Внутренние волны в океане… Если вы видите совершенно гладкую, спокойную поверхность воды, это совсем не значит, что и во внутренних слоях все спокойно. Там могут «бушевать» настоящие штормы из внутренних волн. Кавычки здесь поставлены потому, что эти волны очень медленные, их периоды составляют десятки минут и часы, но амплитуды могут достигать сотен метров. Что такое внутренние волны — в принципе ясно. Мы привыкли наблюдать колебания поверхности воды. Поверхность воды — это граница воды и воздуха, то есть двух сред с разной плотностью. Но ведь и в глубинах океана находятся слои с разной плотностью. Представые теперь границу между двумя такими слоями. В покое она, как и поверхность воды, горизонтальная. Но вот какая-то причина заставляет тяжелый слой подняться, выгнуться горбом. Потом под действием силы тяжести он идет вниз, и возмущение распространяется во все стороны — это бегут внутренние волны. Каковы главные источники внутренних волн? Как эти волны взаимодействуют друг с другом, с поверхностными волнами и с турбулентностью в толще воды? Как рассеивается энергия внутренних волн? Нет сомнения, что в конечном счете волновая энергия переходит в тепловую, но не сразу, а превращаясь вначале в какие-то более мелкомасштабные движения. В какие и каким путем? Все это еще предстоит выяснить.
Как уже выше говорилось, в последнее время выяснилось (благодаря применению более чувствительных приборов), что океан в сущности можно уподобить огромному по размерам «слоеному пирогу». Он весь состоит из очень тонких по сравнению с глубиной океана, внутренне почти однородных слоев. Допустим, вы ставите эксперимент и определяете, как изменяется плотность воды с глубиной. При этом обнаруживается, что хотя она с глубиной, в общем, возрастает, но очень неравномерно. Она остается почти постоянной, пока вы находитесь в пределах слоя, и резко меняется, когда вы пересекаете границу слоев. Пока нет однозначного ответа, из-за чего возникает такая слоистая структура.
Загадка о строении дна океанов. Изучив это строение, мы можем лучше понять геологическую историю нашей планеты, уточнить закономерности образования минеральных ресурсов как под водой, так и на континентах. В последние годы советские ученые участвовали в интересных работах по бурению дна океанов с борта специально оборудованного судна «Гломар Чел-ленджер» — сначала осадочной толщи, потом более глубоких слоев. При анализе образцов, поднятых из первых же скважин, выяснилось, что на дне океана не существует осадков более старых, чем приблизительно 160 миллионов лет. Куда делись более старые осадки? Ответ дает теория «тектоники плит», согласно которой вся земная кора состоит из небольшого числа громадных плит, перемещающихся друг по отношению к другу и несущих на себе целые континенты. В результате возникают подводные хребты, подводные впадины, горы на суше. Но и эта захватывающая картина в свою очередь еще не до конца ясна.
От того, как быстро мы решим многочисленные проблемы, касающиеся океана, и по-настоящему поймем его, зависит и то, когда мы сможем достаточно эффективно использовать его ресурсы, не нанося непоправимого вреда.
Например, сама морская вода по существу является кладовой богатств, так как содержит в себе соли различных ценных металлов. Однако в каком количестве можно изымать их из воды, не разрушая экологическую систему океана? Впрочем, запасы различных элементов в морской воде настолько огромны, что, может быть, мы пока и можем подождать с решением этого вопроса. Но вот вопрос, с решением которого мы уже запоздали, это — где и в каком виде мы можем изымать биомассу из океана для того, чтобы океан доставлял человечеству максимум продуктов, и в то же время «не подрубался сук, на котором мы сидим», то есть не нарушалась жизнь океана в ее существенных авеньях?
Наконец, проблема из проблем — как сохранить океан от различных загрязнений. В него ежегодно выливаются миллионы тонн нефти. А между тем даже тончайшая нефтяная пленка на поверхности, если она захватывает большой район, изменяет режим обмена влагой океана с атмосферой и, следовательно, влияет на погоду. В него же с различных промышленных производств стекают воды, содержащие многие тонны свинца, ртути и других примесей, исключительно вредных как для рыб, устриц, так и для тех, кому они поступают на стол.