Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев
Итак, есть понятная концепция реальной Земли как сплюснутого шара, или эллипсоида. Зачем же изобретать какой-то непонятный геоид, какую-то гипотетическую Землю, покрытую неподвижным океаном? Еще и почти неотличимую по форме (с разницей меньше 100 метров) от понятного эллипсоида. Ответ таков: виртуальный геоид оказался совершенно необходим для создания точной космической навигации. Спутники летают вокруг Земли благодаря силе тяжести, и неоднородность силы тяжести на поверхности Земли влияет на расстояние между спутниками и Землей. Геоид позволяет учитывать эти неоднородности, правильно рассчитывать высоту спутников и точно вычислять координаты объектов на Земле.
Из-за геоида и спутниковой навигации Гринвичский меридиан полвека назад сбежал из Гринвичской обсерватории. В конце XIX века было проведено несколько конференций для выбора положения нулевого меридиана, и это почетное право досталось Гринвичской обсерватории. Линия меридиана прошла через ось одного из телескопов на территории обсерватории. Кстати, в обмен на привилегию иметь нулевой меридиан в своей национальной обсерватории Великобритания перешла на общеевропейскую метрическую систему. Среднее солнечное время, рассчитанное для этой точки Гринвичского меридиана, было зафиксировано как отсчетное время для всех мировых часов и для расчета долготы, исходя из того, что Земля – эллипсоид.
Прошло почти сто лет, человечество создало космическую навигацию, координаты стали рассчитывать не по эллипсоиду, а по геоиду. В точке Гринвичского меридиана среднее солнечное время в конце XIX века рассчитали на поверхности суши. Оказалось, что для целей космической навигации его нужно было рассчитать на поверхности геоида, который на 50 метров выше. Рассчитанное среднее время, которым к тому моменту уже почти сто лет пользовался весь обитаемый мир, из-за этого стало соответствовать не Гринвичскому меридиану, а точке в 100 метрах к востоку от него. Встал выбор: либо время сдвигать, либо меридиан.
Проще, конечно, оказалось подвинуть меридиан, ведь общемировой сдвиг времени вызвал бы очень большие проблемы. Перемещение нулевого меридиана прошло на удивление незаметно для широкой общественности. Только в 2015 году ученые обратили внимание на странный эффект сбежавшего меридиана и разобрались в его причинах. Удивительно, как долго этот алмаз лежал незаметным в пыли на многолюдной дороге! Раньше туристы в Гринвичской обсерватории едва ли сверялись с GPS, ведь возможность посмотреть свою координату в GPS появилась совсем недавно – с широким распространением смартфонов. А сейчас даже если сверяются и видят, что на экране не 0°0’0’’, а 0°0’5’’, то не придают этому значения. Я тоже однажды был в Гринвичской обсерватории (знаковое место для любого географа!) и увидел на телефоне, что нулевой меридиан где-то в стороне. Мне даже в голову не пришло выяснять причину этого разночтения! Правда, пришло в голову найти место, где телефон показывает 0°0’0’’: это оказалась абсолютно пустая и нетронутая лужайка в стороне от толп туристов у Гринвичской обсерватории.
Как ледник с плеч
Что будет, если растает весь лед в Антарктиде? Без ледника толщиной в несколько километров Антарктида будет выглядеть очень странно. Примерно треть материка находится ниже уровня моря. Некоторые участки Антарктиды очень глубокие: самая низкая точка материка находится на 2870 метров ниже уровня моря. Сейчас над материком несколько километров льда, но, если убрать лед, там будет несколько километров воды. Более того, когда Антарктический ледниковый щит растает, уровень Мирового океана поднимется еще на 60 метров. И что останется от Антарктиды? Западная часть (находящаяся в Западном полушарии) практически исчезнет, останутся только отдельные гористые острова на месте высоких Трансантарктических гор. Вершины Трансантарктических гор, продолжения Анд на юг, и сейчас возвышаются над поверхностью Антарктического ледника – настолько они высоки. Восточная часть Антарктиды сохранит свои очертания, но превратится в озерный край, как Юго-Восточная Финляндия или Северная Канада.
Рис. 31.Рельеф Антарктиды без льда
На помощь Антарктиде придет гляциоизостазия. Когда на поверхности суши намерзает ледник толщиной в несколько километров, земная поверхность под такой тяжестью прогибается, как пружинный матрас. Прогибается серьезно, на одну треть или одну четверть толщины ледника, то есть в случае Антарктиды примерно на 1 километр. Если ледниковый щит растает, то со временем уровень земной поверхности восстановится. Ждать придется долго, десятки тысяч лет, но, если дождаться, Антарктида будет уже куда больше по площади и куда больше похожа на себя с ледником.
Гляциоизостазия, восстановление поверхности суши после исчезновения ледника, сейчас происходит в Северном полушарии. Ледник, покрывавший Северную Европу во время последнего ледникового периода, сошел 11 тысяч лет назад. С тех пор поверхность суши поднимается, и особенно сильно – в наиболее прогнувшемся центре бывшего ледника, который приходится на Швецию и Финляндию. Скорость поднятия в этих краях составляет 1 сантиметр в год, или 1 метр в сто лет. В Швеции и Финляндии еще в Средние века заметили, что море постепенно отступает, морские заливы становятся озерами, порты приходится раз в 100–200 лет переносить ближе к воде. Объяснение нашлось только к концу XIX века, а точные измерения этого процесса стали возможны на сто лет позже с появлением спутников.
Если где-то поверхность земли становится выше, значит, где-то рядом она становится ниже. Из-за подъема в Швеции и Финляндии происходит опускание в Нидерландах, следствием которого стала многовековая борьба голландцев с морем за сушу. Но есть и хорошие новости: площадь Швеции увеличивается на 7 квадратных километров в год. В Швеции даже есть отработанная юридическая процедура определения, кому эти новые километры суши будут принадлежать.
3. Морская биология
Неуловимые жители океана
Жизнь зародилась в океане, и все живые организмы до сих пор в среднем состоят на 70% из воды и на 1% – из минеральных солей:
