Пять месяцев спустя я лежу на животе у самого края громадной льдины[1]. Мой коллега Мэтт стоит на плавучей деревянной платформе размером три на три метра, а я привязываю к ней трос. Температура океана –1,8 °C, то есть формально вода далеко не такая холодная, как воздух (сегодня столбик показывает –8 °C), но тепло она отнимает куда быстрее, так что я изо всех сил стараюсь не намочить руки и сам канат. В центре платформы – невысокий металлический купол. Остальное пространство занято вспомогательными приспособлениями: мудреными ящиками, которые опутаны паутиной проводов и служат для обмена электронными данными и пробами воздуха с этой «командной рубкой». Цель затеянного Мэттом эксперимента – взятие проб и измерение концентрации мельчайших частиц, выделяемых океаном в атмосферу. Я покрепче затягиваю еще один узел и принимаю наконец вертикальное положение, следя, чтобы ничего не выпало из карманов тяжелого комбинезона-поплавка. Киваю Мэтту – мол, порядок, и он размашисто шагает обратно на льдину. (Для следующего этапа работы нам понадобится помощь, и он идет за подкреплением.) Помпон на его шапке легкомысленно болтается из стороны в сторону, и «суровый полярный исследователь» выглядит не так уж серьезно.
Несколько минут я просто любуюсь видом. Зрелище, что и говорить, необыкновенное. В двух километрах отсюда, у противоположного края льдины, пришвартован шведский ледокол «Оден» – наш дом на эти два месяца. Над центральной частью льдины колышется красно-белый воздушный шар размером с небольшой автофургон: привязной аэростат, к которому подвешена измерительная аппаратура. А на сотни километров вокруг – лед, белый морской лед без конца и края. До Северного полюса отсюда всего несколько морских миль. Сейчас лето, и толщина льда – около 2 метров. Мимо нас с грохотом движутся льдины. Плывут они медленно, но и этих перемещений достаточно, чтобы место нашей стоянки каждое утро смотрелось по-новому. Даже надоевшая облачность сегодня вдруг поредела, и прямо над головой проглянул клочок голубого неба. Вот только солнца там, в вышине, все равно не отыщешь. Незаходящее светило сутки напролет кружит низко над горизонтом, и если небо чистое, на ледяную пустыню ложатся фантастически длинные тени. Полярный день здесь длится целых шесть месяцев, но бледно-желтый шар висит пустой декорацией: на землю льются призрачные рассеянные лучи, не способные никого согреть. Главные энергетические потоки в этих широтах невидимы для глаза и к тому же направлены не вниз, а вверх. Источником энергии служит сама Земля. Хотя ее поверхность нагрета незначительно, она все же испускает инфракрасные волны, отдавая тепло в космическое пространство. Не будь защитного одеяла в виде облаков, вся эта тепловая энергия без остатка улетучивалась бы в атмосферу. Иными словами, если сегодня погода выдалась ясной, завтра наверняка будет холоднее обычного, ведь океан отдал свою энергию космическому пространству. Описанный процесс вносит исключительно важный вклад в энергетический баланс Земли, но спрогнозировать его в точности нам пока не по силам. Отсюда и замысел нашей экспедиции: дрейфуя в самом сердце Арктики, мы хотим прикоснуться к удивительной природной лаборатории и постичь ее тайны. Вместе со мной на борту «Одена» – целая группа ученых, и все они прибыли сюда с одной целью: наблюдать, измерять и анализировать эту уникальную среду, чтобы, вооружившись логикой и новейшим оборудованием, раскрыть внутренние механизмы энергообмена в системе «океан – атмосфера».
А вот уже и Мэтт, а с ним трое коллег, которых он привел нам в помощь. Когда работаешь в полевых условиях, экспериментальные данные добыть не так-то просто. Нередко требуются серьезные физические усилия. Сейчас наша задача – отвести плавучую платформу подальше от края льдины: измерения должны проводиться в открытой воде. Мы делимся на команды, тянем за длинные веревки и, кряхтя и спотыкаясь, тащим наш «плот» на свободный ото льда участок. Выбрав наиболее удачное место, закрепляем якорь и поворачиваем назад. Мы шагаем по толще льда, а под нами – темная пучина, холодная и безгласная. Океан всегда рядом, но как же редко мы о нем задумываемся…
Мировой океан огромен, но зачастую мы его просто не замечаем. Именно вода, а не суша занимает бо́льшую часть земной поверхности – факт, казалось бы, не новый, но чтобы в полной мере его оценить, человечеству понадобилось выйти в космос. И хотя программа «Аполлон» имела целью высадку астронавтов на Луну, по-моему, главная ее ценность в другом: благодаря этим полетам люди смогли увидеть Землю со стороны. Две культовые фотографии – одна под названием «Восход Земли», сделанная во время экспедиции «Аполлон-8» (1968), и другая, «The Blue Marble»[2], снятая командой корабля «Аполлон-17» (1972), – навсегда изменили наши представления о планете, на которой мы живем. Стоит хотя бы раз взглянуть на эти кадры, и ты уже никогда не забудешь яркого визуального образа: хрупкая голубая сфера парит в бескрайнем космосе, и на ней – весь наш мир, все, что нам дорого и важно. И все-таки даже после этого океан продолжали считать не более чем «холстом», на котором нарисована суша, незначащей пустотой между континентами или загадочным феноменом, которым можно заняться как-нибудь потом, когда будут решены насущные проблемы. Только сейчас, полвека спустя после завершения программы «Аполлон», люди наконец всерьез заинтересовались тем, что́ таят в себе эти необозримые водные пространства. Поздновато мы спохватились. Но лучше поздно, чем никогда. «Взгляд из космоса» послужит нам хорошим подспорьем, своего рода контурной картой, которую мы должны раскрасить.
Географические карты – богатейший источник сведений и инструмент познания. Особенно хороши глобусы. Не устаешь восхищаться, сколь многолика наша планета: береговые линии, горные хребты, реки, архипелаги – все подчинено строгим закономерностям и вместе с тем потрясающе разнообразно. Окружающий нас мир поистине необъятен, и изучать его можно бесконечно: чем пристальнее всматриваешься, тем больше открываешь. Глыбы континентов задают форму омывающим их океанам, и мы традиционно делим земную поверхность на сушу и море. Людям вообще свойственно приписывать участкам планеты какие-то фиксированные характеристики – вполне естественное желание, тем более что подчас эти характеристики не меняются десятилетиями и даже веками. И тем не менее любая, самая чудесная карта имеет принципиальный изъян. Глядя на нее, мы забываем об одной из главных и самых поразительных особенностей нашей планеты: океан постоянно находится в движении.
Мировой океан можно уподобить гигантскому двигателю, текучей силовой установке, которая охватывает весь земной шар и влияет на все стороны нашей жизни. Элементы ее неодинаковы по масштабу – от мощного Гольфстрима до мельчайших пузырьков газа, лопающихся на гребне волны, – но все вместе они складываются в целостную систему, красивую и стройную, пронизанную неожиданными и многозначительными связями. Сложность этих переплетений на первый взгляд обескураживает, но при рассмотрении картины в целом прослеживается вполне понятная логика. Обычно говорят: хочешь разобраться в коррупционной схеме – «следи за денежными потоками». В геофизике, по счастью, нет места циничным политическим интригам. Наша задача куда приятнее и проще. Чтобы вскрыть внутреннюю логику океанических явлений, достаточно доверять научному инстинкту и следить за энергетическими потоками.
Солнцем генерируется огромное количество энергии, но лишь крохотная ее часть не уходит напрямую в космическое пространство, а достигает нашей планеты и задерживается на ней, участвуя в разнообразных природных процессах: движении воды и воздуха, таянии льдов, поддержании биосферы, преобразовании горных пород. Достигая Земли, эта энергия распределяется при помощи атмосферных ветров и океанических течений. Солнце оживотворяет все сущее, от могучих дубов до тончайших лишайников, ежедневно поднимает ввысь с земной поверхности триллион тонн воды, дает энергию человеку и зверю, каждой мелкой букашке; наконец, обеспечивает питание ноутбука, за которым я пишу эти строки. Сердцем этой системы является Мировой океан – колоссальная природная машина, которая аккумулирует львиную долю солнечной энергии, используя ее в виде тепла или превращая в движение. Необъятную океанскую толщу рассекает несколько масштабных течений, различных по глубине и направлению, за счет чего непрерывно происходит глобальная циркуляция вод и связанные с ней процессы переноса тепла и холода. Но солнечная энергия – мимолетный гость на нашей планете. Претерпев всевозможные метаморфозы, в конечном итоге она рассеивается и покидает Землю в виде теплового излучения, чтобы возобновить свое путешествие по Вселенной. Как гласит первый закон термодинамики, энергия не создается и не исчезает, то есть исходящий поток всегда соответствует входящему. Земля не присваивает, а лишь на время «перехватывает» и перенаправляет эту струящуюся с неба живительную силу, причем именно океан служит тем двигателем, который преобразует солнечный свет в движение воды и воздуха и энергию сложных биохимических связей. Океан активно пользуется доставшимся ему богатством, но лишь до тех пор, пока космос не потребует вернуть этот заемный капитал.
Солнечный свет проникает всюду, но распределен по земному шару неодинаково. Сильнее всего нагревается зона экватора, поскольку лучи здесь падают почти отвесно. Таким образом, тропический пояс получает гораздо больше солнечной энергии, чем полюса. Процессы рассеяния тепла, наоборот, протекают сравнительно равномерно, из-за чего полярные регионы теряют массу энергии. Другими словами, в районе экватора годовой энергетический баланс положителен, тогда как на полюсах – отрицателен. Отсюда важнейший вывод: Мировой океан и атмосфера не просто улавливают и пропускают через себя поступающую от Солнца энергию, но перераспределяют ее. Перенос энергии от экватора к полюсам – вот процесс, определяющий глобальную роль океана как природного двигателя. Какую бы ипостась океана и его влияния на нашу жизнь мы ни взяли, всё окажется встроено в эту мозаику: течения и штормы, береговая эрозия, миграции рыб, выпадающие в виде тропических ливней испарения океанских вод или фонтаны газа, которые вырываются из дыхала синего кита и какое-то время блуждают в атмосфере. Каждый из этих элементов несет определенную функцию.
Когда я называю океан «природным двигателем», это не красивая метафора, а строгая аналогия. Ведь что такое двигатель? Машина, превращающая теплоту или иную форму энергии в механическую работу. Привычные для нас двигатели, как правило, имеют массивный металлический поршень, приводящий в действие замысловатую систему рычагов и шестеренок, и нагреваются так, что яичницу можно поджарить. И хотя промышленный переворот давно позади, усилиями энтузиастов кое-где продолжает использоваться раритетный вид такого двигателя – паровые машины. Да и как отказаться от технологии, обладающей такой притягательной аурой? Стальной конь на паровой тяге радует глаз и удовлетворяет воображение, как мало что в современном мире, а все потому, что его устройство максимально наглядно. Вот этот поршень толкает вот это колесо, которое, в свою очередь, обеспечивает вращение вон того вала – и так далее, звено за звеном. Стройная цепочка передаточных механизмов поистине завораживает. Однако не стоит думать, что двигатель обязательно должен быть сделан из твердых материалов.
В процессе поглощения солнечной энергии суша, океан и атмосфера естественным образом нагреваются. Часть этого тепла почти сразу же отводится путем конвекции и вызывает движение водных и воздушных масс. Например, теплая вода нагревает окружающий воздух и сообщает ему активность: прогретые слои воздуха устремляются вверх, уступая место более холодным. Когда же над океаном дует ветер, то воздух, оказывая давление на водную поверхность, возвращает океану его энергию (вызывает волны), и эта энергия в итоге рассеивается в водной толще. Таков, впрочем, лишь один из сценариев. Энергия может перетекать по лабиринтам нашей планеты самыми причудливыми способами. Океан при этом работает в тесной связке с другими компонентами природной среды: атмосферой, ледниковыми покровами, сушей и, наконец, живыми организмами, – и в совокупности эти пять звеньев образуют единую систему. Но именно Океан является главным звеном этого планетарного механизма, тем самым двигателем, который преобразует энергию Солнца в мощные подводные течения и водопады, обеспечивая транспортировку тепла и необходимых для жизни ингредиентов (питательных веществ, кислорода, а также микроэлементов вроде железа и калия) и формируя береговые структуры. Океан не просто один из природных двигателей – это мегадвигатель размером с планету. По логической стройности он может сравниться с самыми блестящими изобретениями человеческого ума, однако механика его сложнее и тоньше. В отличие от простого и понятного поршня здесь мы имеем дело с бесконечно перетекающими друг в друга водными потоками. Взаимодействие их между собой и с другими стихиями явно подчинено неким законам, но мы не в состоянии с ходу сказать, какая, условно говоря, шестеренка цепляет какой маховик. И все же океан – это, бесспорно, самый настоящий двигатель, тысячей разных способов преобразующий световую и тепловую энергию в движение.
Одно досадно: непосредственное наблюдение за работой этого удивительного механизма крайне затруднено. Когда меня однажды спросили, какой прибор из области научной фантастики мне бы хотелось иметь, я не задумываясь ответила: бинокль, позволяющий видеть морские глубины так же ясно, как мы видим удаленные предметы в небе. Только представьте! Вот вы стоите на носу корабля и прозреваете все, что творится в голубой бездне: величественные течения, обширные подводные хребты, массовые вертикальные миграции тех крошечных существ, что ежедневно перемещаются из нижних слоев океана в верхние. А если повезет, то заметите и великих океанских путешественников: четырехметрового тунца, черепах или синюю акулу… В ближайшем будущем появления такого чудо-бинокля, правда, не ожидается, но это не значит, что мы полностью лишены возможности изучать океан и его механизмы. Главное – знать, на что обращать внимание. Мы, хоть и являемся животными сухопутными, неразрывно связаны с океаном и испытываем на себе его всестороннее воздействие. Слишком долго человек считал себя сторонним наблюдателем и вглядывался в зыбкую даль лишь из праздного любопытства. Пора наконец осознать, что люди – не более чем муравьи, обитающие на берегах этого колоссального текучего континента и всецело от него зависящие. Поистине головокружительная смена ракурса, которая перевернет все наши представления, но она того стоит.