Тихоокеанские румбы

Лаплас доказал, что приливы создаются не только Луной, но и Солнцем. Правда, компаньоны принимают в этом деле далеко не равное участие. Казалось бы, Солнце, масса которого в 30 миллионов раз больше массы Луны — должно быть намного более влиятельным. Но дело не только в массе — ив расстоянии. А как известно, до Луны от нас почти в 400 раз ближе, чем до Солнца. И в результате — лунный прилив оказывается в два с лишним раза мощнее солнечного. И притом оба светила имеют несколько «ниточек», которыми они «дергают» к себе воду океана, при этом каждая «ниточка» как бы создает свою волну. Именно как бы, потому что в реальном мире мы видим приливную волну, которая есть результат сложения всех этих фиктивных волн. На гребень одной из них налагается подошва другой, промежуточная стадия третьей. И всех их сплющивает и деформирует хаотическое нагромождение неровностей дна, причудливо изрезанная линия берега. Словом, хотя построение теории приливов на трудах Лапласа было в основном закончено, но найти легкий и удобный способ, чтобы применить на практике найденные законы, оказалось совсем не просто. Человечество истратило на это еще полтора столетия.

Ведь, объяснив причины существования приливной мозаики, ученые тем самым признали ее, а значит отказались от представления, что высота прилива, промежутки времени между приливом и отливом во всех точках планеты одинаковы. И обрекли себя на необходимость сначала в течение нескольких месяцев ежечасно отсчитывать по рейкам (а позднее с помощью особого прибора — мареографа) высоту прилива во многих точках побережья океанов и морей, а затем вычислять по этим данным таблицы приливов — опять же для каждого пункта отдельно. И только на год вперед. Миллионы вычислений, титанический труд! Выдающийся английский физик XIX века Уильям Томсон (лорд Кельвин) создал в помощь мореплавателям специальную приливную машину — дальнего предка нынешней вычислительной техники. Она верой и правдой служила человечеству не одно десятилетие. Но даже Томсону не удалось упростить многие расчеты.

До конца 50-х годов нашего столетия в городах морских держав мира сидели многочисленные группы математиков, которые в поте лица высчитывали таблицы на год вперед. А с нового года все приходилось начинать сначала.

Составлялись ежегодные таблицы приливов и в Москве в отделе приливов Государственного океанографического института. В послевоенные годы отделом руководил молодой математик Александр Иванович Дуванин. В то время советские ученые осуществляли широкую программу исследований динамики вод Тихого океана, и в том числе района Курильской гряды. Этот район поставил перед океанографами-приливниками немало проблем. Особенно опасны здесь для моряков приливные течения. Их-то и надо было изучить и научиться прогнозировать.

Это привело А. И. Дуванина в 1950 году на борт научно-исследовательского судна «Витязь», который отправился в свой четвертый рейс к туманным берегам Курил.

Курильское ожерелье — длинная, вытянутая на 1200 километров цепочка островов — отделяет от Тихого океана Охотское море. В прилив огромные массы воды устремляются сквозь узкие коридоры проливов в Охотское море. Отлив «вытягивает» ее обратно в океан. Рельеф дна с огромными — в тысячи километров — перепадами глубин вносит в эти движения дополнительную сложность. Один поток, встретив подводную скалу, задерживается и закручивается в водоворотах, другой — с бешеной скоростью проносится по глубочайшему подводному каньону. Из-за этого в Курильских проливах никогда не бывает спокойно. Морякам приходится вести судно по узкому фарватеру среди сплошной толчеи волн, которые то и дело пытаются выбросить судно на мель или ударить об отвесную стену, серую и ноздреватую, со следами застывших потоков лавы.

Дуванину предстояло «схватить» приливное течение — по показаниям приборов определить его скорость и направление в разное время суток. Впрочем, прибора, надежно показывающего направление течения, на «Витязе» в то время не было. Его Дуванин вместе со своим помощником А. Т. Солодковым сконструировал и построил прямо в море.

О природе приливных течений в то время науке было известно немало. Каждая частица воды под влиянием Луны движется не просто вверх-вниз, а перемещается по эллипсу. Ее путь по вертикали вызывает подъем уровня, а по горизонтали — приливное течение. Приливы приводят в движение всю массу океанской воды. Но в открытом океане, где глубины огромны, порожденные ими течения не достигают большой скорости. Зато в узком месте — в проливе, в устье реки, через которые за короткое время должна проскочить огромная масса воды, течения становятся стремительными. В Скиерстад-фиорде на побережье Норвегии, скорость приливного течения достигает 16 узлов (27 километров в час).