Всички сме свикнали с тучните зелени пейзажи и скалистите планински пейзажи, които определят земята, на която живеем, но от космоса е ясно, че живеем на синя планета. Въпреки изключителната си соленост, непредсказуемата природа и безпрецедентния ефект върху нашето време, тази невероятна водна шир е жизненоважна за целия живот на Земята.
Хелън Черски, британски океанограф и телевизионен оператор, е прекарала кариерата си в изучаване на океана. В новата си книга „Синята машина: Как работи океанът“ (WW Norton & Company, 2023 г.) тя изследва как огромната маса вода, която заобикаля нашата планета, е създала света, в който живеем днес, защо някои места изобилстват от живот докато други не са, как цивилизациите са се формирали около океанските течения и защо те действат като батерия на Земята, захранвайки метеорологичните системи.
В това интервю тя ни говори за това какво задвижва този океански двигател, сравнява го с луксозен коктейл и обяснява коя е следващата голяма океанска граница.
Александър Макнамара: Във вашата книга вие описвате океана като двигател, но какво всъщност имате предвид с това?
Хелън Черски: Дефиницията на двигател е нещо, което превръща всяка топлинна енергия в движение, което прави океанът.
На върха има топъл слой, който може да бъде до 100 метра [330 feet] гъста, а там е водата под която е много по-студена и самата тя има слоеве в себе си.
Но въпреки че върхът и дъното на океана са някак разделени, има тези дупки за свързване близо до полюсите, където те са свързани, и тази връзка задвижва циркулацията, където водата слиза, плъзга се по дъното на океана за няколко сто години и след това се връща някъде другаде.
Това е, което двигателят прави в най-големия си мащаб, пренасяйки топлината от екватора към полюсите. Този физически двигател, с всички тези характеристики и цялата тази анатомия, е това, което кара нещата да се случват, а след това животните и хората се влияят от резултатите. Цялата форма на земните цивилизации е някак оформена от това, което прави океанският двигател.
AM: За повечето хора случайните наблюдатели ще погледнат океана и ще видят, че е доста плосък, може би ако е ветровит ден, тогава е малко развълнуван, но според звуците от него има много повече случващи се под него.
HC: Така че има две неща, които задвижват двигателя – фактът, че Земята се върти и плътността на водата.
Склонни сме да мислим, че тъй като можем да я разбъркваме с лъжица, водата се смесва много лесно, но като цяло не е, трябва да вложите енергия и лъжицата е просто начин да я прехвърлите. Океанът е същият.
Представете си коктейл на пластове, където, ако сте внимателни, можете да получите такъв [liquid] да седна на друг. Това работи само ако ги поставите в правилния ред, защото горната е по-малко плътна от тази под нея, която е по-малко плътна от тази под нея.
[In the ocean], ако имате по-топла вода, която е с по-малка плътност, тя ще седи отгоре. И тогава, ако има студена вода отдолу, тя ще остане на дъното и те няма да се смесят. Те са точно като слоевете в коктейла – няма енергия, която да ги смеси и така те просто остават там.
И така, има този топъл капак на океана – нарича се смесен слой, защото водата някак си се смесва вътре в себе си – но не се смесва с това, което е под него, и причината, която има значение, е, че нещата изпадат от смесеното слой. Това доста често са късчета живот, а късчетата живот носят хранителни вещества. Това са като атомите, от които се нуждаете, за да създадете живот, нали? Имате нужда от малко нитрат, имате нужда от малко фосфор, имате нужда от малко желязо – имате нужда от тези неща и те са склонни да изпадат от смесения слой.
И работата е там, че ако изпаднат, не могат да се върнат. Така че на теория не би трябвало да има живот на Земята, защото слънчевата светлина е на върха и имате този топъл капак, от който хранителните вещества просто изпадат. И тогава след известно време се изчерпваш — имаш отделен океан с хранителни вещества на дъното, където няма слънчева светлина, и на върха, където няма хранителни вещества и всичко просто е в застой.
Ето защо в средата на големите океански басейни, в средата на Тихия океан, например, няма много живот, защото това разделение е много силно. Нищо не може да живее.
Единствената причина, поради която има живот в океана, е, че можете да разбиете този парадокс. Това се случва близо до краищата, където получавате периоди на повдигане, и близо до полюсите, тогава горният и долният слой могат да бъдат свързани. Ето защо наслояването има значение, а плътността е това, което определя слоевете.
Тогава, разбира се, океанът се движи настрани много повече, отколкото се движи нагоре и надолу, обикновено защото вятърът бута повърхността и защото сме на въртяща се планета. След това сте в света на завихрянията и кръговете, където можете да създавате течения с интересни форми, ограничени, разбира се, от континентите и празнините между континентите.
Що се отнася до топлината, очевидно на екватора слънцето е над главата и така има много директен вход на много енергия и тези циркулиращи течения дърпат топлата вода към полюсите, изтласквайки студената вода обратно в дълбочина. Имате нетен транспорт на топлина към полюсите и по този начин топлината се разпределя наоколо.
Наистина океанът е батерията на Земята. Това е мястото, където се съхранява слънчевата енергия и след това се използва за управление на времето. Може да се върне към времето, като го затопли, това е, което подхранва ураганите и може да повлияе къде е ледът. И така, топлината наистина е склад за енергия и океанът диктува къде е тази топлина и накъде се движи.
AM: Казваш, че тези течения отнемат стотици години, за да се движат бавно, но как става това? Защото си помислих, че ако смесите вода, тя се плиска и се смесва в зависимост от това колко бързо я разбърквам — дали океанът работи по различен, много по-бавен начин?
Единствената причина, поради която има живот в океана, е, че можете да разбиете този парадокс
HC: Е, виждате го. Ако имате вана, в която пускате гореща вода, например, и след това решите, че е твърде горещо, трябва да налеете малко студена вода в единия край. Ако направите това, когато водата е съвсем неподвижна и отидете и я разбъркате, минава много време, преди двата края да започнат да се смесват – и това е точно с размера на баня.
Океанът основно се вълнува от вихри и е необходима енергия, за да се образува вихър. Ако нямате завихряния, тогава няма причина водните маси да се смесват, така че те просто не се смесват. Но нещото с океана е, че в системата няма достатъчно енергия, за да смеси всичко. Ако никога не е имало разбъркване, ще имате просто перфектни слоеве и нищо няма да се движи и нищо няма да се случи, но ако има много и много разбъркване, тогава всичко ще бъде същото. Има един вид междинно хапче Златокоска, където има достатъчно разбъркване, за да стане интересно, но не толкова много, че отново да стане скучно.
АМ: И винаги ли е било така?
HC: Не, така че всъщност е доста разнообразно. И очевидно това е нещо, при което попадате в много умна технология за датиране, разглеждайки седименти на дъното на океаните и ледени ядра и подобни неща.
В почти целия световен океан, не в Арктика, а почти навсякъде другаде, топлата вода е на върха, а това, което е долу, е много по-студено. Например на дъното на Северния Атлантик вероятно е 4 или 5 градуса по Целзий [39 to 41 degrees Fahrenheit]дори когато може да е 30 градуса [C, or 86 F] на повърхността, така че е много по-студено. Но е имало моменти в миналото на Земята, когато топлината се е смесвала надолу много по-лесно и дълбокият океан е бил с 15 градуса C [59 F].
Но мястото, където това правило е нарушено, е в Северния ледовит океан, защото е студено на повърхността – достатъчно студено, за да замръзне, добре – но има слой отдолу, който е по-топъл и има достатъчно топлина в него, за да разтопи цялото лед днес. Тази топлина се изолира в дълбочина и причината да е там е, че е наистина солено, което я прави по-плътна от по-прясната вода отгоре. Дори в днешния океан не само температурата причинява наслояванията, солта също оказва влияние.
AM: Някак съм изненадан от факта, че има това огромно петно от солена вода, което се намира под Арктика. Това проблем ли е и как се стигна до там?
HC: Така че става солено поради образуването на лед. Има два вида, сухоземен лед и морски лед. Ледът на сушата се образува, когато водата се изпарява от океана, отнася се настрани и пада като дъжд или сняг и замръзва. Но морският лед е, когато самата повърхност на океана замръзне.
И нещото за този процес е, че тъй като водните молекули се заключват в тази твърда структура, която е лед, и тъй като водните молекули са доста странни, в тази структура няма място за сол, за натрий или хлорид, които са двата компонента и магнезий и всички други соли, които получавате в океана. И така, това, което се случва, е, че водата прави своя малък кристал и всички молекули се заключват на мястото си и солта просто се изцежда.
Така че под образуването на лед, вие генерирате солена вода директно отдолу и тя просто пада. Работата е там, че ако спрете да генерирате лед, генерирате по-малко сол, може би тогава ще промените тази система. Наистина е интересно тези различни конфигурации, които океанът може да има.
И, разбира се, цялото нещо се движи непрекъснато. Ако погледнете глобус в горната част на Арктика, има тези два много тесни входа, това е някак ограничено, има само няколко начина за влизане и излизане. Каквото и да е там, трябва да е преминало през тези тесни пролуки и това, което започваме да виждаме е, че влиянието на Тихия океан се прокрадва в Северния ледовит океан. В миналото Атлантическият и Тихият океан са били някак отвън и сега те започват да се промъкват през тези тесни пролуки и да променят структурата на Арктика.
AM: Мислейки за бъдещето на океана, къде като цяло е следващата голяма граница за нас?
HC: Очевидно най-големият въпрос е как ще се промени при изменението на климата. Има огромни въпроси за това как нещата, които океанът носи, като кислорода, например, ще се променят в резултат на промяната на формата на океанския двигател, защото има допълнителна енергия, променя това, което прави. Така че, ако забавите тази циркулация, вие променяте количеството кислород и в дълбокия океан това ще има значение за всеки, който се опитва да го вдиша, например.
Така че да, мисля, че все още има големи драматични въпроси, но трябва да бъдем прагматични. Трябва да разберем как работи цялата земна машина, за да можем да работим с нея, а не срещу нея, това е, което не сме успели да направим досега.
Бележка на редактора: Това интервю е редактирано и съкратено за яснота.
