«Океан — это моя жизнь»

Что общего между космосом и океаном? Что делают физики в океанологии? Что такое внутренние волны и правда ли, что теплые течения остывают? Тают ли полярные льды и с чем это связано? Об этом рассказывает член-корреспондент РАН Евгений Георгиевич Морозов, заведующий лабораторией гидрологических процессов Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН.

— Евгений Георгиевич, вы учились в Московском физико-техническом институте, причем на аэрокосмической специальности, собирались заниматься космосом. Как получилось, что занимаетесь океаном?

— Я поступал в 1964 г., в 1961 г. полетел в космос Ю.А. Гагарин. И у меня была идея полететь в космос. Я поступил на факультет, который тогда назывался «аэромеханический», и мог бы осуществить этот полет, если бы остался там. Но на первом курсе я записался в парусную секцию, и это меня захватило. А после второго курса в институте повесили объявление, что открывается специальность «термогидромеханика океана», и мы с товарищем решили, что нам надо туда идти. После этого мы попали уже в другую группу, которая занималась физикой океана, и я никогда об этом не жалел.

— Есть ли что-то общее между процессами, происходящими в космическом пространстве, и теми волновыми процессами, которыми вы занимаетесь сейчас?

— Общее то, что там, в космическом пространстве, при взлете ракеты важна аэродинамика, а мы занимаемся гидродинамикой. Это похожие вещи, но воздух сжимаемый, а вода почти не сжимаемая. В остальном очень много аналогов.

— Ваши коллеги часто сравнивают космическое пространство и океан по своей непознанности, огромности и масштабности задач, которые стоят здесь перед человечеством. Как это для вас?

— Это именно так, они совершенно правы. Мы не знаем, что происходит в космосе, не знаем многое из того, что происходит в океане. Все-таки тех знаний, которые человечество получило про океан и космос, еще, конечно, недостаточно. Для этого мы и работаем — чтобы что-то узнать.

— Вы руководите лабораторией гидрологических процессов, унаследовав вашу должность от члена-корреспондента РАН Владимира Григорьевича Корта, — даже занимаете его кабинет, где висит его мемориальная доска. Что этот человек для вас значит?

— Эту доску я и повесил. Я пошел в море в экспедиции по его следам. Когда я еще был в институте, у нас была практика — мы пошли в экспедиционный рейс в Атлантику больше чем на три месяца. В.Г. Корт командовал этой экспедицией, и те задачи, которые мы тогда решали, меня очень захватили. После института я распределился в лабораторию к Владимиру Григорьевичу, и там началась моя карьера. Ну а когда Владимира Григорьевича не стало, я стал заведующим этой лабораторией.

— Правда ли, что он заразил вас любовью к Антарктике?

— Да. Он все время рассказывал о своих экспедициях в Антарктику, которые были в 1956–1957 гг., когда туда ходил дизельэлектроход «Обь», — он там был начальником морской части экспедиции. Эти рассказы меня поразили. Потом в 1982–1983 гг. он организовал еще антарктические экспедиции, но тогда он уже болел и сам не пошел. Тем не менее мы были в антарктической экспедиции к югу от Новой Зеландии — это была зима с 1982 на 1983 г. Все это невероятно интересно. И не только это — я же занимаюсь не только Антарктикой, а еще течением в океане, распространением антарктических донных вод, внутренними волнами, Арктикой, которая мне тоже интересна. Я там много работал: у меня было 15 экспедиций на Шпицбергене.

— А сколько у вас было экспедиций в Антарктику?

— Семь, а всего — 52 морские экспедиции.

— Где физически тяжелее находиться, в Арктике или в Антарктике?

— Я бы сказал, что не тяжело, а интересно. Трудности везде есть, у нас и в обыденной жизни есть трудности. И там, конечно, есть, но это все преодолевается, когда работа захватывает.

— Вы занимаетесь океаническими течениями, причем огромное количество течений — чуть ли не все самые крупные и известные —исследовали вы. Какие наблюдения, интересные открытия поджидали вас на этом пути?

— Нам удалось уточнить тонкости, неизвестные процессы, которые происходят в течениях. Кроме того, обнаружили несколько подводных водопадов со стеканием воды до 500 м вниз по склону. Когда я только окончил институт, открыли то, что называется синоптическим вихрем. Эти вихри раньше не были известны, они были открыты на моих глазах. Я изучаю течение антарктической донной воды от Антарктики до Европы — она идет по дну, и это было тоже очень мало изучено. Немного изучали немцы, немного французы, а мы сделали большой комплекс измерений, начиная с 2002 г., — последняя экспедиция была в 2024 г. За это время, наверное, 15 экспедиций были посвящены антарктической донной воде. Потом мы исследовали экваториальное течение, несколько раз пересекали Гольфстрим. Гольфстрим хорошо изучен американцами, но мы тоже смогли добавить кое-что новое.

 — Что именно?

— Мы изучили тонкую структуру течений и пересекли поток течения с измерениями скорости каждые 200 м. Ширина потока — 200 км. Мы выполнили измерения из 1 тыс. шагов поперек потока. К моему удивлению, я не нашел в литературе таких публикаций.

— Периодически возникают страшилки, что Гольфстрим останавливается, остывает, меняет свое направление. Есть ли правда в этих опасениях?

— Дело в том, что существуют некие модельные исследования: если Гольфстрим начнет переносить очень много тепла на север, то растает арктический лед, и это остановит Гольфстрим или он станет слабее. В этом есть какой-то разумный смысл, но пока это не доказано. Для исследования нужны модели, но я ими не занимаюсь. В принципе, колебания Гольфстрима всем известны, они изучаются. Иногда он сильнее, иногда слабее. В Атлантике возникает меридиональная термохалинная трехмерная циркуляция: холодная вода опускается, движется к экватору, где, нагреваясь на поверхности, идет на север и юг. У этой циркуляции есть колебания. И эти страшилки как раз гласят, что если это колебание усилится, то может произойти остановка Гольфстрима. Не думаю, что это случится. Изменения климата происходили всегда. Земля переживала ледниковые периоды, когда льды покрывали север и юг, затем они сменялись периодами таяния. Это естественный, повторяющийся процесс, который вряд ли полностью прекратится. Конечно, континенты двигаются — через несколько десятков миллионов лет они займут другое положение. Тогда что-то может измениться, но скорее всего мы это не увидим.

— Вы исследуете внутренние волны. Что это такое и чем они отличаются от тех волн, которые мы видим на поверхности?

— Волны на поверхности — в какой-то мере тоже внутренние волны, возникающие на границе раздела между воздухом и водой. Но само соотношение плотности воздуха значительно легче воды, а перепады плотности в глубине воды меньше. Поэтому небольшой толчок вызывает значительно бо́льшие амплитуды, которые могут доходить до 200, а иногда даже 300 м. Тогда случается вертикальное смещение воды, и она поднимается на 100–150 м. Подъемные силы обеспечиваются приливом: когда приливное течение набегает на подводный склон, оно поднимает вверх частицы воды, а потом при обратном течении опускает их. Если склон крутой, течение очень сильное и при этом соблюдены еще несколько условий, тогда формируется очень интенсивная волна. Она бежит от склона и может преодолеть расстояние в несколько тысяч километров.

— С очень большой скоростью?

— Скорость не очень большая — 1–2 м/с. Быстро двигаются поверхностные волны типа цунами. Есть и другие возмущения, похожие на эти волны, но сами внутренние волны более медленные.

— У вас в кабинете есть компактная модель, где вы воспроизвели внутренние волны.

— Да. А если взять такого же размера ванночку и палкой разогнать поверхностные волны, они будут быстрее.

— Опасно ли это для людей, водного транспорта?

— Внутренние волны не опасны. Правда, были высказывания, что они захватывают подводные аппараты и опускают их, но случаев, чтобы внутренние волны кому-то так сильно навредили, не было. Они могут подмывать подводные препятствия — скажем, опоры мостов, — но это воздействие не такое сильное, как обычный шторм.

— Почему важно их изучать?

— Для того чтобы понимать все процессы, происходящие в океане. Внутренние волны обеспечивают обмен энергией, ее поступление от поверхности внутрь океана. Энергия приливов океана, перейдя дальше во внутренние волны, затем передается по каскаду другим волнам меньшего масштаба.

— Что вам удалось понять про эти процессы за годы вашей работы?

— Самое главное, что я сделал, — это карта амплитуд и энергий внутренних волн по всему Мировому океану. Оценил, сколько энергии передается от приливов к внутренним волнам. Раньше считалось, что внутренний прилив теряет свою энергию в основном на мелководье, где эти приливные течения замедляются. Но баланс не был подведен, не хватало именно этой четверти энергии прилива, которая ушла к внутренним волнам в районе подводных хребтов. На подводных хребтах переход энергии от прилива к внутренним волнам происходит наиболее интенсивно, потому что иногда они стоят перпендикулярно направлению приливных течений, а приливные течения, которые мы наблюдаем обычно на берегах, идут параллельно берегу. Берега достигает только небольшая часть прилива, поднимая уровень воды обычно на 1–2 м. В Канаде есть залив Фанди — там прилив 30 м, но это уникальный случай. В Черном море его вообще не заметно — это сантиметры. А передача энергии от прилива внутренним волнам важна для общего баланса энергий в океане.

— Как вы думаете, можно ли научиться использовать эту огромную энергию в интересах человечества?

— Приливных электростанций, работающих только на приливе, очень мало. Извлечь прикладное значение из внутренних приливов, я думаю, вряд ли удастся. Учитывать взаимодействие океана и атмосферы важно для создания моделей общей циркуляции океана, для прогнозов климата.

Как использовать внутренние волны в океане? Можно, конечно, поставить там поплавки, но я не думаю, что это будет выгодно. Пока еще до этого не додумались.

— Вы сказали, что многое поняли, но многое и осталось непонятным. Что для вас самое непонятное в тех процессах, которые вы исследуете?  

— Я дал карту внутренних волн во всем океане, но оказалось, что есть еще места, которые я не совсем предусмотрел. Для этого нужны экспедиции, может быть, очень отдаленные. Они должны покрывать не только мой интерес к внутренним волнам, но и интерес других ученых к течениям в этом районе. Очень важны, например, исследования на севере и на юге: как меняется ледовая обстановка, сколько айсбергов сползает из Антарктики, сколько из Гренландии. Мы почти провели измерения, но оказалось, что-то недоизмерили, надо еще померить. Это нормальный научный процесс не только в океанологии, любая наука так работает.

— А с точки зрения физики есть ли какие-то загадочные для вас процессы именно в жизни океана?

— Есть процессы перемешивания — они очень сложные в смысле измерений, потому что их нужно измерять очень тонкими приборами. И сам прибор вносит искажение в измерения. Когда, например, в атомной физике прибор измеряет какие-то явления атома, он сам вносит свою погрешность в измерение энергии. Так и здесь: когда прибор размером в 1 м помещают в океан, это влияет на процессы перемешивания. Значит, само внедрение прибора мешает прохождению процесса в его естественном виде. Значит, нужны какие-то маленькие датчики — миллиметровые, с булавочную головку, чтобы это мерить.

— У вас есть такие?

— Сами-то датчики маленькие, но корпус и электроника занимают большое место.

— Как у вас вообще с приборной базой?

— Не очень хорошо, потому что мы сейчас пользуемся в основном зарубежными приборами, — наши начинают выпускать что-то аналогичное, что-то делают китайцы. Наши приборы создают в Петербурге, но они не дотягивают до тех инструментов, которые требуются для работы мирового уровня.

— Как вы думаете, что нужно для того, чтобы они дотягивали и перетягивали?

— Для этого создатели этих приборов ходят с нами в экспедиции — сравнивают наши измерения, мы им даем советы, консультируемся, и этот процесс рано или поздно выведет нас к созданию нормальных приборов. Но хотелось бы пораньше.

— Планируются ли сейчас экспедиции для проведения ваших исследований?

— Последняя экспедиция была у нас не так давно — из тропической Атлантики мы вернулись весной 2024 г. До этого в 2022 г. были в Антарктиде. У нас есть экспедиционный план на 2026 г., мы хотим пойти в район тропической Атлантики — провести измерения в районе разломов в Срединно-Атлантическом хребте. 

— А что вы там будете измерять?

— Потоки антарктической донной воды, которые идут от Антарктики до Европы, — они проходят через узкие проходы в подводных хребтах. Там скорость потоков максимальная, и это самое интересное место, где их можно измерять. Их можно, конечно, мерить и в глубоководных котловинах, но для этого нужно охватывать большие пространства, и не всегда это можно сделать за одну экспедицию.

— Вы говорите, что много раз бывали в экспедициях — и в Арктике, и в Антарктике. Что можете сказать об изменениях ледовой обстановки? Вы сами видите, что она меняется?

— Да. Даже за мои годы наблюдений я вижу, что и в Арктике, и в Антарктике стало меньше льда. Я всегда привожу такой пример: Ф.Ф. Беллинсгаузен и М.П. Лазарев открыли Антарктику в 1820 г. Но они не высадились, потому что там было много льда, — они просто увидели землю и зафиксировали, что это Антарктика. А теперь в Антарктику можно приплыть на туристическом теплоходе — я сам бывал в таких рейсах, когда мы проводили измерения и заодно вместе с туристами ходили, высаживались на берег. Когда экспедиции В.Г. Корта в 1956 г. высаживались в Мирном и в других местах, тогда, по их рассказам, было больше льда и было сложнее пройти. Есть спутниковые данные, подтверждающие, что льда становится меньше. Не обязательно каждый год так, но есть тенденция с флуктуациями: в один год его может быть немного больше, потом немного меньше. А в целом количество льда в Арктике и Антарктике уменьшается.

— Как вы думаете, так и будет уменьшаться, пока не исчезнет совсем, или это просто небольшие сезонные флуктуации?

— Я думаю, что, когда взорвется какой-нибудь очень сильный вулкан типа Кракатау, а такие вулканы давно не взрывались, ситуация изменится. Есть статистика: после очень сильных извержений на Земле было похолодание. Например, после наполеоновских войн в 1817 г. был голод и холодные зимы в Европе, потому что в 1815 г. в тропических районах Индонезии было извержение вулкана Тамбора и много пепла попало в атмосферу. В 1991 г. вулкан Пинатуба на Филиппинах тоже выбросил много пепла в атмосферу и средняя температура по всей Земле опустилась на полтора градуса. Но никто этого не заметил. Даже если в Москве завтра температура будет на полтора градуса ниже, это не очень заметят. А вот если будет холоднее градусов на десять... Когда мы учились в школе, зимой было холодно, много снега, а сейчас зимой тепло, не бывает морозов. Теперь 20 градусов в Москве — великая редкость. А я помню, как у нас отменяли занятия из-за морозов и мы вместо школы играли во дворе в снежки в −25°. Очень радовались. Но теперь этого нет. Это потепление, и это видно.

— Не тяжело ли вам переносить погодно-климатические перепады между Атлантикой, Антарктидой и тропиками? Как вы себя чувствуете?

— С удовольствием все это прохожу.

— А как переносите качку? Нет ли у вас морской болезни?

— Нет. Но это немножко чувствительно, если, скажем, год не ходить. Поэтому лучше не пропускать.

— Скучаете по экспедициям?

— Конечно. Океан — это моя жизнь. Конечно, важны и семья, и дом, и институт. Но я бы не стал тут расставлять приоритеты. Все одинаково дорого и важно.

— Если бы у человечества не было океанов, а была сухая планета с небольшими лужицами, как вы думаете, что бы изменилось?

— Есть такое кино — «Кин-дза-дза», там герои прилетели на планету, где воздух продали. Сплошная пустыня. Грустная жизнь. И явно не такая интересная, как у нас.

Интервью подготовлено при поддержке Российской академии наук