставленных нам философами Древнего Рима и Греции, лучшим девизом экологических исследований может служить выражение "Praemonitus praemunitus" ("Предупрежденный вооружен"). Да, сегодня ученым есть о чем предупреждать миллионы жителей нашей планеты.

В период Эль-Ниньо 1982-1983 годов от наводнений, засух и других стихийных бедствий погибло свыше двух тысяч человек, а материальные убытки составили более 13 млрд долларов США. Люди оказались безоружными перед лицом стихии, так как не знали о грядущих катастрофах, хотя механизм их развития более чем прост.

Поле поверхностной температуры воды определяет расположение в воздухе над поверхностью океана областей конвекции, в которых происходит интенсивное облакообразование. Чем больше разность температур воды и атмосферы, тем активней протекает этот процесс. При явлении Ла-Нинья вдоль тихоокеанского побережья Латинской Америки контраст температур вода-воздух из-за развитого апвеллинга невелик. Облака здесь не образуются, и дожди редки, хотя по причине относительно низкой температуры воды в прибрежной зоне побережье Перу представляет собой страну холода и туманов. Песчаная полоса суши шириной 40 км (от океана до подножья Анд) и длиной 2375 км, несмотря на близость океана, остается засушливой голой пустыней, так как вся влага оседает на склонах гор. В это же время над Индонезией, Австралией и прилегающей к ним западной частью Тихого океана, находящими ся под влиянием теплых вод, идет процесс интенсивного облакообразования, определяющий дождливый, влажный климат.

При развитии явления Эль-Ниньо ситуация меняется. Разворот пассатных ветров в обратном направлении (на восток) приводит к смещению из западной части Тихого океана вдоль экватора в центральную и восточную его части (к побережью Америки) масс теплой воды и соответствен но области интенсивного облакообразования и обильных осадков. В результате в Австралийско -Индонезийском и даже Африканском регионах, где обычно стоит влажная дождливая погода, наступает засуха, а на западном побережье Южной и Северной Америки, обычно засушливом, начинаются проливные дожди, наводнения, оползни.

Кроме того, в период "теплой" фазы Южного колебания атмосфера получает огромное количество избыточного тепла, что отражается на режиме ветров и на погоде обширных пространств различных континентов. Так, в январе 1983 года во всем Западном полушарии по вине Эль-Ниньо на высоте 9000 м над уровнем моря положительная аномалия температуры воздуха составила 2-4 о С. В ноябре этого же года погода на Северо-Американском континенте была на 10 о С теплее нормы. Зимой 1983/84 года Охотское море практически не замерзало, а в Татарском проливе припай был только в северной, самой узкой части. В мае 1983 года в некоторых районах Перу выпало 20 годовых норм осадков.

Наконец, при продолжительном сохранении положительных аномалий температуры поверхностных вод в периоды Эль-Ниньо океан успевает выделить в атмосферу гигантские объемы углекислого газа, которые, несомненно, вносят свой вклад в парниковый эффект. Точных количественных оценок таких поставок СО 2 из океана пока нет. Тем не менее, учитывая известные примеры превосходства мощности природных процессов над человеческими возможностями, трудно отказаться от предположения, что виновником парникового эффекта является не человек, сжигающий органическое топливо, а все то же Эль-Ниньо.

Несмотря на кажущуюся простоту механизмов экологических катастроф и природных явлений, связанных с Эль-Ниньо, предупредить мир о предстоящем бедствии ученые, к сожалению, пока не могут. Как и в случае с океаническими фронтами, крупномасштабными течениями и синоптическими вихревыми образованиями, обменивающимися энергией и поддерживающими таким образом друг друга, явление Эль-Ниньо оказывается самоподдерживающимся колебанием. Температурные аномалии воды в экваториальной части Тихого океана, например, влияют на интенсивность пассатных ветров, которые управляют океаническими течениями, формирующими, в свою очередь, аномалии температуры поверхности океана. В этом круговороте явлений до сих пор не ясно, какой же из перечисленных механизмов является стартовым. Что в цепочке событий, связанных с Эль-Ниньо, причина, а что - следствие?

Возможно, прояснить этот вопрос поможет гипотеза профессора Иллинойского университета (США) Пола Чандлера, который предположил, что процесс Эль-Ниньо инициируют вулканы. Действительно, мощные извержения охлаждают ту широтную зону, где они происходят, за счет выделения в атмосферу огромного количества сернистого ангидрида и вулканической пыли, преграждающих доступ солнечной радиации к земной поверхности. Таким образом, по мнению ученого, если вулкан заработал в высоких широтах, то он увеличит контраст температур между экватором и полюсом, что приведет к усилению пассатов и развитию Ла-Нинья. Если же мощное извержение произошло в экваториальной области, то температурный контраст, наоборот, будет меньшим. Пассаты ослабеют, и возникнет Эль-Ниньо. Такой механизм подтверждается статистическими расчетами: один из циклов Эль-Ниньо (3,8 года) практически совпадает с частотой низкоширотных тропических извержений (3,9 года).

Вулканическая деятельность зависит от солнечной активности, циклы которой изучены достаточно хорошо, и, в принципе, появляется возможность долгосрочного прогнозирования Эль-Ниньо. Однако математические сложности, возникающие при решении этой задачи, заставляют нас констатировать, что пока предсказание грядущих катастроф остается делом будущего.

ЛИТЕРАТУРА

Клименко В. В. Изменение глобального климата: естественные факторы и прогноз // Энергия, 1993, № 2. С. 11-16.

Николаев Г. Н. Союз океана и атмосферы правит климатом // Наука и жизнь, 1998, № 1. С. 27-33.

Остроумов Г. Н. Опасные подвижки климата // Наука и жизнь, 1997, № 11. С. 10-16.

Сидоренко Н. С. Межгодовые колебания системы атмосфера - океан - Земля // Природа, 1999, № 7. С. 26-34.

Фащук Д. Я. Мировой океан: история, география, природа // ИКЦ "Академкнига", 2002, 282 с.

Федоров К. Н. Этот капризный младенец - Эль-Ниньо! // Природа, 1984, № 8. С. 65-74.

СЛОВАРИК К СТАТЬЕ

Апвеллинг (англ. "uр" - верх, "well" - подъем воды) - тип прибрежной циркуляции океана, при которой под влиянием ветра и эффекта вращения Земли (сила Кориолиса) вдольбереговое течение отклоняется в сторону моря, вызывая отток теплых поверхностных вод и компенсационный подъем на их место с глубины холодных, богатых минеральными солями (удобрениями) водных масс. В Мировом океане существует пять устойчивых зон апвеллинга: Калифорийская, Перуанская (Тихий океан), Канарская, Бенгельская (Атлантика) и Сомалийская (Индийский океан). Апвеллинг может охватывать толщу вод от 40 до 360 м при скоростях вертикальных движений 1-2 м в сутки. В замкнутых водоемах прибрежный апвеллинг периодически развивается после ветров сгонных (от берега) направлений.

Конвекция (лат. "convectio" - доставка) - тип вертикальной циркуляции атмосферы и вод океана, развивающийся в результате стратификации (разности температуры по вертикали) воздушных и водных масс (подъем более теплых и опускание более холодных).

Пассаты (нем. "passat" - надежный, постоянный) - устойчивые по направлению ветры по обе стороны от экватора (между 30 град. северной и южной широты), имеющие, независимо от времени года, в Северном полушарии северо-восточное, а в Южном - юго-восточное направление.

Противотечение - течение, возникшее по гидродинамическим причинам на периферии основного струйного течения, обратное ему по направлению.

Термоклин - слой максимального перепада температуры по вертикали в океане.

Южное колебание - явление синхронного разнонаправленного изменения давления в Южном полушарии над акваториями Тихого (острова Таити) и Индийского (г. Дарвин, Австралия) океанов.

Чт, 06/13/2013 - 20:25

Циркуляция вод Тихого океана состоит из двух антициклонических круговоротов. Северный круговорот включает течения: Северное экваториальное, Минданао и Куро-сио, Северотихоокеанское и Калифорнийское. Южный круговорот составляют течения: часть Антарктического циркумполярного, Перуанское (Кромвелла), Южное экваториальное и Восточноавстралийское. Эти круговороты разделяются Экваториальным (межпассатным) противотечением. Его граница с Южным экваториальным течением представляет собой экваториальный фронт, преграждающий доступ теплой воде Экваториального противотечения к побережью Эквадора и Перу. Здесь развит апвеллинг, обеспечивающий высокую продуктивность прибрежных вод. В случае Элъ-Нинъо возникает теплая аномалия, которая перемещается на восток

Природные катастрофы не редкость на нашей планете. Они случаются как на суше, так и на море. Механизмы развития катастрофических явлений настолько запутаны, что ученым требуются годы, чтобы приблизиться к пониманию сложного комплекса причинно-следственных связей в системе «атмосфера - гидросфера - Земля».

Одно из разрушительных природных явлений, сопровождающееся многочисленными человеческими жертвами и колоссальными материальными потерями, - Эль-Ниньо. В переводе с испанского Эль-Ниньо означает «младенец-мальчик», а названо оно так потому, что нередко приходится на Рождество. Этот «младенец» приносит с собой подлинное бедствие: у побережий Эквадора и Перу резко, на 7…12°С, повышается температура воды, исчезает рыба и гибнут птицы, начинаются затяжные проливные дожди. Легенды о таких явлениях сохранились у индейцев местных племен еще с тех времен, когда эти земли не были завоеваны испанцами, а перуанские археологи установили, что в глубокой древности местные жители, защищаясь от катастрофических ливневых дождей, строили дома не с плоскими, как сейчас, а с двускатными крышами.

Хотя обычно к Эль-Ниньо относят лишь океанические эффекты, на самом деле это явление тесно связано с метеорологическими процессами, которые называются «Южное колебание» и представляют собой, образно говоря, атмосферные «качели» размером с океан. Кроме того, современным исследователям природы Земли удалось выявить еще и геофизическую составляющую этого удивительного феномена: оказывается, механические и термические колебания атмосферы и океана объединенными усилиями раскачивают нашу планету, что также отражается на интенсивности и периодичности экологических катастроф.
Океанские воды текут и … иногда останавливаются

В южной тропической части Тихого океана в нормальные годы (при среднеклиматических условиях) располагается громадный круговорот с движением вод против часовой стрелки. Восточную часть круговорота представляет холодное Перуанское течение, направляющееся вдоль побережий Эквадора и Перу на север. В районе Галапагосских островов под воздействием пассатных ветров оно поворачивает на запад, переходя в Южное экваториальное течение, которое несет относительно холодные воды в этом направлении вдоль экватора. На всем протяжении границы его контакта в районе экватора с теплым межпассатным противотечением образуется экваториальный фронт, препятствующий поступлению теплых вод противотечения к побережью Латинской Америки.
Благодаря такой системе циркуляции вод вдоль побережья Перу, в зоне Перуанского течения, формируется огромная область подъема относительно холодных глубинных вод, хорошо удобренных минеральными соединениями, - Перуанский апвеллинг. Естественно, он обеспечивает высокий уровень биологической продуктивности в этом районе. Такая картина получила название «Ла-Нинья» (в переводе с испанского «младенец девочка»). Эта «сестрица» Эль-Ниньо вполне безобидна.

В аномальные по климатическим условиям годы Ла-Нинья перевоплощается в Эль-Ниньо: холодное Перуанское течение, как это ни парадоксально, практически останавливается, «перекрывая» тем самым подъем глубинных холодных вод в зоне апвеллинга, и как следствие резко снижается продуктивность прибрежных вод. Температура поверхности океана во всем районе повышается до 21…23°С, а иногда и до 25…29°С. Контраст температур на границе Южного экваториального течения с теплым межпассатным или вообще исчезает - экваториальный фронт размывается, и теплые воды Экваториального противотечения беспрепятственно распространяются в сторону побережья Латинской Америки.

Интенсивность, масштабы и продолжительность Эль-Ниньо могут существенно меняться. Так, например, в 1982…1983 годах, в период самого интенсивного за 130-летний срок наблюдений Эль-Ниньо, это явление началось в сентябре 1982-го и продолжалось до августа 1983 года.

Другие материалы рубрики

Общие сведения о цунами. Чаще всего цунами возникает в результате подводного землетрясения. Для сильнейших землетрясений в энергию цунами переходит около 1% энергии землетрясения. Интересно, что энергия цунами растет пропорционально квадрату высоты волн .
Длина фронта цунами примерно равна длине очага землетрясения, а длина волны - ширине очага. Высота в очаге не превосходит высоту поднятия пород, т. е. 10 -2 -10 м для энергии землетрясений около 10 14 -10 20 Дж. Из-за малой высоты и большой длины волны (10-100 км) цунами в океане остается практически незаметным. Высота цунами значительно увеличивается при подходе к берегу, т. е. на мелкой воде. Обычно высота водяного холма не превышает 60-70 м.

В 1868 году экспедиция шведского полярного исследователя Нильса Норденшельда на судно «София» подняла со дна Карского моря темные камни, оказавшиеся железомарганцевыми стяжениями (конкрециями). Затем океанографическая экспедиция Великобритании на корвете «Челленджер» (1872-1876) похожие конкреции обнаружила на дне Атлантики в районе Канарских островов. Внимание геологов привлек тот факт, что кроме железа и марганца в них было заметно некоторое количество цветных металлов. Впоследствии подводные фотосъемки показали, что дно иногда напоминает булыжную мостовую: оно сплошь покрыто конкрециями размером 4-5 см. Конкреции выступают из ила или образуют слой толщиной до полуметра в верхней части грунта. Количество руды достигает 200 кг/м 2 .

Как утверждают «авторитетные источники», прошедший 2012 год был объявлен древними майя годом конца света. Вскоре после «крайних» новогодних праздников приятель моего сына решил получить по этому вопросу дополнительную информацию и нашел в Интернете хронологическую табличку: список дат предсказанных кем-либо когда-либо апокалипсисов. Как выяснилось, редкий год в ней пропущен. Сладострастное предвкушение собственной гибели - одно из любимейших развлечений человечества. В качестве причины катастрофы может называться пожирание Солнца мифическим волком Фенриром или мифическим псом Гармом, превращение Солнца в сверхновую, свершение Последнего Греха, столкновение Земли с неведомой планетой, ядерная война, глобальное потепление, глобальное оледенение, одновременное извержение всех вулканов, одновременное обнуление всех компьютеров, одновременное сгорание всех трансформаторов, пандемия СПИДа, свиного, куриного или кошачьего гриппа. Некоторые из этих мрачных прогнозов не имеют ничего общего с наукой, другие отчасти основываются на научных фактах. Есть и такие, которые имеют шанс оказаться реальностью, ибо, никуда не денешься, наша планета действительно пылинка в бесконечной Вселенной, игрушка огромных космических сил.

...В разработках Гидроэнергопроекта (под руководством М.М. Давыдова) забор воды из Оби и ее переброска в республики Средней Азии предполагались в районе с. Белогорье. Здесь намечалось соорудить плотину высотой 78 м с электростанцией мощностью 5,6 млн кВт. Образованное плотиной водохранилище с площадью зеркала более 250 км² распространялось по Иртышу и Тоболу до водораздела. За водоразделом трасса переброски проходила по южному склону Тургайских ворот по руслам современных и древних рек до Аральского моря. Из него она должна была по Сарыкамышской котловине и Узбою попасть в Каспий. Общая протяженность канала от Белогорья до Каспийского моря равнялась 4000 км, из которых около 1800 км составляли естественные акватории и водохранилища. Переброску воды планировалось осуществить в три этапа: на первом - 25 км³, на втором - 60 км³, на третьем - 75-100 км³, наращивая объемы забора воды из Оби...

Несмотря на успехи в синтезе искусственных драгоценных камней, в том числе и алмазов, спрос на природные камни не падает. Кристаллы, рожденные миллионы лет назад в земных глубинах, становятся гордостью музеев и частных коллекций, их используют в качестве банковских активов… И самое главное, как и в древности, алмазы остаются самым желанным и дорогим женским украшением. Но современные «охотники за сокровищами» надеются не только на удачу: они стремятся проникнуть в саму тайну происхождения кристаллического углерода, чтобы получить в руки надежную путеводную нить в своих нелегких поисках…
Однажды мой учитель Збигнев Бартошинский, профессор кафедры минералогии Львовского университета, сказал с оттенком раздражения: «Скоро алмазы дома за печкой находить будут». Речь шла об открытии в 1980 г.

Почему возникают землетрясения? Общепринятое объяснение предлагает теория тектоники плит. Согласно этой теории, литосфера, хрупкая твердая оболочка Земли, немонолитна. Она разбита на плиты, которые перемещаются за счет движения расположенной ниже пластичной твердой оболочки - астеносферы. А та, в свою очередь, движется из-за конвективных движений в мантии планеты: горячее вещество поднимается вверх, а остывшее опускается. Почему такого не происходит на других планетах - неясно, а вот для Земли теория тектоники плит считается доказанной с шестидесятых годов XX века. Обнаружилось, что протяженные возвышенности на дне океана - так называемые срединные океанические хребты - сложены самыми молодыми породами, причем их склоны постоянно удаляются друг от друга.

...Итак, кимберлиты и лампроиты позволили нам заглянуть в верхнюю мантию Земли, на глубины 150-200 км. Оказалось, что и на таких глубинах, как и на поверхности, состав Земли неоднороден. Вариации состава мантии вызваны, с одной стороны, многократным выплавлением магматических горных пород (обедненная мантия), с другой - ее обогащением глубинными флюидами и коровым материалом (обогащенная мантия). Эти процессы достаточно сложны и зависят от многих факторов: состава привносимых флюидов и осадков, степени плавления вещества мантии и др. Как правило, они накладываются один на другой, вызывая сложные многостадийные преобразования. А интервалы между этими стадиями могут составлять сотни миллионов лет...

После трагических событий 26 декабря 2004 г. в Юго-Восточной Азии о цунами заговорило едва ли не все население нашей планеты. После водяного вала на нас с вами обрушилось информационное цунами.
Достаточно было посмотреть заголовки газет-журналов, послушать анонсы теле- и радиопередач или обратиться к Internet. Например, такие. «Козни високосного года». «Цунами - месть Земли за процветающий разврат в странах Юго-Восточной Азии». «Что творится с погодой?». «Что случилось? Насколько это уникально?». «Ураган и наводнение в Европе». «Небывалая оттепель в Москве». Добавим от автора - и в Харькове, и в Украине в целом такая же оттепель в январе 2005 г. «Землетрясение в Донбассе». «Помаранчевая революция и цунами - звенья одной цепи». «Небывалые снегопады в Африке, Америке…». «Цунами - дело рук евреев». Цунами - «результат тайных испытаний атомного оружия США, Израиля и Индии».

...Современные морские геоморфологи, развивая концепцию шельфа, пополнили запас географических терминов еще одним, детализирующим прежние представления о подводных «каменных полках» континентов. В рамках шельфов они выделяют береговую зону - участок морского дна, ограниченный со стороны суши линией максимального, ежегодно повторяющегося заплеска прибойного потока, а со стороны моря - глубиной, соответствующей 1/3 длины наиболее крупной штормовой волны в данном месте. Именно до такой глубины проникает активное волнение в открытом море. Если принять ее за 60 м, то площадь береговой зоны Мирового океана оказывается равной 15 млн км 2 , или 10% поверхности земной суши.
Некоторые ученые в последние годы определяют береговую зону как контактную зону механического взаимодействия движущихся масс воды и донного материала между собой и с неподвижным дном. ..

Землетрясения, происходящие тихо и медленно, таят в себе опасность. Они могут порождать цунами или сильные толчки, потрясающие земную кору.
Гигантский оползень, произошедший в результате тихого землетрясения, может вызвать цунами высотой в сотни метров.

В ноябре 2000 г. на острове Гавайи произошло самое крупное за последние десять лет землетрясение. При магнитуде 5,7 около 2 тыс. куб. км южного склона вулкана Килауэа дало крен в сторону океана. Часть подвижек произошла в том месте, где каждый день останавливаются сотни туристов.
Каким образом столь знаменательное событие прошло незамеченным? Оказывается, содрогание присуще не всем землетрясениям. Произошедшее на Килауэа было впервые определено как проявление тихого землетрясения - мощного тектонического движения, ставшего известным науке лишь несколько лет назад. Мои коллеги из Гавайской вулканической обсерватории Геологической службы США, проводившие наблюдения за вулканической деятельностью, обнаружили сотрясение. Заметив, что южный склон Килауэа сдвинулся на 10 см вдоль тектонического разлома, я обнаружил, что перемещение масс продолжалось около 36 часов - для обычного землетрясения скорость черепашья. Как правило, противоположные стенки разлома вздымаются за считанные секунды, порождая сейсмические волны, вызывающие гул и сотрясение поверхности.