Человек и природа

ДЫХАНИЕ ОКЕАНА

Л. ГАЛЕРКИН

Одним из самых грандиозных геофизических явлений на нашей планете можно с полным основанием считать океанические при­ливы. Подъемы и опускания вод у берегов океана, происходя­щие с поразительной регулярностью, и сопутствующие им из­менения скоростей и направлений приливных прибрежных те­чений давно знакомы рыбакам и жителям океанских берегов. Ученые изучают их более трехсот лет, и до сих пор эти явления привлекают к себе пристальное внимание.

Величина прилива различна в разных местах Мирового океана. В Балтийском и Черном морях она не превышает нескольких сантиметров, в Белом и Охотском морях доходит до 8—II м, а в заливе Фанди на североатлантическом побережье Канады приливная волна высотой 18 м способна полностью затопить современный пятиэтажный дом. Около пологих и отмелых бе­регов ширина осушаемой при отливе полосы морского дна до­стигает нескольких километров. При правильном полусуточном приливе — двух подъемах и двух опусканиях уровня прибреж­ных вод в сутки — скорости роста и падения уровня сравнитель­но невелики. А горизонтальные скорости движения воды в при­ливо-отливных течениях в узких проливах достигают иногда 5 и даже 8 м в секунду. Много бедствий приносит людям такой буйный прилив.

Две тысячи лет назад древнегреческие ученые уже связывали приливо-отливные явления с движениями Луны, с их периодич­ностью и неравномерностью. Но только в 1687 г. теория приливообразующих сил Ньютона положила прочное основание всем последующим теоретическим исследованиям и непосредствен­ным наблюдениям за этим явлением.

Приливообразующая сила возникает от того, что масса Луны и Солнца ослабляет силу земного притяжения. Масса Луны всего в 81,5 раза меньше земной, а расстояние между центрами пла­нет составляет около 60 земных радиусов. Поэтому обе планеты вращаются вокруг общего центра тяжести, который находится в теле Земли на расстоянии около 4,5 тыс. км от ее центра. Причем точка эта все время движется так, что находится на од­ной прямой с центрами Земли и Луны. Интересно, что именно в этой движущейся точке всегда должна быть полная невесомость, а сила тяжести во всех остальных точках планеты будет меняться. Величина этих изменений в течение суток на поверх­ности Земли составляет немного меньше 1/10 000 000. Если бы изменения силы тяжести действовали только по вертикали, то они приводили бы только к незначительному сжатию и растяже­нию Земли. Но такая же десятимиллионная доля от силы, со­ставляющей 981 г см/сек2, направлена по горизонтали, и в этом суть дела. Под влиянием приливообразующей силы ни одна песчинка пустыни не сдвинется с места, а масса воды океана более 1,4 • 10¹⁷ т — приходит в движение.

Если бы вся Земля была покрыта одинаковым по толщине слоем воды, то лунный прилив, по теории Ньютона, зависел бы только от географической широты. Но Мировой океан расчле­нен материками, дно его очень неровное, берега извилисты и разной крутизны. Поэтому движение масс воды под влиянием приливных сил чрезвычайно сложно. Его невозможно в точности описать какой-либо математической теорией, а для расчета прилива совершенно необходимы наблюдения. Проведя где-либо месячную серию наблюдений, можно для этой точки рассчитать прилив на сотни лет вперед. Если за это время рельеф дна океа­на и очертания его берегов не изменятся, то с точностью до не­скольких сантиметров по высоте и нескольких часов по времени наступления прилива эти расчеты могут оправдаться.

Работа приливных сил в природе грандиозна. В течение мил­лионов лет они размывают берега и обрушивают в море огром­ное количество земли. Течения передвигают песчаные отмели и размывают дно узких проливов и бухт, разнося по всей при­брежной зоне обломочный и осадочный материал. Возникнув как сила космического происхождения, прилив в свою очередь оказывает влияние на движение Земли и Луны. Силы трения, происходящие от приливных сил в теле Земли и Луны, заметно замедляют их вращение вокруг своей оси. Расчеты показывают, что в начале своего существования обе планеты оборачивались за несколько часов. Сейчас Луна настолько замедлила свое вра­щение, что лунные сутки составляют 27 земных. По мере замед­ления вращения увеличивается и расстояние между Землей и ее спутником.

В далекой перспективе, как предсказывают некоторые ученые, Луна и Земля всегда будут обращены друг к другу одной стороной, расстояние между ними увеличится примерно вдвое, а земные сутки станут равны месяцу. И тогда приливы прекра­тятся. Волна прилива на Земле как бы навсегда застынет, вытя­нувшись в сторону Луны. Но до этого еще очень далеко и рано говорить о последствиях.