logo
logo

Наиболее резко (скачком) температура изменяется на границе между верхним и промежуточным слоями. На расстоянии в 50—100 метров по вертикали она уменьшается на 10 — 12 градусов. Это очень большой перепад. Промежуток слоя воды с таким резким переходом температуры называется слоем скачка температуры, или термоклином.

Имеется также слой вод с резким изменением солености. Такие слои называются галоклином. В некоторых районах Мирового океана соленость увеличивается от поверхности вниз, на глубинах 50 — 100 метров она становится максимальной. Термоклин находится обычно на несколько десятков метров выше, чем галоклин.

Вода, как мы знаем, имеет и разную плотность (плотность показывает, насколько морская вода тяжелее дистиллированной). На больших глубинах она возрастает до 1,026, что зависит, как читатель уже мог догадаться, от температуры, солености и давления. Понижение температуры и увеличение примеси солей обычно приводят к повышению плотности. Там, где и температура резко понижается, соленость резко увеличивается, плотность тоже наиболее резко увеличивается. Получается скачок плотности — пикноклин.

Слой скачка во многом играет очень важную роль.

Многие частицы водной взвеси, в первую очередь органические, имеют объемный вес, близкий к объемному весу морской воды. Поэтому, падая, они в слое скачка плотности задерживаются и длительное время находятся здесь в «подвешенном» состоянии. Они могут переноситься, но лишь в горизонтальном направлении. В слое скачка в массовом количестве развиваются бактерии и зоопланктон, которые «поедают» задержавшиеся здесь органические частицы. Все это в свою очередь имеет очень важное значение для формирования химического состава водной взвеси и морской воды, а в конечном счете — для формирования химического состава донных осадков.

Слой скачка, разделяя две водные массы, верхнюю — хорошо перемешанную и более теплую, и нижнюю — более холодную, является преградой, во многих местах океана препятствующей подъему в верхний слой глубинных вод. Значит, и питательные соли (фосфаты, нитриты, нитраты), которыми богаты глубинные воды, в некоторых районах открытого океана в верхний слой подняться не могут. Это сильно притормаживает развитие живых организмов — фитопланктона, зоопланктона и рыб. Глубинные воды могут подняться и перемешаться с более теплыми верхними лишь там, где слой скачка нарушается (разрывается). Но это происходит лишь в специфических условиях, например, во время сильных бурь.

Ученые долго думали, каким же образом достать из морских глубин воду так, чтоб она при подъеме не перемешивалась с водой верхних слоев. И наконец придумали латунные бутылки (так называемые батометры), которые, взяв пробу, плотно закрываются и таким образом поднимают воду такой, какой она была на глубине 1 — 10 километров. Один из видов батометров был придуман известным полярным исследователем, национальным героем Норвегии Ф. Нансеном. Его конструкция оказалась настолько удачной, что без существенных изменений используется и в наши дни. Такие батометры стали называть нансеновскими. А чтобы измерить температуру воды, гидрологи стали прикреплять к батометрам специальные морские термометры. Их особенность состоит в том, что они опрокидываются и точно фиксируют температуру на больших глубинах. С помощью этих приборов, прикрепляя их к тросу на различных расстояниях, гидрологи достают воду с самых разных глубин океана.

Но работа с батометрами очень трудоемкая и все-таки малоточная. Поэтому ученые стали изобретать такие приборы, которые позволяли бы им измерять температуру, соленость, количество кислорода, концентрацию водородных ионов, (рН) и другие показатели по всей толще воды, а не в отдельных точках. Такие приборы были изобретены и названы зондами. Зонд плавно на специальном кабеле опускается вниз до любых глубин и по пути регистрирует все необходимые для гидролога данные. Эти данные посылаются по кабелю на судно, пересчитываются на бортовой ЭВМ, тут же перепечатываются на рулон бумаги и вырисовываются в виде графиков. 

Каково же было удивление гидрологов, когда они увидели на таких графиках, что свойства воды — температура, соленость, электропроводность, плотность, скорость звука — изменяются при прохождении зонда через толщу вод не плавно, а... будто по ступенькам! Гидрологи этому, конечно, не поверили, посчитав, что это плохо работает зонд. Они еще и еще раз спускали его на глубины, еще и. еще раз проверяли все показания. Но во всех случаях снова вырисовывались «ступеньки». Кривая изменения, например, температуры и солености напоминала ступеньки лестницы или профиль пирамиды Хеопса. По этим ступенькам, казалось, можно было легко спуститься с поверхности океана почти на самое его дно. Такие ступеньки обнаруживались во многих районах морей и океанов. Они имелись даже в самых верхних слоях воды океана, то есть в тех, которые волнениями и течениями очень хорошо перемешаны.

Таким образом, было сделано одно из замечательных открытий океанологии — выявлена «океаническая микроструктура». Оказалось, что вся толща вод морей и океанов состоит не из единой, хорошо перемешанной водной массы, а из отдельных однородных по своим свойствам слоев мощностью от одного-двух сантиметров до десятков метров. И эти однородные, невидимые человеческим глазом, но хорошо различаемые приборами-зондами слои разделены между собой еще более тонкими прослойками (их образно называют «простынями» или «листами»). Но свойства этих прослоек по вертикали тоже очень сильно меняются: соленость, температура и другие показатели в нижней их части во много раз больше (или меньше), чем в верхней, изменение свойств происходит тоже скачкообразно. Но и на этом удивительные свойства микроструктуры не заканчиваются. Однородные слои, как оказалось, легко могут перемещаться (скользить) по горизонтали в ту или иную сторону, подобно тому, как гладкие и ровные льдинки или фотопластинки «не хотят» лежать в ровной стопке, а выскальзывают одна из-под другой.