Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Проект MODE радикально изменил представление об энергии и движении в океане. Но в неменьшей степени он изменил представление об океанографических исследованиях. Десятки ученых из нескольких стран, интенсивно сотрудничая на протяжении короткого периода времени, собрали громадное количество данных и совершили важнейший прорыв. Казалось, наступило то самое утопическое светлое будущее, о котором мечтал Ричардсон, представляя себе огромную вычислительную организацию, где 64 000 «вычислителей» объединятся для составления численных прогнозов погоды. Хотел бы он сам, человек, славившийся своим независимым духом, жить в таком прекрасном новом мире – неизвестно. Стоммел не приветствовал наступление подобного будущего: его отталкивала как административная сторона крупных проектов, так и использование для раскрытия тайн океана грубой силы, а не физических теорий. Для него научные прорывы были важны как результат личных усилий. «Открытие нового в науке настолько сложный процесс, что может быть достигнуто только индивидуальным разумом, – писал он, пытаясь донести до других крик своей души в статье "Почему мы – океанографы?". – Для некоторых из нас в этом и состоит главная привлекательность научной работы. В этом отношении наука похожа на живопись, сочинение музыки или поэзии… все это начинается с индивидуального выбора темы, стиля, средств, объекта»[293].

Стоммел отводил ключевую роль тому вкладу, который могла внести в решение важнейших океанографических проблем отдельная личность (или группа единомышленников, добровольно решивших временно объединить силы, как в идеализированной исследовательской экспедиции). Он считал, что работа над такими фундаментальными проблемами, а именно – как происходит движение океанических вод в масштабе бассейна или даже в глобальном масштабе, под силу только лучшим умам-одиночкам. Но для этого требовались данные – не слишком много и не слишком мало, однако достаточно данных. А получить их можно было только с помощью очередных проектов, для чего следовало подготовить массу документов, получить гранты, организовать логистику и сделать много чего другого, что отнимало драгоценное время, которое в противном случае можно было бы потратить на научные размышления. Парадокс заключался в том, что чем более грандиозными становились идеи Стоммела, тем больше данных требовалось ему для их проверки, а это, в свою очередь, требовало все более крупных проектов. Стоммел не мог вернуться в 1948 г., когда он, молодой ученый-одиночка, по сути, вычислил Гольфстрим с помощью нескольких уравнений.

Стоммел, как никто, испытывал противоречивые чувства относительно проекта MODE. С одной стороны, благодаря этому проекту прежний полусонный океан уступил место новой, будоражаще динамичной водной стихии. Но с другой стороны, успех этого проекта сигнализировал о том, что наука, которую любил Стоммел, – наука, которая двигалась вперед силой индивидуального разума и сотрудничеством горстки независимо мыслящих ученых, – постепенно уходила в прошлое. Это был переходный момент, когда океанография пребывала в равновесии между прошлым (уже ставшим предметом ностальгии), когда ученые могли самостоятельно определять свой путь, и будущим, в котором науку будут двигать крупные проекты, а не блестящие идеи ярких личностей. Этот переход еще не произошел, но проект MODE наглядно показал Стоммелу, что трансформация началась.

В конце концов Стоммел пришел к выводу, что лучший, а на самом деле единственный, способ двигаться вперед – это «браться за различные океанографические явления по отдельности, как если бы они были независимы друг от друга (каковыми они, разумеется, не являются)»[294]. Чтобы изучить океаническую «механику», ее следовало в теории разделить на составляющие, разумеется помня о том, что она функционирует лишь как единое целое. Это означало, что на вопросы, поднятые проектом MODE, можно было ответить только с помощью других подобных экспериментов, нацеленных на исследование других частей океанической системы. Вот почему Стоммел, несмотря на опасения по поводу новой «большой океанографии», продолжал участвовать в крупномасштабных проектах, аналогичных MODE, в том числе в последовавшем за ним проекте POLYMODE, реализованном в сотрудничестве с советскими учеными. Проекты следовали один за другим: с 1973 по 1978 г. было проведено в общей сложности девять экспериментов с полным «алфавитным набором» аббревиатур – MODE, GARP, NORPAX, JASIN, CUEA, SDO, INDEX, ISOS и GEOSECS.

Благодаря этим экспериментам в 1970-х гг. стало ясно, что ответ на вопрос, где в океане существуют вихри, довольно прост. Океанографы находили их почти всюду, куда бы ни посмотрели[295]. Вихри обнаружились в северной части Тихого океана, в Арктике, в Индийском океане и даже в Антарктике. В 1976 г. Джон Сваллоу и другие задались противоположным вопросом: есть ли в океане такие места, где нет вихрей? Теперь казалось, что подобных мест не существует, и этот факт – вкупе с тем количеством энергии, которое содержалось в вихрях, – наводил на мысль, что вихри были не случайными явлениями в океанической циркуляции, а ее неотъемлемой и важнейшей составляющей[296].

Наблюдения за вихрями, существующими рядом с Гольфстримом, позволяли предположить, что, вместо того чтобы ослаблять энергию течения, они, напротив, усиливали ее. Другими словами, вязкость вихрей – то, в какой степени они действовали в качестве тормоза или канала утечки энергии из системы, – была отрицательной. Анализируя собранные данные, теоретик-океанограф Питер Райнс обнаружил признаки того, что «маленькие вихри соединяются в несколько больших более медленных рингов. Этот процесс полностью обратен той абсолютно хаотичной трехмерной турбулентности, в которой энергия рассеивается во все более и более мелкие вихри, пока в конечном итоге не теряется из-за вязкостного сглаживания потока». Такое удивительное и контринтуитивное слияние вихрей, продолжал Райнс, заставляет переосмыслить наши представления об особенностях турбулентности в океане. Классический пример, используемый для иллюстрации турбулентности, – чашка чая, в которой размешали молоко, – больше не мог служить надежной моделью. «Очевидно, что океан – это не чашка чая, – заключал Райнс, – и не соответствует тому простому предположению, что энергия, содержащаяся в интенсивных течениях и вихрях, перетекает из системы в крошечные вихри, где в конечном итоге рассеивается под действием вязкости»[297].

Если вихри усиливали внутреннюю энергию системы, а не рассеивали ее, это означало, что любое описание океанической циркуляции, которое их игнорировало (потому что они были слишком малы, чтобы их наблюдать), было фундаментально ошибочным. В одночасье все существующие теории крупномасштабной циркуляции лишились львиной доли убедительности. Джоан Симпсон и другие метеорологи уже подвергли подобному пересмотру представления о небесном океане. Им понадобилось около 50 лет, с начала до середины XX в., чтобы понять, что вихри в атмосфере – это не просто способ выпустить избыточную энергию из системы. В действительности циклоны (которые мы называем «погодой») возвращают энергию обратно в систему и влияют на климат в самых значительных масштабах. Райнс сделал предположение, как такая отрицательная вязкость в океане может влиять на его глобальную циркуляцию. «Вихри, если они достаточно быстры, могут объединяться и создавать систематический поток. Таким образом, вполне возможно, что океан функционирует как своего рода машина Руба Голдберга[298], где ветер порождает мощный циркуляционный поток, который распадается на вихри; эти вихри затем расходятся по всему океану, до самых его окраин, где снова объединяются и приводят в движение новые устойчивые элементы циркуляции. В настоящее время ведется изучение таких моделей»[299].

Что касается Стоммела, то он не оставлял попыток найти компромисс между необходимостью масштабного сотрудничества, без которого невозможно было ответить на «большие и сложные» вопросы, задаваемые океаном, и своим стремлением сохранить океанографию зоной, свободной от бюрократии. Как и всегда, он находил вдохновение в океане. «Мы видим, как океанографы начинают объединяться в спонтанные и динамичные группы, – с надеждой писал он в документе, подготовленном как раз для такой правительственной программы, которой, вероятно, предпочел бы избежать, – и их целью является изучение конкретных долговременных и крупномасштабных явлений в океане». Эти ученые собирались вместе ради ограниченных во времени исследований, в которых они «хотели бы принять непосредственное участие»[300]. Если опираться на подобные спонтанно формирующиеся и распадающиеся группы, продолжал он, это не приведет к потере независимости ученых. Он выражал надежду на то, что такие «формы большой науки», как проект MODE, будут носить временный характер, «создаваться для конкретной задачи и распускаться через несколько лет, когда эта задача будет выполнена[301]. Такой подход он противопоставлял исследованиям, которые «зависят от больших объемов данных, собираемых в плановом порядке государственными агентствами». Проявив достаточно деликатности, чтобы признать полезность обоих типов исследований, Стоммел ясно давал понять, на чьей стороне его симпатии (и творческая энергия).

Все перечисленные выше крупные океанографические проекты, в разработке и реализации большинства из которых Стоммел сыграл важнейшую роль, отнимали у него массу времени и сил. Если раньше он публиковал до шести работ в год (часто написанных вместе с соавторами), то в период с 1974 по 1976 г. у него не было ни одной публикации. В 1960 г. он по собственной воле покинул Океанографический институт в Вудс-Хоуле, когда его возглавил Пол Фэй. Под руководством Фэя хватка «волков бюрократии» стала еще крепче. Не желая работать в таких условиях, Стоммел перебрался сначала в Гарвард, затем на 15 лет в Массачусетский технологический институт. Этот трудный период закончился, только когда Фэй ушел на пенсию. В 1978 г., после 18 лет добровольного изгнания, Стоммел наконец-то смог вернуться в Вудс-Хоул. Там он, по его словам, «завязал с преподаванием и административной работой и снова начал жить»[302].

Все эти «кризисы роста», связанные с изменениями в океанографической практике и новыми возможностями изучения океана в глобальном масштабе, носили в основном внутренний характер, отражая конкретную историю океанографии как научной дисциплины и ее становления как физической науки об океане. Но к началу 1970-х гг. в океанографии, как и в метеорологии, на передний план вышли новые внешние факторы. Военное значение этой науки, обеспечившее ей щедрое финансирование и престиж во время и после войны, постепенно уступило место новой важной роли в изучении проблемы прогнозирования климата. К 1974 г. стало ясно, что изменения, происходящие в атмосфере Земли в результате повышения уровня углекислого газа, невозможно понять без понимания Мирового океана[303]. Поскольку к тому времени численные компьютерные модели, на которые ссылался Райнс в своей статье о роли вихрей в общей циркуляции океана, стали играть важнейшую роль в исследованиях климатических изменений, перед океанографами встала задача «добиться прогресса в создании океанической части модели», как говорилось в докладе Национального совета по научным исследованиям «О роли океана в прогнозировании климата»[304]. Для координации усилий по изучению «крупномасштабного взаимодействия океана и атмосферы (особенно тех его аспектов, которые связаны с влиянием океана на климат)» был создан новый руководящий комитет под председательством Стоммела[305]. В конце десятилетия Национальный совет по научным исследованиям создал еще один специальный комитет, получивший известность как Комитет Чарни, которому было поручено изучить возможные изменения климата, вызванные увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере. Стоммел был одним из трех океанографов, вошедших в эту группу. В своем докладе океанографы сделали некоторые предположения относительно будущих глобальных средних температур, а также подчеркнули, что реакция океана на атмосферное потепление, проблема поглощения им углерода и его тепловая память во многом пока остаются неизученными[306].

Стремление понять роль океана как важнейшей составляющей глобальной климатической системы совпало по времени с появлением возможности наблюдать Землю – и океан – из космоса. Океанографы мечтали об этом с 1960 г., когда с помощью метеорологических спутников «Тирос» удалось получить первые снимки облачного покрова. Если бы спутники смогли предоставить достаточно точные измерения высоты морской поверхности (с точностью до 50 см), это дало бы возможность правильно отобразить на карте местоположение морских течений, поскольку они теплее окружающей их воды и выступают на поверхности океана. Пятнадцать лет спустя то, что некогда казалось научной фантастикой, стало реальностью. В 1975 г. спутник «Геос-3» предоставил первое полное изображение геоида океана – неровной поверхности, соответствующей среднему уровню вод Мирового океана, которую тот имел бы в том случае, если бы находился только под переменным воздействием земной гравитации и не подвергался воздействию приливов, волн и других факторов. Чтобы убедиться в точности данных «Геоса-3», ученые использовали их для поиска так называемого ринга с холодным центром (вихря), сравнив с данными, полученными с помощью измерительных буйковых станций в океане, самолетов в небе и инфракрасных (а не альтиметрических) спутниковых систем из космоса[307]. В 1978 г. специальные океанографические спутники «Сиасат» предоставили еще более высокоточные данные о топографии поверхности океана, которые обнаруживали присутствие Гольфстрима[308].

Новое ви́дение Мирового океана рождалось благодаря снимкам из космоса и климатическим моделям, которые с развитием вычислительных технологий становились все точнее за счет того, что размеры ячеек расчетной сетки, опутывавшей планету, постепенно уменьшались. Эти модели обещали открыть доступ к новому источнику глобальных знаний, основанному на физических уравнениях, имитировавших поведение реальной воды. Но без данных об океане, на которых можно было бы проверить и откалибровать эти модели, последние не могли приблизиться к реальности. В отличие от плюшевого зайца[309], модели, чтобы стать настоящими, требовали не любви, а данных[310].

В том же году, когда Стоммел стал председателем Комитета по изучению взаимодействия океана и атмосферы, в Майами состоялась первая встреча новой группы под названием Комитет по климатическим изменениям и океану. Вопрос о роли океана в формировании глобального климата становился все более актуальным по мере того, как ученые постепенно приходили к понимаю: климат Земли представляет собой глобальную и взаимосвязанную систему, и океан – критически важная ее составляющая. На встрече в Майами Карл Вунш заявил, что для лучшего понимания вклада океана в формирование климата было бы неплохо по крайней мере попытаться собрать данные о его глобальной циркуляции[311]. Так возникла почва для нового проекта, впервые объединившего две группы исследователей, чьи судьбы впредь будут тесно переплетены[312]. Этими двумя группами стали океанографы, изучающие океаническую циркуляцию как проблему динамики океана, и новое поколение климатологов (которые до некоторой степени унаследовали озабоченность своих предшественников средними температурами), стремившихся понять, какие отношения связывают океан и атмосферу с точки зрения поглощения антропогенного углекислого газа[313].

Подобно MODE, новый проект задумывался как эксперимент – Всемирный эксперимент по изучению циркуляции Мирового океана (World Ocean Circulation Experiment, WOCE). И как и MODE, он должен был ответить на конкретный, хотя и глобальный, вопрос: какова природа циркуляции Мирового океана? Масштабы этого вопроса порождали еще один – касательно природы самого проекта: действительно ли WOCE мог быть осуществлен как эксперимент, если понимать под экспериментом сфокусированное во времени и на процессе единичное событие? Или же, чтобы хоть как-то приблизиться к ответу на какой бы то ни было вопрос о Мировом океане, требовались усилия такого масштаба, что WOCE был обречен стать новомодной версией старомодных гидрографических съемок, богатых на наблюдения и бедных на теории?

Стоммел предпочел держаться подальше от WOCE. Масштабность этого проекта пугала его, хотя он всегда приветствовал тесное сотрудничество между теоретиками, разработчиками моделей и наблюдателями и подчеркивал его необходимость. В случае MODE масштаб проекта был, по его мнению, оптимален. Что же касалось более грандиозных программ, таких как WOCE, он опасался, что взаимодействие между исследователями заметно формализуется. Чем масштабнее концепция, тем больше нужно наблюдений – и тем сложнее организация. Стоммел признавал, что формат проекта MODE, который, по его выражению, был реализован «вольным сообществом независимых людей, решивших временно объединиться, чтобы построить сарай соседу», не годится для проверки более масштабных идей, отнимающей больше времени. «Если вы хотите участвовать в одном из таких долгосрочных и крупномасштабных проектов, вы, по сути, должны стать штатным сотрудником строительной компании. А большинство из нас это не очень-то привлекает. Мы немного боимся тех долгосрочных обязательств, которые обычно связаны с такими программами»[314].

С первых этапов планирования проекта WOCE и до полного завершения анализа собранных им данных прошло около 30 лет. В процессе этого WOCE способствовал трансформации океанографии. В 1985 г. была высказана надежда, что этот проект «обеспечит первое всеобъемлющее глобальное видение океана как элемента планетарной климатической системы… поскольку главной движущей силой программы WOCE является признание того, что прогнозирование климатических изменений на десятилетнем интервале будет зависеть от точного расчета изменений в крупномасштабной циркуляции тепла, пресной воды и химических элементов в океанах»[315]. Проект выполнил эту задачу, позволив получить упрощенную, но функциональную количественную оценку роли океана в переносе тепла, которая могла быть объединена с такой же оценкой атмосферы для создания модели климатической системы Земли в глобальном масштабе.

Каким бы впечатляющим ни был этот результат, возможно, главным достижением проекта WOCE стало то, что он наглядно продемонстрировал всю глубину неведения океанографов и показал, какими должны быть исследовательские программы, чтобы шаг за шагом накапливать необходимые знания. Размышляя о будущем своей научной дисциплины в начале 1980-х гг., когда шло планирование WOCE, Карл Вунш и Уолтер Мунк написали: «Теперь мы можем оценить масштаб задачи, стоящей перед океанографами, которые хотят понять, как "функционирует" океан, и надеются однажды научиться прогнозировать его изменения. Океан представляет собой глобальную жидкую среду, мало чем отличающуюся от атмосферы, и эту глобальную систему необходимо наблюдать точно так же – во всех значимых пространственных и временны́х масштабах»[316]. Задуманный как «моментальный снимок» океана, проект WOCE помог осознать необходимость постоянной программы глобального наблюдения. Это не было возвращением к прежней практике океанографической съемки, но стало своего рода возвращением к дисциплине регулярного наблюдения – с одним отличием: на фоне растущей озабоченности по поводу изменения климата наблюдение уступило место мониторингу. Океан уже не мог быть просто местом поиска знаний (если он когда-либо был таковым) – он стал сигнализировать об изменении глобального климата, и эти сигналы необходимо было внимательно отслеживать.

Стоммел надеялся, что проект WOCE соединит в себе лучшее из обоих миров, традиционное и новое, всеобъемлющее и конкретное, предложив идеальный компромисс между географически ориентированными океанографическими съемками и процессно-ориентированными экспериментами, предназначенными для проверки ключевых физических гипотез. «Возможно, – писал он в эмоциональном эссе в 1989 г., – WOCE в действительности вовсе не является большой наукой – это просто совокупность небольших отдельных проектов, которые люди хотели бы реализовать в любом случае»[317]. Это звучало как попытка человека уверить себя в том, во что ему очень хотелось бы верить. Но куда более убедительно Стоммел звучал, когда выражал надежду на то, что вскоре придет новое поколение молодых ученых, которое бросит вызов устоявшимся представлениям его поколения, выдвинет собственные дерзкие идеи и проведет смелые эксперименты, чтобы открыть совершенно новое понимание океана. Как бы ни изменилась океанографическая наука в будущем, какие бы формы организации ни потребовались, чтобы получить ответы на поставленные океаном вопросы, Стоммел был убежден, что для любого человека, стремящегося заниматься наукой, именно личный поиск – «личный поединок с каким-либо явлением во Вселенной» – является главной целью и главной наградой. «Человек один на один сталкивается с неизвестным и пытается найти в нем некий смысл. Собирая отдельные кусочки знаний, сортируя их, он складывает из них новое понимание». В океане – Стоммел знал это лучше, чем кто-либо другой, – таким фрагментам знаний не было числа, а новое понимание было и вовсе безгранично[318].

Учитывая такое отношение к науке как к личному опыту, нельзя без содрогания слушать его интервью, записанное в 1989 г., за три года до смерти, где он делится своими мыслями о науке и вере. Вместо того чтобы рассматривать науку как средство познания, способное дать ответы на вопросы, ранее казавшиеся немыслимыми, Стоммел описывает ее как ограниченный в возможностях инструмент. «Мне кажется, что наука, – говорит он, – на самом деле очень ограничена в том, что она может рассказать нам о мире, как она может удовлетворить наши потребности, дать знание о том, что мы отчаянно хотим знать». Стоммел рассказал о разговоре со своим другом и наставником Рэем Монтгомери (человеком, который в далеком 1947 г. предложил ему подумать над тем, почему морские течения сосредоточиваются на западе), состоявшемся незадолго до смерти последнего. Тогда Стоммел спросил Монтгомери, что тот думает о смысле жизни и чуде жизни и что, на его взгляд, это означает для человека. Монтгомери ответил, что никогда не думал о таких вещах. Он не предложил ни Стоммелу, ни самому себе никакого утешения перед лицом смерти и остался тверд в своем нежелании искать успокоения в вере. Этот разговор оставил у Стоммела тягостное и тревожное чувство.

Хотя сам Стоммел никогда не отвергал религиозные ценности, он четко отделял их от своей научной деятельности. Посвятив всю жизнь борьбе с тайнами мироздания, проявляющими себя в океане, и находя в этом огромную радость, в конце жизни ученый пришел к убеждению, что несправедливо приписывать науке то чудесное, что традиционно связывается с религией. «Да, у нас есть идеи, которые мы почитаем, – сказал Стоммел, рассуждая о том, что люди иногда рассматривают науку как своего рода религию. – Мы совершаем паломничество в Вестминстерское аббатство и благоговеем перед могилами Ньютона и Кельвина. Я считаю библиотеку здесь [в Вудс-Хоуле] чем-то вроде храма. Но если подумать: какое отношение эти слова – красота, благоговение, храм – имеют к науке, какой мы ее знаем? У меня нет ответа на этот вопрос, – продолжил он и, сделав паузу, добавил: – И меня это глубоко беспокоит».

Похоже, к концу жизни Стоммел лишился надежды на то, что наука может хотя бы в какой-то мере подарить ему то ощущение чуда, которого он жаждал. В некотором смысле это перекликалось с идеей Тиндаля о том, что природа невольно, без всякого умысла, творит удивительные вещи – включая способность человека к восприятию чуда. Но если Тиндаль никогда не испытывал неудовлетворенности наукой, дарившей ему более глубокое понимание чуда природы, то в словах Стоммела прозвучало горькое разочарование ограниченностью науки, которое по своей силе намного превосходило его благоговение перед творениями природы.

Стоммел был согласен с Тиндалем в материалистическом взгляде на науку. Наука, объяснял он, «подобна инструкции к микроволновой печи». Она «ужасающе суха, мертва и холодна», лишена какой-либо моральной и эмоциональной ценности, которая придает смысл человеческой жизни. Но проблема не в науке, а в том, что люди возлагают на нее ошибочные ожидания. Наука гипнотизирует нас своими успехами, объяснял Стоммел, «и постепенно мы пропитываем ее нашими надеждами, желаниями и тревогами и начинаем говорить о красоте науки, нашей любви к ней, нашем благоговении перед ней, тогда как я не вижу в ней ничего, что могло бы вызывать такие чувства».

Ученый был убежден, что установление новых пределов того, чего можно надеяться достичь с помощью науки, – подобно тем пределам, которые сам он помог установить в понимании турбулентности, лежащей в основе глобальной океанической «механики», – поможет прояснить ее место в нашем эмоциональном ландшафте. Возможно, будет лучше, если со временем мы научимся ожидать от науки меньшего, а не большего, предполагал Стоммел. «Лично для меня наука была полезна тем, что помогала отвлечься от более фундаментальных вопросов. Она спасала меня от того, чтобы не быть раздавленным жаждой чуда и тоской. Это было чем-то вроде насвистывания в темноте»[319].

Древний лед

В одну из суббот июня 1952 г. Вилли Дансгор вышел во двор своего дома в центре Копенгагена, поставил на землю бутылку из-под пива и вставил в ее горлышко воронку. Массивный грозовой фронт, протянувшийся на тысячу километров до самого Уэльса, обрушил на датскую столицу обильные затяжные дожди[320]. Через пару часов Дансгор снова вышел во двор, взял почти полную бутылку, перелил содержимое в небольшую емкость, запечатал ее и опять поставил пустую бутылку на газон. После этого вернулся в дом, написал на емкости дату и время – как это делает любой метеоролог, собирающий дождевую воду, – и поставил ее рядом с другими такими же емкостями на кухонный стол.

Он собирал дождевую воду на протяжении всех выходных, просыпаясь для этого даже среди ночи. Дождь, принесенный обширным теплым фронтом, за которым следовал резко очерченный холодный фронт, все не прекращался. В конце концов у Дансгора закончились специальные емкости, и он принялся собирать воду в кувшины и горшки. Рано утром в понедельник Дансгор погрузил свою коллекцию в автомобиль и осторожно повез в лабораторию.

Там его ждал масс-спектрометр – прибор, позволявший превратить этот сбор дождевой воды в нечто более важное, нежели упражнение в любительском наблюдении за погодой. Это был любимый инструмент Дансгора с тех пор, как он вернулся в Копенгаген из Гренландии. Проведя на острове несколько лет, Дансгор влюбился в его суровую красоту и ледяные просторы, но ему предложили хорошо оплачиваемую исследовательскую должность в Копенгагенском университете, от которой он не смог отказаться. Его задача заключалась в том, чтобы с помощью масс-спектрометра изучить возможности использования так называемых стабильных изотопов для медицинских и биологических целей. Радий и родственные ему нестабильные элементы вот уже почти полвека использовались для лечения рака, помогая разрушать больные клетки и отслеживать развитие опухоли, но при этом они также повреждали здоровые ткани организма. Дансгору нужно было выяснить, можно ли применять в лучевой терапии более устойчивые нерадиоактивные изотопы кислорода и азота, которые не имели таких опасных побочных эффектов.

Его исследования возможностей медицинского применения стабильных изотопов не увенчались успехом, однако благодаря этой работе в распоряжении ученого оказался замечательный прибор, который он мог использовать – до известной степени – по своему усмотрению. Дансгор знал, что в дождевой воде кислород присутствует в виде нескольких изотопов – разновидностей элемента, отличающихся количеством нейтронов в ядре: более легкого и энергетически активного ⁰O и его более тяжелых собратьев ⁰O и ⁰O. Изотоп ⁰O – самый распространенный среди них: образуемый в недрах звезд в конце термоядерного синтеза гелия, он составляет более 99,7 % всех молекул кислорода в земной атмосфере. На каждую молекулу ⁰O приходится около 300 молекул ⁰O. Разница в несколько нейтронов между изотопами не влияет на их химические свойства, однако дает им разную массу.

Благодаря этому масс-спектрометр позволяет с относительной легкостью разделить почти неразличимые изотопы и обнаружить даже те из них, что присутствуют в минимальных количествах. Именно это и требовалось Дансгору. Известно, что вода испаряется при более высоких температурах и конденсируется при более низких. Одной из форм этой конденсации является дождь. Дансгор также знал, что для более тяжелого ^-0О вероятность конденсации примерно на 10 % выше, чем для ⁰О. И наоборот, для более легкого ⁰О вероятность испарения на 10 % выше, чем для ⁰О. Дожди выпадают из атмосферных фронтов, где чередуются массы теплого и холодного воздуха. Когда исследователь сопоставил эти две идеи, ему пришла в голову мысль: что, если дождевая вода имеет характерный изотопный состав, подобный отпечатку пальца? Может ли этот изотопный состав меняться от дождя к дождю или даже в ходе одного дождя?

[293] Stommel, «Why We Are Oceanographers,» 50.

[294] Henry Stommel, «Theoretical Physical Oceanography,» Collected, I-119.

[295] Francis Bretherton, «Reminiscences of MODE,» in Physical Oceanography: Developments since 1950, 26.

[296] Swallow, «Variable Currents,» 24.

[297] Peter Rhines, «Physics of Ocean Eddies,» Oceanus 19, no. 3 (1976): 31.

[298] Так называют устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом, часто через последовательность операций по принципу домино; названо в честь американского карикатуриста и изобретателя Руба Голдберга. – Прим. пер.

[299] Rhines, «Physics,» 35.

[300] . The Role of the Ocean in Predicting Climate: A Report of Workshops Conducted by the Study Panel on Ocean Atmosphere Interaction, Under the Auspices of the Ocean Science Committee of the Ocean Affairs Board, Commission on Natural Resources, National Research Council, December 1974 (National Academy of Sciences: Washington, DC, 1974), vi.

[301] Stommel, Collected, I-217.

[302] Ibid., I-72.

[303] Историю развития измерений CO2 см.: Maria Bohn, "Concentrating on CO2: The Scandinavian and Arctic Measurements," Klima Osiris 26, no. 1 (2011): 165–179.

[304] . The Role of the Ocean, 1.

[305] Ibid., vi.

[306] Wunsch, «Towards,» 183.

[307] Erik Conway, «Drowning in Data: Satellite Oceanography and Information Overload in the Earth Sciences,» Historical Studies in the Physical and Biological Sciences 37, no. 1 (2006): 134.

[308] Wunsch, «Towards,» 186–187.

[309] Здесь автор имеет в виду повесть для детей Марджери Уильямс «Плюшевый заяц, или Как игрушки становятся настоящими». – Прим. пер.

[310] «Было очевидно, что численные модели океана превзойдут любые наблюдательные возможности для их тестирования». См.: Wunsch, «Towards,» 187.

[311] Geoff Holland and David Pugh, Troubled Waters: Ocean Science and Governance (Cambridge: Cambridge University Press, 2010), 107–108.

[312] «Пришло время вновь обратиться к крупномасштабной океанографии после тех процессно-ориентированных исследований, на которых было сосредоточено внимание океанографов в последние десятилетия». См.: John Mason and R. W. Stewart, World Climate Research Programme, WOCE Scientific Steering Group, Scientific Plan for the World Ocean irculation Experiment, WCRP Publications Series No. 6, WMO/TD – No. 122, July 1986.

[313] J. D. Woods, «The World Ocean Circulation Experiment,» Nature 314, no. 11 (April 1985): 509.

[314] Henry Stommel, «Numerical Models of Ocean Circulation,» in proceedings of a symposium held at Durham, NH, 17–20 October 1972, National Academy of Sciences, Washington, DC, 1975, in Stommel, Collected, I-202.

[315] Woods, «The World,» 501.

[316] Walter Munk and Carl Wunsch, «Observing the Ocean in the 1990s,» Philosophical Transactions of the Royal Society A 307 (1982): 440.

[317] Stommel, «Why We Are Oceanographers,» 52.

[318] Ibid., 54.

[319] Интервью с Генри Стоммелом и Биллом фон Арксом, 11 мая 1989 г. Архив Океанографического института в Вудс-Хоуле.

[320] Многие биографические сведения о Дансгоре взяты из его мемуаров: Willi Dansgaard, Frozen Annals: Greenland Ice Cap Research (Odder, Denmark: Narayana Press, 2004).