Около года вел Макаров свою исследовательскую работу в Босфоре. За это время он и его помощники проделали тысячу наблюдений за обоими течениями, четыре тысячи раз определяли удельный вес морской воды на разных глубинах и столько же раз измеряли температуру в различных слоях воды. Они работали днем и ночью, летом и зимой. Результаты исследований оказались очень важными для науки. Вот к каким выводам пришел Макаров.
В проливе Босфор имеются два течения. Одно направляется из Черного моря в Мраморное, другое наоборот — из Мраморного моря в Черное. Первое течение поверхностное, второе — глубинное. Макаров выяснил, почему возникли эти течения.
Карта пролива Босфор, соединяющего Черное и Мраморное моря.
Посмотрим на карту Черного и Азовского морей. В них впадает множество всевозможных рек. Здесь Дунай и Днестр, Южный Буг и Днепр, Дон и Кубань, Рион и много мелких речек, стекающих с кавказского побережья. Кроме того, немало речек впадает в Черное море и у берегов Турции.
Реки приносят в Черное море очень много пресной воды. К тому же здесь обычно выпадают сильные дожди. Все это создает избыток пресной воды в море. Куда же деваться этому избытку? Ведь если лишней воде не будет никакого выхода, уровень Черного моря сильно повысится и берега окажутся затопленными. Этого не происходит, потому что часть воды испаряется. А другая, большая часть, устремляется к единственному выходу — через пролив Босфор, Мраморное море и Дарданеллы в Средиземное море. Так избыток воды Черного моря создает поверхностное течение.
Но это еще не всё. Пресные воды, поступающие из рек, не только повышают уровень Черного моря, но и сильно опресняют его. В Мраморном море вода гораздо солонее, чем в Черном.
Значит, уровень Черного моря выше, а соленость воды куда меньше, чем в Мраморном. Эта разница в солености Черного и Мраморного морей раскрывает тайну глубинного течения.
По законам физики известно, что, чем больше вода насыщена солями, тем больше ее плотность и удельный вес. И наоборот, чем меньше ее соленость, тем плотность и удельный вес меньше. Значит, более соленая вода тяжелее.
В Мраморном море вода более соленая, чем в Черном, значит, она имеет большую плотность, чем вода Черного моря.
А давление по тем же законам физики больше там, где вода плотнее и тяжелее. Вот и получается, что на одинаковой глубине давление в Мраморном море больше, чем в Черном. И так как моря соединены между собой узким проливом, это давление заставляет воду перемещаться из тех мест, где давление больше, в ту сторону, где оно меньше, то есть из Мраморного моря в Черное.
Этим и объясняется постоянное движение воды в глубине Босфора в сторону Черного моря.
Макаров не только разобрался в природе течений. Он выяснил еще много любопытных и важных подробностей.
Прежде всего он установил, что граница между верхним и нижним течениями проходит не горизонтально, а наклонно. Ближе всего к поверхности граница у Мраморного моря — 20 метров. Затем она понижается и у Черного моря проходит уже на глубине 50 метров. Это и понятно. Чем больше соленость воды, тем ближе к поверхности глубинное течение.
Кроме того, Макаров установил, что уровень Черного моря выше уровня Мраморного примерно на 40 сантиметров. Отчасти поэтому поверхностное течение уносит в Мраморное море почти вдвое больше воды, чем возвращает в Черное море глубинное течение.
И еще одну интересную особенность заметил Макаров. Он обнаружил, что поверхностное течение движется по Босфорскому проливу прямолинейно, кратчайшим путем. Совсем не так идет глубинное течение. Оно извивается, покорно следуя всем изгибам и поворотам русла пролива.
На основе всех этих наблюдений и исследований Макаров написал большую работу — «Об обмене вод Черного и Средиземного морей». В этой работе он доказал правильность своих выводов и высказал очень важные мысли о природе течений. Труд Макарова лег в основу разработанной впоследствии теории плотностных течений[9]. Его океанографическая работа была крупным вкладом в молодую науку океанографию и сделала его одним из ведущих океанографов мира.
Кочующее озеро
рудно себе представить, чтобы обыкновенное озеро вдруг начало кочевать — менять свое обычное местоположение. Слишком уж это похоже на сказку.
9