IX. FEJEZET.
A tenger mozgásai.
(Folytatás.)
Az áramlások: általánosságok. – Felületi áramlások: tanulmányozásuk különböző eszközei. – Úszók, úsztatási kísérletek. – Mélységi áramok. – Sebességük és irányuk közvetlen mérésére való készülékek. – E készülékek használata. – THOULET módszere. – A hőmérséklet és sótartalom mérésén alapuló módszer. – BJERKNES és SANDSTRÖM módszere. – CLÈVE-nek a plankton tanulmányozásán alapuló módszere. – Az áramlások különféle fajai: okaik. Az óczeánok általános vízkörzése. – A Sargasso-tenger. – Függőleges körzés. – A Golf-áram és elágazásai. – Északsarki medencze és áramlások – A Jeanette és a Fram útja. – Az áramlások irányának, terjedelmének és erősségének változásai. – Tengerjárási áramok. Mascaret. – Vulkáni eredetű áramlások.
Az áramlások.
A tengeri áramok valóságos folyók, melyek az óczeáni vizek nagy tömegében folynak; irányuk és sebességük rendkívül változó; az egyik felületi, a másik mélységi, az egyik meleg, a másik hideg és megesik, hogy nagyon különböző hőmérsékletű áramok egymással szemben, vagy egymás fölött folynak. Az áramlások számos tényező hatásának vannak alávetve, a melyek erejüket és irányukat módosíthatják. A főbbek a Föld tengelyforgása, a szelek, az útjukba eső akadályok, a tengerjárás stb. Alakulásuk főképpen a szelektől és a vízsűrűség egyenlőtlenségétől függ. Ha azoknak az erőknek a különféleségére és rendkívül változó voltára gondolunk, a melyek az áramlásokat előidézik és módosíthatják, úgy látszik, hogy ez a bonyolultság határozottan szembe helyezkedik azzal a törekvésünkkel, hogy általános fogalmat alkothassunk az egész óczeáni vízkörzésről. Mindazonáltal látni fogjuk, hogy jelentékenyen megközelítettük ezt a czélt, bár sok sötét pont maradt még és hogy sok áramlás és sok rájuk vonatkozó tünemény még tanulmányozásra var.
A kérdésnek csak némileg is teljes tanulmánya több kötetet kívánna és itt az eddig elért eredményeknek csak rövid összefoglalását adhatjuk, a pozitív adatokat ismertetve és nem foglalkozva a különböző feltevésekkel.
Vizsgáljuk az áramok tanulmányozására használt eljárásokat, melyek segítségével meghatározhatjuk irányukat, sebességüket és helyzetüket.
Felületi áramok. A felületi áramok különböző eljárások segítségével tanulmányozhatók. Ha nem fúj a szél és a part látható, csónakunkat szabadjára ereszthetjük és a csónaknak szárazföldi felvételek segítségével a térképen meghatározott útja időméréssel egybekötve, megadja az áramlás irányát és sebességét. Azt is megtehetjük, hogy csónakkal majdnem teljesen a vízbe merült úszót követünk és ennek útját rajzoljuk meg; az így elért eredmény akkor is jó, ha elég erős szél fúj, mely nem hat érezhetően az úszóra, míg egy csónakot erősen kitéríthetne útjából.
A partnak emelkedett pontjáról fölvehetjük továbbá különböző időpontokban alkalmasan bemerített úszók helyzeteit. Na a körülmények kedvezők, akkor ezek a módszerek igen pontos eredményeket szolgáltatnak. De azok az alkalmak, a melyekben élhetünk velök, elég ritkák és mi több, e módszerek csakis a part közvetlen közelében alkalmazhatók.
Nyílt tengeren a feladat bonyolultabbá válik; a mellett nem szabad felednünk, hogy a felületi áramok helyenkint gyakran nagyon változók, úgy sebességük, mint irányukat illetőleg. Ezért szükséges tanulmányukat sűrűn és hosszú ideig tartó megfigyeléssel folytatni, hogy meg tudjuk különböztetni bennük az állandó es az ideiglenes elemeket. A mikor egy hajó helyzetét adott időpontban meghatározzuk, kétféle módon, úgymint csillagászati megfigyeléssel és a lemért sebességek alapján, gyakran megesik, hogy a két eredmény egymással nem egyezik meg. A csillagászati megfigyeléssel meghatározott eredmény nem egyezik meg azzal, amelyet az iránytűvel meghatározott irány és a mérő orsóval észlelt sebesség tekintetbe vételéből vezettünk le. Ezt a különbséget az áram jelenléte okozta, a mely a hajót eltérítette. A mikor a hajó az árammal szemben halad, a mérőorsó csavarja gyorsabban forog, mint akkor, ha nincs áram; ellenkezőleg, lassabban forog, ha a hajó az áram mentében halad. Ezek alapján megállapíthatjuk az áram sebességét a két eljárással észlelt helyzet közti különbségből; azonban ez a meghatározás gyakran durva, mert számos hibaforrás torzítja el. A tudományos kutatásokhoz pontosabb módszerek alkalmazására van szükség.
A mikor a hajót mozdulatlanul tartja a horgony, a feltételek sokkal kedvezőbbek. Ha a mélység igen nagy, akkor a hajót rögzíthetjük hosszú aczélkötél segítségével, melynek végére ellenálló szárnyat erősítünk (121. rajz). Ily esetben az aczél-kötélhez erősített csónakban könnyű meghatározni az áramlás irányát és sebességét egy szélkakasszerű eszközzel, melynek vitorlája az áramlás tengelyébe helyezkedik, míg az áram egy fordulatszámlálót mozgat, melyet előzetes kísérletek alapján szabályoztunk be. A folyók, vagy általában az áramlások időegységenkénti vízmennyiségének megmérésére alkalmazott összes műszerek pl. az anemométerek használhatók, ha elég érzékenyek a tanulmányozandó áramokhoz. Az iránytű megadja az irányt. Végre meg lehet mérni a megerősített kábelhez kötött zsineg segítségével az útat is, a melyet adott idő alatt egy kivetett úszó tesz meg, ha megeresztve a zsineget csónakon követjük.
Egy másik, igen egyszerű és sok esetben használható eljárás szerint több alkalmas úszót dobunk a tengerbe. Az áramlástól elsodorva, olyik hajó rájuk talál kiindulási pontjuktól távol a tengeren, vagy pedig valahol a partra vettetnek. A bedobás és az úszó megtalálásának idejéből és helyéből a legtöbb esetben le lehet vezetni mindegyiküknek valószínű közelítő útját, valamint azoknak az áramoknak közepes sebességét, a melyek elsodorták őket; okvetlenül szükséges azonban az összes számbajövő elemeket alaposan tárgyalni és tekintetbe venni.
Az ilyen kísérletekre szánt úszóknak majdnem teljesen le kell merülniök, hogy lehetőleg kevéssé legyenek alávetve a szél hatásának; amellett jól láthatóknak is kell lenniök, hogy könnyen észrevehetők legyenek, a mint úsznak vagy partra érnek és ezek oly tulajdonságok, a melyek nehezen egyeztethetők össze egymással. Azonkívül erőseknek kell lenniök, hogy el ne törjenek, a mint heves lökéssel a partra vetődnek.
ALBERT monakói herczeg azokban a kutatásokban, a melyeket POUCHET tanárral együtt végzett az északi Atlanti felszíni áramokon, különböző alakú úszókat alkalmazott. 1885-ben 180 úszót bocsátottak a tengerre: 20 kisebb söröshordót, 10 vörösrézgömböt és 150 közönséges palaczkot; mindegyikükben beforrasztott csövet helyeztek, melybe kilencz különböző nyelven írt okmányt helyeztek, hogy a megtaláló értesíthesse saját állama hatóságainak köz-
vetítésével, a franczia kormányt a kifogás helyéről és idejéről. Ezeket az úszókat olyan nehezékkel látták el, hogy majdnem teljesen belemerültek a vízbe, hogy így kikerüljék a szél közvetlen hatását. 32 óránál rövidebb időközben július 27. és 28-án vetették őket a tengerbe, szabályos közökben 170 mérföld (315 km.) hosszú vonalon, a mely Corvo-szigetétől (Azorok) N 140 W felé irányulva a Golf-áramot derékban keresztezte.
1886-ban 510 úszót (erős üvegből készült palaczkot) az összes szükséges elővigyázattal készítve és nehezékkel ellátva dobtak a tengerbe augusztus 29-től szeptember 5-ig, 444 mérföld (822 km.) hosszú vonal mentében, a Páristól 20 fokkal nyugatra eső délkörön, a spanyolországi Finisterre-fok és Anglia déli részének szélességei között. Ezeket a palaczkokat parafából készült és fenyőgyantával valamint gummihüvelylyel borított dugókkal zárták el.
|
119. rajz. A monacói herczeg úszója. |
120. rajz. A monacói herczeg úszójának átmetszete. |
1887-ben végre harmadik ízben vetettek ki 931 darab rézzel borított üvegből készült úszót, a Golf-áramot keresztben átmetsző, körülbelül 600 mérföld (1100 km.) hosszú vonal mentén az Azorok és New-Foundland között. A 119. és 120. rajzok mutatják ez úszók egyikének külső alakját és keresztmetszetét. A a vörösrézburok; B az a kátrányréteg, a mely elválasztja a rézburkot a C üveggömbtől. Az üveget a D parafadugó zárja el és a G serétek vagy kis kavicsok nehezítik. Az üveggömb belsejét a soknyelvű okmányt magába záró beforrasztott üvegcső foglalja el.
Leggyakrabban közönséges, de erős palaczkokat használnak. A sörös- vagy pezsgőspalaczkok a legjobbak. HAUTREUX, a ki a biscayai öböl áramlatainak a kutatására használta őket, gyakran párosával kötötte őket össze 3 méter hosszúságú kötéllel, úgy hogy az alsó, melyben kellő mennyiségű víz volt, a felsőnek a nehe-
zékeül szolgált és ellensúlyozta a szél hatását. Ez a készülék szerencsés egyszerűsítése MITCHELL úszójának. A Monacó közelében levő áramlások mérésében sikerrel próbáltam ki.
1901 novemberében BÉNARD fontos úsztatókísérletet végzett a biscayai öbölben a monacói herczeg tanácsára olyképpen, hogy a palaczkokat nem egyenként, hanem tizével vetette a tengerbe. Az úszók hosszúkás, vastagfalú palaczkok voltak, oly módon nehezítve, hogy csak a nyakuk felső része emelkedett ki a tengervízből. A dugó oly mélyen volt beleverve, hogy két cm.-nyi vastagságú gipszréteggel lehetett bevonni; azután ónburkot tettek rá, a mit még fémmázzal vontak be.
Mélységi áramok. A felszín alatt levő áramok tanulmányozása sokkal nehezebb és bonyolultabb, mint a felszínieké, különösen ha a mélység igen nagy. Azonban ez a tanulmány, ha közvetlenül nincs is nagy jelentősége a hajózásban, tudományos szempontból annál érdekesebb.
Meyer árammérője. Tegyük fel, hogy lehorgonyzott hajón ellva, meghatározott mélységbe lemerítünk egy nehezékkel állátott szondálót. Ezt a nehezék közelében olyan tárgygyal látjuk el, a mely igen nagy ellenálló felületet tud nyujtani az áramnak, a melybe belemerül. A fonál el fog térni a függőlegestől oly szög alatt, a melynek mértéke megjelöli az áram sebességét, míg az áram irányát a szondálófonálon keresztül menő függőleges síknak az iránytűvel bezárt szöge adja. MEYER készüléke, melyet szerzője a kieli bizottsággal elfogadtatott,
a következőképpen jellemezhető: ólom-nehezékkel ellátott aczél- vagy rézdrót két függőleges, egymásra merőleges nagy keretet hord, melyekre vászon vagy czinklemez van kifeszítve. Egészben ez ugyanaz, mint a 121. rajzon látható műszer, csakhogy a fonál mozgó úszó helyett lehorgonyzott hajóhoz van kötve. Ha a lehorgonyzott hajó teljesen mozdulatlan volna, ha a fonál hajlás- és irányszöge (azimutja) könnyen meghatározhatók lennének, ha végre ez a fonál merev volna, a mérések elérhetnének egy bizonyos pontosságot; azonban kivételes esetektől eltekintve ezen feltételeknek az ellenkezője szokott megvalósulni és ezért sokkal inkább érdemes a következő módszert alkalmazni. |
121. rajz. Mélységi árammérő. |
Vízi szárny. Ez nem egyéb, mint a Meyer-féle árammérő, a melyet a helyett, hogy lehorgonyzott hajóhoz volna erősítve, egy szabad úszó tart lebegve a vízben. Az úszónak a lehető legkisebb ellenálló felületet kell nyujtania a széllel szemben. A Challenger fedélzetén a készülék keretei vasból készültek és összehajthatók voltak, hogy használaton kívül kevés helyet foglaljanak el. A két egymásra merőleges függőleges szárny körülbelül 1,20 méteres vászonnal bevont négyzet. A nehezék súlya körülbelül 25 kg.; a kötél kenderből készült. Az 1,50 méter hosszú felső úszó legnagyobb átmérője a középen 30 cm. és mindkét oldal felé csökken; a vízben körülbelül 35 kg.-os súlyt bír el. Használata ugyanolyan, mint az alább leírt Mitchell-féle úszóé.
Mitchell úszója. Ezt az egyszerű és jól használható készüléket az amerikai MITCHELL H. találta fel és az amerikai tengerésztisztek sokat alkalmazták a Golf-áram tanulmányozására.
|
122. rajz. MITCHELL úszója. |
Alkotórészei (122. rajz) egy rézpalaczk, melyet fémdrót köt hozzá egy 30 cm. hosszú és 20 cm. átmérőjű vederhez. A vederbe a felső rézhenger pontosan beleillik. A nyak aljára van erősítve egy gyűrű, a melyhez hozzá lehet kötni egy finom fonalat. E fonál rendesen méterekre van beosztva. Ha felületi áramot kell megmérni, akkor a rézhengert a vederrel összekötő fonál hossza 0,50–1 m.-ben állapítható meg. A készüléket úgy nehezítik meg, hogy csakis a rézhenger nyaka és kúpos része érjen ki a vízből, azután magára hagyják az egészet és a lehorgonyzott mozdulatlan hajóról utána eresztik a finom fonalat abban a mértékben, a mint az úszó távozik. Meghatározott és gondosan megmért idő mulva a kísérletet bevégzik, iránytűvel meghatározzák annak a vonalnak az irányát, a mely összeköti az úszót a lehorgonyzott hajóval és megmérik a legombolyodott fonál hosszúságát. Ez annyi, mint az úszótól megtett út és így ismeretes az áram sebessége és iránya. Ha mélységi áramot akarunk mérni, akkor a két edényt összekötő fonalat megfelelő hosszúságúra, pl. 100 méternyire veszszük és úgy járunk el, mint az előbb. A rendszer a felületi és a 100 méteres mélységű áram eredőjének irányát követi, az eredő felével egyenlő sebességgel. Ismerve a felületi áramot, a melyet a fentebbiek szerint vagy másként már meghatároztunk, másrészt ismerve a mostani kísérletből a felületi és mélységi áram eredőjét, könynyen megkapjuk a mélységi áramot, ha megszerkesztjük az erők ismeretes parallelogrammáját. (Ha például a 123. rajzon NS az iránytű északdéli iránya, A a lehorgonyzott hajó, ha AB képviseli a felületi áram sebességét és irányát, AE pedig az eredő mozgás irányát és sebességét, akkor AD az erők parallelogrammája szerint megszerkesztve képviseli a 100 méteres mélységi áram irányát és sebességét. |
Hasonlóképpen járunk el más mélységekben is.
Ahelyett, hogy lehorgonyzott hajón maradva, egy fonál végén pórázon tartanók az úszót, a fonalat a hajó horgony-
lánczához is hozzáköthetjük és csónakon követhetjük az úszót és úgy gombolyíthatjuk le a fonalat. Egyidőben akár két úszót is lemeríthetünk, egyiket a felületi, másikat a mélységi áramok mérésére. Általában véve elégséges néhány perczig figyelni az úszók útját, vagy akár egy percznél kevesebb ideig is, ha az áram sebes. MITCHELL úszójának elsőbbsége a fentebb leírt vízi szárny felett az, hogy kevéssé érzékeny a szél hatásával szemben és hogy ugyanazt az ellenállást tanúsítja a felületi, mint a mélységi árammal szemben, minthogy a készülék két részének térfogata és alakja ugyanaz.
|
A felületi és mélységi áramok meghatározásának ezt a módját igen sok esetben használták; igen jó ez a módszer olyankor, amikor a körülmények kedvezők és a megmérendő áramok eléggé erősek. Hiánya, hogy megköveteli a hajó mozdulatlanságát, de előnye ismét, hogy csak egyszerű és kevéssé költséges műszereket igényel, annál inkább, mert a MITCHELL-féle készülék két, egymáshoz hasonló és alkalmasan elrendezett közönséges palaczkkal helyettesíthető. |
123. rajz. |
Ha egyszer ismerjük az AB felületi áram sebességét és irányát, már az összes mélységi áramok meghatározhatók a nélkül, hogy a hajó mozdulatlanságával törődni kellene; ez fontos. Elégséges a következőképpen eljárni: Térjünk vissza a 123. rajzhoz; tegyünk a vízbe ugyanazon A pontban és ugyanazon időben egy felületi és egy mélységi úszót. Ugyanazon idő elteltével a felső úszót B-ben, az alsót E-ben fogjuk találni. BE-t az úszók egyikéhez kötött beosztott fonál segítségével, irányát pedig iránytűvel mérjük; BE-t önmagával egyenlő vonallal meghosszabbítjuk. Megszerkesztjük AB-t, melyet már előzetesen meghatároztunk és meghúzzuk AD-t, a mely a mélységi áram sebességét és irányát képviseli, a mint a parallelogramma megszerkesztéséből látjuk.
Az árammérők. A következő műszerekben az áram elemei, iránya és sebessége, esetleg a kettő közül csak az egyik, önműködően jegyeztetnek fel; az irányt mindig az iránytű adja meg. A sebességet rendszerint egy csavar, vagy pedig egy forgó kereszt
fordulatainak száma szolgáltatja; NANSEN készülékében egy inga hajlásából vezetjük le. Néhány szóval jellemezni fogjuk a régi műszereket, de csak a legújabbaknál fogunk időzni; a 124. rajz. (EKMAN árammérője) elégséges lesz a csavaros és kormányos mérők elvének kidomborítására és bemutatására.
Aimé árammérője (1845). A kívánt mélységbe lemerítjük e súlylyal megnehezített készüléket; a kormánylapát, melylyel a készülék el van látva, az áram irányába helyezkedik, az iránytű mutatója pedig a mágneses meridiánba. A mikor azt gondoljuk, hogy a készülék elfoglalta egyensúlyi helyzetét, akkor a kábel mentében futósúlyt küldünk, a mely arra való, hogy egy 32 finom csúcscsal ellátott korong lenyom. A mágnestű négy ilyen csúcs között rögzítve marad. A műszert most felhúzzuk és a kormány[tól], meg a mutatótól bezárt szögből könnyű meghatározni az áram irányát. Meg kell jegyezni, hogy az itt egyszerűen történeti szempontból bemutatott műszer nem adja meg a sebességet, hanem csak az irányt. Mi több, világos, hogy akkor is, ha nincs áram, a mágnestű bizonyos szöget zár be a kormánynyal és meg kell ismételni a kísérletet, hogy megtudjuk, vajjon ez a szög állandó-e és ennélfogva az áramtól származik-e.
Mayer árammérője. (1877.) E szélkakasszerű készülék jól van kiegyensúlyozva és az alkalmas nehezékkel ellátott szondálófonál alsó részét alkató tengely körül foroghat. A kormány, mely az áram irányába helyezkedik, folyadékkompasszt hord, míg a tengely másik oldalán, a kormánynak egyúttal ellensúlyául egy csavar van elhelyezve, mely fordulatszámlálóval van ellátva és vízszintes csőben elhelyezve. E cső megakadályozza a csavar forgását a leszállás vagy emelkedés függőleges mozgásai közben.
Ha a készülék leszállott a kívánt mélységbe, a kormány az áram irányába helyezkedik és az áram mozgásba hozza a fordulatszámláló csavart. Megmérik a kívánt mélységbe való érkezés és a felhúzás kezdete között eltelt időt. Az iránytű mutatója a leszállás közben szabadon mozog, de úgy van elrendezve, hogy felhúzáskor egy karos kapcsolórendszer megtartja abban a helyzetben, a melyet az áramban elfoglalt. Így aztán könnyű az áram irányát meghatározni abból a szögből, a melyet a kormány a mutatóval bezárt; a sebességet a fordulatszámláló szolgáltatja.
E műszer nagy hibája, úgy látszik, hogy nehéz megtudni pontosan azt az időt, a mikor a csavar mozgásba jön és a mikor megáll; innen a sebesség bizonytalansága.
Pillsbury árammérője. E készülék elve ugyanaz, mint a MAYER-é. Függőleges tengely körül foroghat egy rendszer, mely áll egy, az áram irányába helyezkedő széles kormánylapátból és egy négyágú kereszből, melynek mindegyik ága kis üres kúppal van ellátva, a mint bizonyos anemométerekert látható. Ez a kereszt fordulatszámlálót hoz működésbe, a műszer alsó részén pedig iránytű van elhelyezve. Miután a készülék a kívánt mélységbe éri, a kormánylapát elhelyezkedik és a kereszt forogni kezd. Bizonyos idő után az egészet felhúzzák; ez az emelkedő mozgás forgásba hoz egy csavart, úgy, mint az átbukó hőmérők szerkezetében, vagy pedig bizonyos merítő palaczkokban; ez a csavar emelőkarrendszert mozgat, mely egy csapásra megállítja és rögzíti a keresztet, a kormánylapátot és a mágnestűt. Így a kormánylapát iránya leolvasható, a mi megadja az áram irányát, míg a kereszt fordulatainak száma a sebességet szolgáltatja.
Ezt az árammérőt PILLSBURY, az Egyesült-Államok haditengerészetének parancsnoka találta ki és használta a Blake hajón, a Golf-áramon végzett nevezetes tanulmányai alkalmával.
|
124. rajz. EKMAN árammérője. |
Ekman árammérője *). (124. rajz.) E műszer főalkotórészei: a fordulatszámlálóval ellátott E csavar, az N iránytű és egy kormánylapát, a melyből csak az AA vége látható a rajzon és mindez ez a KK tengelyre van erősítve, a mely igen mozgékony, mert golyókon forog. Leszálláskor a csavart az RR akasztókar rögzíti, melynek alsó részéhez a csavar egyik szárnyának kis nyúlványa támaszkodik. Miután a készülék a kívánt mélységbe ér és a kormánylapát segítségével elhelyezkedett, leejtik a G futósúlyt, mely R-et kissé lenyomja és akkor a készülék a 124. rajzon látható helyzetben működhetik. Láthatjuk, hogy csakis ilyenkor tud a csavar forogni, minthogy az egyik szárny nyúlványa most már szabadon átmehet R-nek kis bevágódásán. Bizonyos idő mulva egy második futósúlyt eresztenek le, mely az elsőre ráillik és a mely oly helyzetbe hozza az RR emelőkart, hogy az egyik csavarszárny nyúlványa a csavart ismét megállítja, mivel a középső bevágás fölött levő részhez támaszkodik. |
A készüléken igen jelentékeny tökéletesítés van. Az áram irányát ugyanis nemcsak a felszínre érkező mágnestű helyzete adja, hanem a csavarnak minden ötvenedik fordulata után a tű akkori iránya igen eredeti módon felíródik. A fordulatszámláló czentrális kerekén 20 rekesz van elhelyezve; mindegyikben egy-egy kis bronzgolyó oly módon elrendezve, hogy a mint egy golyó legalsó helyzetébe érkezik, egy csőbe esik és onnan a mágneses pálcza közepére; innen az észak felé irányított, egyetlen barázdán át az iránytű dobozának alsó részébe esik és a 36 sugárirányú rekesz egyikébe, a melyek a szélrózsa közönséges beosztása szerint helyezkednek el. Így megkapjuk az áram irányát minden golyó leesése alkalmával.
Ha az áram sebessége csak 3 cm. másodperczenként, tíz percz alatt mégis legalább egy iránymeghatározást kapunk ez úton. EKMAN V. W.**) még tökéletesítette készülékét úgy, hogy három golyó esik az iránytű rekeszeibe, mialatt a csavar száz fordulatot végez. Azonkívül a golyók működésére is használhatóbb berendezést alkalmazott és emellett a golyók számozhatók, hogy leesésük sorrendje felismerhető legyen.
*) Publications de circonstance, 1905. 25. sz.
**) Publications de circonstance, 1906, 34. sz.
EKMAN árammérőjét ellenmondás nélkül a legjobb csavaros készüléknek tartják, mely gyakorlati akadály nélkül az összes mélységekben használható. A megindítás és a megállítás futósúly segítségével kitünő és alkalmazása igen megbízható.
|
Pettersson árammérője *). PETTERSSON O. stockholmi tanár, a kinek az oczeánográfiai műszeranyag számos tökéletesítése köszönhető, az alább igen röviden leírandó készüléket szerkesztette (125. rajz) száz métert alig meghaladó mélységek számára és különösen világítóhajókon való használatra. Ez a készülék nincsen iránytűvel felszerelve, e helyett az áram irányát az a szög szolgáltatja, a melyet a fordulat-számlálókormánya zár be egy galvanizált vascsővel. E csövet a hajó tengelyével párhuzamosan helyezik el, a tengely irányát pedig a kompasz szolgáltatja. |
125. rajz. PETTERSSON árammérőjének vázlata. |
A TT' vascső a PP súlyokkal feszített FF' fonalok mentén vízszintesen csúszik le a tengerbe. Az FF' fonalak mindegyikét egy BB' dob tartja; a dobok fordulatszámlálóval vannak ellátva; e két dob közé egy harmadik, B'' van helyezve és erre csavaródik az a kötél, a mely a TT' csövet, valamint a csavart és M számlálóját, továbbá G kormánylapátját és a CC' beosztott kört tartja. Először a kívánt mélységbe merítik a PP' súlyokat, ugyanazon hosszúságba gombolyítva le a BB' dobokra csavart fonalakat, azután legördítik az F'' középső fonalat annyira, hogy a cső végei az FF' vezetőfonalak pp' ütközőin nyugodjanak és
*) Publications de circonstance, 1905, 25. sz.
feljegyzik az által, hogy még néhány centiméterrel ereszkednek a TT' cső alá. Ekkor ugyanis a TT' csőhöz erősített t rögzítő peczek felszabadul. A készülék úgy van berendezve, hogy a csavar és a kormánylapát csak ebben a pillanatban lépnek működésbe. 10 vagy 20 percz mulva a készüléket felhúzzák, mely ismét érintkezésbe lépvén a t peczekkel újból elértük a mérű rögzítését. A cc' körön leolvassuk a kormánylapátnak a TT' csővel bezárt szögét. Ez egyszersmind a kormánylapátnak a hajó tengelyével bezárt szöge, melynek irányát a kompassz adja; ebből könnyen levezethető az áram iránya is.
A fordulatszámláló megadja a sebességet. A kísérletet könnyű többször megismételni.
PETTERSSON árammérőjéhez még egy hőmérővel ellátott E merítőpalaczkot csatol. Indulás előtt a palaczkot édesvízzel töltik meg és elzárják. Mikor a készülék működésbe jön, a palaczk dugóját egy rúgó felemeli és a könnyű édesvizet egy negyedóra alatt teljesen kiszorítja a nehezebb tengervíz. Ugyanabban a pillanatban, a mikor a mérő megáll, a palaczk ismét bedugul. Gyorsan leolvassák a hőmérőt a palaczk üvegfalán keresztül, még mielőtt a hőmérsékletnek ideje volna megváltozni.
PETTERSSON azóta új mérőt talált ki, melylyel néhány kísérletet végzett Monacóban; ez a készülék lehetségessé teszi az áram irányának és sebességének egyszerre való feljegyzését, azonkívül a hőmérséklet megismerését, továbbá vízminta és plankton felvételét. Minthogy a szerző még nem írta le műszerét, kénytelen vagyok e vázlatra szorítkozni.
Rymer Jones árammérője. *) Csak jelezni akarjuk azt a műszert, a melyet RYMER JONES javasolt a tengeralatti áramok irányának és sebességének mérésére, továbbá a különböző mélységek vizeinek hőmérséklet-meghatározására. Nem egyéb ez, mint elektromosság segítségével működő műszer, a melyet 16 teljesen szigetelt vezetékdrótból álló kábel köt a hajóhoz.
Úgy látszik, RYMER JONES készüléke nem adott hasznavehető eredményeket; itt is jelentkeznek a mélytengerbe való merítésre szánt, elektromos úton regisztráló készülékek közös hibái, melyeket a következő készülék leírásánál jelezni fogunk.
*) Proceedings of the Royal Society, 24. kötet, 1876., 167. sz.
Witting elektromosan regisztráló árammérője. A helsingforsi WITTING J.*) kétfonalas felfüggesztésű, a PETTERSSON-éhoz hasonló árammérőt ír le, melynek elektromos regisztrálója a hajó fedélzetén van elhelyezve és tíz, szigetelt vezetőjű elektromos kábel köti hozzá a műszerhez. Valahányszor a csavar tíz fordulatot végez, áramot zár, a mely a hajón egy elektromágnes segítségével a regisztrálóhengerrel érintkezésben levő tollat mozgatja; a megmérendő áram iránya szintén elektromos úton tevődik át.
Nem akarok belefogni ez érdekes műszernek részletes leírásába, melynek egyébként több súlyos hiánya van. Magas ár; a tengerbe merült részek alkalmas elszigetelésének és a kontaktusoknak nehézkes rendbentartása; a tengerbe merülő terjedelmes kábeleknek kezelése, a nélkül, hogy elszigeteltségük zavarást szenvedjen, igen nehéz; némileg jelentékeny mélységekben lehetetlen vele dolgozni.
Már AMSLER-LAFFON alkalmazta az elektromos regisztrálást WOLTMAN árammérőjére vagy forgó keresztjére de úgy látszik, kevés sikerrel. Ennek részbeni okai valószínűleg az imént jelzett nehézségek, melyek eddig megakadályozták a tengerben való elektromos regisztrálású méréseket úgy az áramokra, mint a hőmérsékletre stb. vonatkozólag.
Nansen árammérője.**) A műszer elve (126. rajz) a következő. Egy csúcsban végződő, hat szárnynyal ellátott, szabadon felfüggesztett P ingát térít ki az áram az erőssége szerint kisebb vagy nagyobb mértékben. Ez elmozdulásokat kell feljegyezni és ezek irányát meghatározni. A készülék leírása fogja megmutatni, hogyan lehet ezt elemi.
A P inga az a csavar segítségével a b emelőkar végére van felfüggesztve. Egy óramű, a mely 5–6 percz alatt lejár, egy többfogú d kereket forgat. Ennek közvetítésével a b kar bizonyos időközökben perczenként körülbelül ötször felemelkedik és lesülyed. A mikor a kar felemelkedik, az inga szabad és az áramban fel-
*) Conseil permanent international pour l'exploration de la mer (Publications de circonstance, 30. sz. Kopenhága, 1905).
**) Ezt a készüléket legelőször EKMAN V.-W. irta le a Nyt Magasin tor Naturvidenskaberne (Christiania 1901), 39. kötetének, 163–187. lapján. Nansen 1906-ban írta le tökéletesített készülékét a Publications de circonstance 34. számában. Itt erről a tökéletesített mintáról van szó.
|
126. rajz. NANSEN árammérője. |
veszi egyensúlyi helyzetét; de valahányszor a kar lesülyed, az inga csúcsa az ee homorú fémkorongra esik és jelet ír egy vékony parafin (vagy viasz és gyanta keverékéből készült) rétegre, mely a korongra van kenve. A korong egy kompassznak két erős mágnes-tűjére (nn) van erősítve úgy, hogy a nehéz tűk könnyen tartják a korongot egyenesen és mindig ugyanabban a vízszintes helyzetben. A korong 10 egyenlő szélességű konczentrikus körre és egyenlő sugárközű szeletekre van osztva (127. rajz). Az inga csúcsától a puha rétegbe írt jelek irányai és a korong középpontjától való távolságai jelzik a megfelelő pillanatokban mért áram irányát és sebességét. Ugyanis az inga elmozdulása a függő legeshez képest arányos az áram sebességének négyzetével. Ha a ama konczentrikus körök száma, a melyeken keresztül az inga kimozdult és c minden inga számára előre meghatározott állandó, akkor az áram sebessége
|
|
127. rajz. NANSEN árammérőjének korongja. |
Minden készülék négy koronggal van ellátva, a melyek csak egyféleképen erősíthetők a mágnestűk tartójával, hogy az áramok irányát illetőleg minden tévedés el legyen kerülhető. A gg hengeres burok a rendszer alsó részének megvédésére való és könnyen eltávolítható. Az óramű az A dobozba van zárva és a B súly hozza működésbe, mely egyúttal arra is jó, hogy a műszert függőlegesen tartsa. |
A mérés kezdete előtt a k kulcscsal felhúzzák az óraművet.
Az ingát ferde helyzetben rögzítik, a d kereket addig forgatva, míg az inga csúcsa a hengeres burok szélén ebből a czélból alkalmazott lyukba helyezhető, majd megállítják az óramű mozgását a h kar felemelésével. A készüléket óvatosan lemerítik; mikor már azt hiszik, hogy az áramban egyensúlyba jött, futósúlyt eresztenek le, mely a h kart lenyomja és így működésbe hozza az óraművet; 8 percz mulva a készüléket felhúzzák. Ekkor a korongot másikkal helyettesíthetik és a megfigyelést újra kezdhetik. Ekkor feljegyzik vagy pedig a parafinos korong módjára beosztott papírkorongra lemásolják az inga hegyétől leírt jeleket. Azután forró pengével eltörlik a jeleket, úgy hogy ugyanaz a korong több mérésre használható. Egyébként könnyű a réteget megolvasztani és újra elkenni.
Világos, hogy az áram erőssége szerint az ingának többé-kevésbbé könnyűnek kell lennie. Általában három alakot használnak: egyet a nagyon csekély, másodperczenként legalább 5 mm.-es és legfeljebb 5 cm.-es sebességek számára, másikat a másodperczenkénti 2,5–12 cm.-es sebességekre; végre egyet az 5–25 cm.-esekre.
NANSEN megállapította, hogy, ha az áram iránya merőleges a foglalat két oszlopán átfektetett síkra, akkor az inga oly sebességeket jelez, a melyek körülbelül 25%-kal nagyobbak annál a sebességnél, a melyet abban az esetben jelez a műszer, ha az áram párhuzamos e két oszlop síkjával. Ez 13% közepes bizonytalanságot okoz; így, ha a feljegyzett közepes sebesség 7 cm. másodperczenként, a valóságos érték 6 és 8 cm. között váltakozik.
Habár az áram teljesen szabályos és állandó, az inga mégis mindig többé-kevésbbé szabálytalanul leng az áramban, úgy hogy az ingától a korongra írt jelek egy megfigyelés folyama alatt többé-kevésbbé szabálytalanul oszlanak el egy kicsiny felületen. Ezek a jelek nem a vízmozgásnak a megfigyelés ideje alatti valóságos szabálytalanságait jelzik.
Abban az esetben, ha a műszer hosszú fonalon függ, vigyázni kell arra is, hogy ingaszerű mozgások ne keletkezzenek; rendszerint elég hosszú ideig kell várni, mielőtt a futósúly lebocsátásával megkezdik a kísérletet. Ez maga is előidézheti a készülék inga-
szerű mozgását és ha erős áram van a felszinen, ez az áram is okozhat a felfüggesztő fonálban oly rázkódásokat, a melyek képesek a műszert megmozgatni.
E szerint, a mint az előzőkből látható, NANSEN elmés készüléke rendkívül érzékeny; viszont azonban, a mint mindig megtörténik hasonló esetben, használata igen kényes és semmi óvóintézkedést nem szabad elmulasztani a fentebb megjelölt hibaforrások elkerülésére.
Az előbbi műszerek használati módja. Ha most pontos és igen jó árammérőkkel rendelkezünk, még hátra van, hogy biztos és kényelmes használati módot találjunk hozzájuk, a mi nem olyan könnyű, mint az ember hinné. Pl. ha arról volna szó, hogy egy áramot magán a tengerfenéken tanulmányozzunk, akkor a fenéken egy kábel végére kötve egy háromlábat helyezünk el, melynek belsejében függesztjük fel az árammérőt; így a készülék saját mozgásai elhanyagolhatók: a műszert pedig futósúly segítségével hozzák mozgásba. Csak akik a tengeren dolgoztak, tudják felfogni, hogy ez egyszerű és ártatlan mondatban kifejezett műveletek mennyi időt és nehézséget jelentenek, különösen akkor, ha a mélység egy kissé nagy; szükséges, hogy a kábel kellőképpen ki legyen feszítve, mert különben a futósúly nem műkődik; de nem szabad túlságosan kifeszítve lennie, mert különben ki vagyunk téve annak, hogy a műszert megmozgatja vagy felfordítja stb.
Ott, a hol a tengert a szárazföldhöz fagyott jég takarja, mint Norvégiának számos fjordjában, télen könnyű az áram mérése minden mélységben úgy, hogy a jégbe fúrt lyukon keresztül merítik le a műszereket, azonban ez az eljárás alkalmazása természetesen igen kevés esetre szorítkozik.
Eddig általában véve a legtöbbször megelégedtek vele, hogy a hajót lehorgonyozták és a műszereket lemerítették. Azonban egyetlen horgonynyal lekötött hajó mindig mozgásokat végez, a mi a méréseket többé-kevésbbé pontatlanná és bizonytalanná teszi és minél nagyobb a mélység, annál kevésbbé méltók az eredmények a bizalomra. Megpróbálták, nevezetesen NANSEN és EKMAN a módszerek minden fajtáját arra, hogy alkalmasan rögzítsenek meg egy hajót két vagy három horgony segítségével. Kísérleteikből azt következtették, hogy a mefigyelések így elért értéke annál kisebb, minél gyengébb és mélyebben fekvő az áram
és hogy még a felszínhez közel haladó áramok mérésénél is gondosan számot kell vetni a hajó mozgásaival; megállapították, hogy ha nyílt tengeren gyönge áramokat helyesen akarunk mérni, akkor szükséges, hogy semmiféle közvetlen közlekedés ne legyen, egyrészt a műszer és a hajó, másrészt a műszer és a felület között. A 128. rajz mutatja az alkalmazandó elrendezést.
|
B olyan üres üveggömbből készült úszó, a milyeneket a norvég halászok használnak a parafa helyett; ez az úszó képes a vízben felemelni a H óraművet, az M a kábelnek azt a részét, a mely a P súlyt az úszóval összeköti. A P súly az egész berendezést a fenéken tartja, a hozzákötött L kábel, melyet kellőképpen megeresztenek, a hajón lévő kötéldobig ér. Az óramű úgy van berendezve, hogy előre meghatározott idő mulva leejt egy futósúlyt (ha a Nansen-féle ingás mérőt kell működésbe hozni) vagy pedig egymás után két futósúlyt pl. 5 perczes időközben. Az első mozgásba hozza a mérőt, míg a második megállítja, a mint EKMAN műszerén láttuk. Természetesen árammérőt és feszesen tartani óvatosan kelt eljárni a berendezés különböző részeinek lemerítése alkalmával és kellő ideig várni, hogy a rendszer egyensúlyi helyzetét elfoglalhassa. Könnyen belátható, hogy ez a berendezés legjobban megfelel a követelményeknek. Az úszónak és következésképpen a készüléknek a talajtól való távolsága akkora, a milyennek éppen akarjuk, vagyis tanulmányozhatjuk az áramokat bármilyen mélységben. |
128. rajz. Az árammérő lemerítése. |
Leginkább EKMAN, NANSEN és PETTERSSON-nak köszönhetők az áramok közvetlen tanulmányozásában végzett legkomolyabb kísérletek. Pontos műszereket találtak fel és jó módszereket állapítottak meg a műszerek alkalmazására, azonban még marad elég tennivaló javításukra és tökéletesítésükre.
Thoulet módszere. A mélységi áramok tanulmányozására THOULET *) más módszert ajánl, melyet azóta CHEVALLIER **) egyszerűsített es a melynek itt csak vázlatos képét adhatjuk. Tegyük fel, hogy az óczeánnak három olyan pontjában, a melyek, a mennyire csak lehetséges, egy egyenlőoldalú háromszög csúcsaiban helyezkednek el és legalább 200 km.-nyire vannak egymástól, ugyanazon mélységekben függőleges vonalban sorozatos hőmérséklet-mérést végzünk és vízmintákat veszünk fel. Ez utóbbiak mindegyikének a feladat czéljaira hasznos elemeit meghatározzuk, nevezetesen a helyben mért sűrűséget, a melyet n S4θ-val jelöltünk, vagyis egy liter tengervíz súlyát azon hőmérséklet mellett, a mely eredeti helyének felel meg, számon tartva az ugyanott uralkodó nyomást; ez a tekintetbe veendő dinamikai érték a víz mozgásainak tanulmányozásában.
Így három függőleges vonalunk van, a melyek a három állomáson mennek keresztül és a melyek három függőleges síkot kijelölve, úgyszólván kivágnak a vízből egy háromszögű függőleges hasábot. Világos, hogy ha ugyanazon, pl. 1000 méteres mélységben n S4θ a hasábnak mind a három élén ugyanaz, akkor ebben a szintben nincs áram. Vegyük fel azt az esetet, hogy van. Fektessünk az 1000 méteres mélységen át egy vízszintes síkot; ez a sík a hasábból oly háromszöget vág ki, a melynek mind a három csúcsán a tisztán csak a mélységtől függő n ugyanaz, míg az S4θ-k különbözők. Ez a topográfiailag vízszintes háromszög mechánikailag ferde, vagyis ennek felületén a vízrészecskék nincsenek egyensúlyban. Azon a csúcson keresztül, ahol n S4θ a legnagyobb, fektessünk oly síkot, a mely keresztülmegy a hasáb két másik élének ama pontjain, a hol az n S4θ értéke ugyanaz, mint az első csúcsnál; ez a sík hajlani fog az előbbi vízszintes síkhoz képest, noha mechánikailag ez nivó- vagy egyensúlyi sík, minthogy ennek felületén a sűrűség mindenütt ugyanaz, míg a topográfiailag vízszintes sík mechánikailag nem egyensúlyi sík, minthogy ennek különböző pontjain a sűrűség különböző. A hasábon így keresztülfektetett két háromszög a hasábnak mindegyik oldalán két egyenes vonalat jelöl ki; az egyik topográfiailag vízszintes,
*) Bulletin du Musée océanographique de Monaco, 12. szám, 1904; Comptes rendus de l'Académie des sciences, Paris, 1906 jan. 22.
**) Bulletin de Musée océanographique de Monaco, 63. sz. 1906.
de mechánikailag ferde mert a vízrészecskék nincsenek rajta egyensúlyban; a másik topográfiailag ferde, de mechánikailag vízszintes és a molekulák egyensúlyban vannak rajta; a mechánikailag ferde vonal mentén mennek a molekulák a kisebb n S4θ-tól a nagyobb felé, a sűrűségi gradienstől függő sebességgel. A sűrűségi gradiensen pedig azt a törtet értjük, a melynek számlálója a vonal két végpontján lévő sűrűségek különbsége, nevezője pedig a két pont közti távolság. Az áram hajlását a két sík szöge adja; erejét és irányát úgy kapjuk meg, ha megszerkesztjük a hasáb megfelelő oldalain levő elemek mindegyike számára a kapott adatok eredőjét; az összes műveletek grafikusan végezhetők.
Megismerhetjük ugyanígy az áram elemeit bármilyen mélységben, ha ismerjük n S4θ-t a mélység három pontjában.
A hőmérséklet és a sótartalom mérésén alapuló módszer. Az áramok tanulmányozásában leginkább használatos módszer főképpen a víz hőmérsékletén és sótartalmán alapszik; ezt ajánlja a nemzetközi állandó tanács is a tenger kutatására és ezt követik ama nemzetek tudósai, a melyek csatlakoztak e tanács kutatási tervéhez. A hőmérséklet és különösen a sótartalom, vagy néha – és mondhatni elég gyakran – a kettő közül már az egyik is elégséges valamely víz jellemzésére és felismerésére a többi vizek között. A tengerben különböző irányokban szelvényeket állapítanak meg, a felülettől egészen a fenékig és minden különböző, alkalmasan választott és elég sok pontban függőleges hőmérséklet- és vízminta-sorozatot vesznek fel, a melyeknek sótartalmát meghatározzák. A megállapított szelvényekben nyert eredményeknek megfelelő görbéket megrajzolják és az így nyert rajzok vizsgálata lehetségessé teszi, hogy ugyanazt a vizet egymásután következő szelvényeken keresztül kövessük. Itt csak arra szorítkozom, hogy egyszerűsítve közlöm (129. rajz) a NANSEN által) különböző megfigyelőktől eredő 13 függőleges sorozat alapján szerkesztett szelvényt, mely az északi szélesség 75 foka táján a Spitzbergák északnyugati csúcsa és Grönland közt fekszik.
129. rajz. A tenger hőmérséklete és sótartalma Grönland és a Spitzbergák között. (NANSEN diagrammja.)
Mindenekelőtt a felszínen balfelé látunk Grönland partjától kiindulva a jégolvadás folytán egy kevéssé sós és aránylag meleg felszíni réteget; a metszet közepe felé a sótartalom jelentékenyen emelkedik; a következőkből látni fogjuk, hogy ez az Atlanti meleg sós víz és a jégolvadásból eredő víz keveréke; végre a Spitzbergák partja felé a felszínen kevéssé sós, még mindig meleg víz található; ez szintén a parti víz és az alatta fekvő meleg Atlanti víz keveréke. E felszíni réteg alatt balra található a sarki-áram hideg tömege, mely Grönland keleti partját követi; úgy látszik, mintha két tengelye volna, az egyik, a középen eléri a 1,9°-ot, a másik 1,5°-ot; a sótartalom mindkettőben 35‰ alatt van, a mit az Atlanti-víz határán fogadtak el és a melynek görbéjét itt pontozott vonallal van ábrázoltuk. Ez a 35-ös vonal a határ a sarki
*) Northpolar-Expedition III. k. XXX. tábla, 1909.
és az Atlanti eredetű víz között. Könnyű belátni, hogy ez utóbbi lehűlve, a tenger nagy tömegét foglalja el, míg a sarki víz a felső rétegekben marad. Balra, egészen Grönland partjánál, 150 és 250 méter mélység között találunk egy alsó Atlanti áramot, 0°-nál magasabb hőmérséklettel és 35‰-nél nagyobb sótartalommal. Ez a Golf-áramnak mélységi elágazása, mely a grönlandi sarki áram alatt halad. Azonban a Golf-áram keleti ága, mely a Spitzbergák nyugati partjait mossa, a mint jól láthatjuk a metszet jobb oldalán, tetemesen jelentősebb és melegebb; 35‰-nél sósabb vizei csaknem 50 méternyire közelítik meg a felszínt, de 400 méter mélység körül érik el legnagyobb sótartalmukat 35,28‰-kel 2,5° hőmérséklet mellett.
E szelvény vizsgálata mutatja, hogyan ismerhetők fel a különnemű vizek, egymásra helyezkedésük és keveredési öveik; látható az a könnyűség, a melylyel ugyanazon áram egymásra következő hasonló metszeteken követhető.
Bjerknes és Sandström módszere. *) Az utóbbi években BJERKNES és SANDSTRÖM a tenger mozgásainak tanulmányozására a meteorológiában a légkör mozgásainak tanulmányozására használatos módszereket alkalmazták. A meteorológia haladása a szinoptikus térképek bevezetésének köszönhető és főképp azokénak, a melyek a nyomás eloszlását izobárokkal ábrázolják; azonban egész mostanáig ezekben a térképekben csak a legalsó légréteg nyomáseloszlását ábrázolhatták. Néhány év óta a felső légkör kutatása is nagy haladást tett és a jövőbeli ez talán megismerteti velünk mind tökéletesebben azokat a mozgásokat, a melyek a légkörnek egész terjedelmében mennek végbe és így lehetségessé teszi majd a mind biztosabb időjóslást. A tenger mély rétegeinek kutatása éppen megfelel a magas légrétegek kutatásának – de míg a levegőben a regisztráló műszerek megadják a kémlő léggömbök vagy sárkányok útjának minden pontja számára, a hőmérséklet, nyomás, nedvesség, értékeit, a tengerkutatás jelenlegi módszerei a hőmérséklet, sűrűség vagy sótartalom elemeit csak igen kevés pontban ismertetik meg. Mindazonáltal az állandó tanács
(*) Minthogy nem bocsátkozhatunk a részletekbe, az olvasó figyelmét felhívom EKMAN V. W. Beiträge zur Theorie der Meeresströmungen czímű értekezésére (Annalen der Hydrographie, 1906) a hol megtalálja a részletes irodalmi utalásokat.
tól a tenger kikutatására szervezett egyidejű expedicziók, a melyek a léggömbök és sárkányok egyidejű feleresztéséhez hasonlíthatók, máris elég jelentékeny anyagot szolgáltattak a tenger mozgásainak tanulmányozására, a különböző mélységekben uralkodó nyomásokat feltüntető szinoptikus térképek segítségével; az egyidejű expediczióktól szolgáltatott eredmények alapján ugyanis már megrajzolják az egyenlő nyomású, vagyis izobár vonalakat és felületeket úgy, mint a légkörben. BJERKNES a légkör és a tengervíz számára egyaránt a cm2-re jutó megadint választotta a nyomás dinamikai egységeül; ez valamivel nagyobb egy atmoszféra (1 kg. cm2-enként) nyomásnál; ezt az egységet ő bar-névvel jelöli és felosztja deczi-, czenti- és millibarokra. A millibar megfelel körülbelül 3/4 milliméter magas higanyoszlop nyomásának; ez az egység a légkör számára; a vízre az egység a deczibar; a nyomás ott méterenként körülbelül egy deczibarral növekszik.
A különböző mélységekre így megrajzolt térképek vizsgálata alapján megtudhatjuk többek közt azt, hogy a felső rétegek izobar felületei magasabb szintben vannak a partok hosszában és mélyebben a tengerek czentrális vidékein és hogy nagy vonásokban ugyanazok a viszonyok az általános mozgások és az izobár felületek topográfiája között a tengerben, mint a levegőben.
Clève módszere. CLÈVE tanár, a ki részletesen tanulmányozta a Föld különböző pontjain, nevezetesen az Atlanti-óczeánban gyűjtött planktont, felismerte, hogy a különböző áramokat típusos formákat felölelő plankton jellemzi, melynek alapján egy-egy bizonyos áram útjában követhető. A plankton tanulmányozása már azelőtt is igen fontos volt az általános és az alkalmazott biológia szempontjából; ezzel a felfedezéssel jelentősége még emelkedett. Arra a tényre támaszkodva, hogy a kopepodák bizonyos fajtái, melyek a Fokföldtől délnyugatra találhatók, az északi féltekén is előkerülnek és pedig északra attól a vonaltól, a mely a New-Foundlandi padokat az Azorokkal összeköti, CLÈVE azt következteti, hogy az északi Atlanti-óczeán langyos vizei valószínűleg nem a Golf-áramból, hanem a Benguela-áramból származnak, a mely mint mélységi áram, a tropikus Atlanti vizek alatt folyik. Azonban a svéd tudós nagy tekintélye mellett is azt hiszszük, hogy teljesen magunkévá téve az ő alapeszméjét, meggyőzőbb és jobban megalapozott bizonyításra kell várnunk, hogy
elfogadjuk elméletét abban a különös esetben, a melyet az imént idéztem. Nagyon óhajtandó, hogy a Föld különböző vidékein rendszeresen gyüjtsék és tanulmányozzák a planktont különböző évszakokban és specziális esetekben meghatározott mélységekben; ez esetben meg lehetne állapítani az áramok és a különböző fajtájú plankton közti pontos vonatkozásokat.
Az áramok különböző nemei; az áramlások okai.
Ötféle áramot különböztetünk meg: 1. elterelő (drift-) áramok, melyeket a szél okoz; 2. sűrűségi vagy konvekcziós áramok, melyeket a sűrűségkülönbség idéz elő (hőmérséklet vagy sótartalom); 3. tengerjárási áramok; 4. a többieket kísérő reakcziós, vagy kompenzácziós áramok; 5. vulkáni áramok. A két első a legfontosabb.
Mindenki előtt jól ismert jelenség, hogy ha a szél egy határozott irányban huzamosabban fúj, a víznek előbb egységes felszíne fodrozódik, majd többé-kevésbbé erős hullámok keletkeznek rajta és már kezdettől fogva a felső réteg a szél hatása alatt a szél irányában mozgásba jön, a mi könnyen megállapítható úszó tárgyak helyváltoztatásából. A légi áram a vízhez való súrlódással ugyanolyan irányú tengeri áramot hoz létre, ha semmi akadály nem áll az útban; a vízáram sebessége és mélységi terjedelme a szél erejétől függ. A német ZÖPPRITZ (1878) számítás útján igyekezett meghatározni, hogy mily mélységig érezteti a szél a hatását. Eredményeiből csak a következőket mutatjuk be: Ha felteszszük, hogy a vízréteg teljesen nyugodt, területe határtalan mélysége 4000 méter, a szélnek pedig úgy sebessége, mint iránya állandó, akkor a vízzel a felületén közölt mozgás a folyadékban felülről lefelé terjed és a staczionáris állapot csak 200 000 év mulva áll be; a felületi sebesség ekkor mindenütt egyforma; de 10 000 év elteltével a víz sebessége 200 méter mélységben a felületi sebességnek még csak 0,037 része. Egy hónapnál hosszabb időre van szükség, hogy a felületi sebesség átragadjon az 1 méter mélységben fekvő rétegre és 239 év szükséges ahhoz, hogy 100 méter mélységben a sebesség elérje a felületi sebességnek tizedrészét. Amint láttuk, e számításokban ZÖPPRITZ a valóságtól annyira eltérő feltételeket vesz fel, hogy e miatt eredményei sokat
veszítenek érdekességükből. NANSEN megjegyzi azonkívül, hogy ZÖPPRITZ nem vet számot a Föld forgásával, a mely az előidézett áramot mindinkább eltéríti; azonban ez a hatás csak abban az irányban működik, hogy késlelteti az áramlásnak a mélységbe való hatolását. Bármint legyen is, a széltől előidézett áramok mélysége igen csekély és elismert dolog, hogy az egyenlítői áramok sebessége 150 m. mélységben alig érezhető, 200 méternél pedig már semmi. Ezt a mélységet csak különös körülmények mellett lépik túl az áramok, például a Golf-áram, a melynek mélysége a Florida-csatornában a 800 métert is meghaladja.
A sűrűségi áramokról a fizika azt tanítja, hogy ha két egymással közlekedő edényben különböző sűrűségű folyadék van, ez edényekben a folyadékok magassága fordított arányban áll a sűrűségükkel. A könnyebb folyadék magasabbra emelkedik, mint a másik és ha a közlekedés felülről is szabad, szétterül a másikon. Ebből következik pl., hogy olyan partok közelében, a hol a vizet a beömlő folyó könnyebbé teszi, a szint magasabb, mint az óczeán közepén; ilyen helyen az emelkedett szélektől az alacsonyabb középpont felé lefolyásnak kell keletkeznie. Másrészt ott, a hol a tenger felszíne erősen fűllik, a víz kiterjed, könnyebbé válik és ennek folytán a hidegebb és nehezebb vizek fölött elterül; de az elpárolgás, a melyet ez a felmelegedett víz szenved, összesűrűsíti a sótartalmat, nehezebbé teszi a vizet, úgy hogy ugyanazon pontban vagy csekély távolságra ugyanaz a víz ellentétes hatásoknak van alávetve, a melyeknek eredője nem egyéb, mint a két hatás különbsége, a melyben a vidékek és a körülmények szerint egyszer az egyik, máskor a másik hatás a túlnyomó.
Kérdezhetjük, vajjon a tengeráramlások legfőbb okául a szeleket kell-e tekinteni, vagy pedig ezt a szerepet inkább a vizek sűrűségkülönbségének kell-e tulajdonítani? Sokáig azt tartották, hogy ez az utóbbi ok sokkal hatásosabb; nevezetesen ez volt a véleménye MAURY-nak; és még most is nagyon elterjedt az a gondolat, hogy a tengeri vízkörzés lényeges oka a sűrűségkülönbség és hogy a szelek csak többé-kevésbbé módosíthatják. SOLEY j. C.*) amerikai hadnagy, a vízrajzi hidrográfiai intézet tagja, a Golf-áram mexikói öböli részéről szóló tanulmányában
*) Annalen der Hydrographie, 1907, II. füzet, 54. l.
abbeli véleményét nyilvánítja, hogy az áram keletkezése tisztán a sűrűségen múlik és hogy a szelek egyáltalán nem idéznek elő semmiféle áramot, hanem csakis hullámokat; MAURY nézete kevésbbé egyoldalú. Ha a szél és a sűrűségkülönbség a vizet ellenkező irányokban próbálják mozgatni, mondják a szél alárendelt szerepe mellett állástfoglalók, akkor a szél csak késleltetheti a sűrűségkülönbség működését egészen addig, míg ez utóbbi nem lesz elégséges a Nap hőhatása, az édesvízhozadék stb. folytán, arra, hogy legyőzze a szél működését; minthogy pedig a Nap hatása a trópusok között mindig ugyanaz, a tőle előidézett áramok a hőt az Egyenlítőtől a sarki vidékekre szállítják, akár kedveznek a szelek ennek a vízkörzésnek, akár nem. EKMAN (1906) ellenvetésül felhozza, hogy ez okoskodásban nem tulajdonítják a megérdemelt jelentőséget annak, hogy vannak hatalmas hideg és meleg, sóban dús és szegény áramok, melyek egymás mellett ellentett irányokban folynak és majdnem kivétel nélkül a szél irányában. A Föld tengerei, teszi hozzá, több mint elegendő szélesek ahhoz, hogy hasonló vízszintes körmozgásnak adjanak helyet és minthogy nagyjában a szelek az óczeánok körül fújnak, igen természetes, hogy a víz ugyanazt az utat követi. Sok példa mutatja, hogy a szelek elsőrendű szerepet játszanak az áramok alakulásában. A legjellemzőbb példák egyike az Indiai-óczeán északi vidékein levő hatalmas áram szabályos irányváltozása, mely összeesik a monszunok szabályos váltakozásával. Ha az áramoknak a szél hatása alatt való keletkezése elmaradna, sokkal nagyobb hőmérsékletkülönbségekre volna szükség, hogy ugyanez a hőkicserélődés bekövetkezzék és a sarkok meg az egyenlítő között az éghajlati különbségeknek sokkal nagyobbaknak kellene lenniök. Ebből nem következik, hogy elhanyagolhatónak kell tekinteni a sűrűségkülönbség hatását; ez a hatás, és a szél hatása összeférnek és ha a szél hatásának tulajdoníthatjuk főképpen a jelentékeny felszíni áramlásokat, a sűrűségkülönbségnek kétségkívül nagyobb a jelentősége a függőleges körzésben. Sűrűségkülönbségre vezetnek végeredményben a hőmérsékleti és sótartalomkülönbségek, úgy hogy elegendő az elsővel foglalkoznunk.
Siessünk is mindjárt megállapítani, hogy sok esetben épen a sűrűségkülönbség az oka az áramoknak. Ez teljesen világos
azoknál, a melyek két, többé-kevésbbé magas küszöbtől elválasztott medencze között állnak elő, melyekben bármily oknál fogva, pl. az éghajlat hatása alatt, a sűrűségek különböznek egymástól. A Gibraltár-szoros két egymás fölött folyó árama eléggé ismeretes; ezeket közvetlen mérésekkel kimutatták. A Földközi-tenger vize az elpárolgástól sósabbá és így nehezebbé válva, e zárt medencze fenekére sülyed és igen sűrű tömeget alkot, mely a szoros küszöbe fölött ömlik át a könnyeb vízű Atlanti-óczeáriba. A Földközi-tenger vizének így előálló sülyedését ellensúlyozza egy fölszíni áram, mely a kevésbbé sűrű Atlanti vízeket viszi a Földközi-tenger felszínére. Ilyenformán a két medencze között folytonos kicserélődés áll elő, kizárólag vizeik sűrűségkülönbsége folytán. E nehéz és egyúttal meleg vizek, a melyek így mélyen leereszkednek az Atlanti medenczében, sokáig és egészen 2000 méter mélységig megőrzik hőmérsékletüket, a mely jelentékenyen magasabb, mint az ugyanolyan mélységben és ugyanolyan földrajzi szélesség alatt levő tisztán Atlanti vizeké. Pl. a St.-Vincent-foktól dél-délkeletre, 60 mérföldnyire, a 36°6' északi szélesség és 7°55' Greenwichtől számított nyugoti hosszúság alatt, (1268. sz. állomás), a Princesse-Alice 9,4°-os hőmérsékletet állapított meg 1473 méter mélységben, holott azon a helyen 6–7°-os vizet kellett volna találnia, ha a Földközi-tenger sűrű és meleg vize nem éreztette volna hatását. A hálóban felhozott iszap hőmérséklete (8,60) alacsonyabb volt, mint a vízé. BUCHANAN j. V. a jelenség okait már 1888-ban fölismerte. Azokon a térképeken, a melyeken SCHOTT dr. (1902) a mélységi hőmérsékletek eloszlását feltüntette, megállapítható, hogy ez a melegvíz-tömeg a gibraltári szoros mindkét oldalán szétterül, északra egészen a biscayai-öbölig, délre a Kanári szigetekig, míg nyugat felé Madeira hosszúságán túl nem érezhető.
A Földközi-tenger áramai általában gyengék és ritkák. Legnevezetesebb az, a mely a Gibraltár-szoroson lép be, az Atlanti-óczeán felszíni vizeit hozva magával azoknak helyébe, a melyek a mélységben a szoros küszöbe fölött az Atlanti-óczeánba ömlenek. Ez az áram állandó a szoros középső részén és eléri az óránkénti 3,7–5,5 km. (2m3 mérföld) sebességet; megesik néha, hogy a sebesség 9 km.-re rúg (5 mérföld); azután kiszélesedik és Spanyolország partjain a Gata-fokig érezhető. A jobb felé terülő áram Afrika északi partjai mentén halad kelet felé; kétség-
telenül ez, vagy pedig ennek egyik ága hatol északra Sziria partjain, majd nyugatra Kis-Ázsia partjai mentén. Egy másik áram a Fekete-tengerből jön az Aegei-tengerbe, ismét egy másik az Adriai-tenger keleti partja mentén halad fölfelé és a nyugati part mentén száll alá. Francziaország déli partján az áram nyugat felé folyik.
Összegezve az egészet, úgy látszik, hogy a Földközi-tengernek egy nagy zárt körben haladó felszíni árama van, melyet, mint rendesen, másodrangú áramok kísérnek. Minthogy ez az áram gyenge, sok esetben különböző irányú szelek észrevehetetlenné tehetik, mert eltérítik útjából és pedig annál könnyebben, minél távolabb esik az illető pont az áram eredetétől, vagyis a Gibraltár-szorostól. A Földközi-tenger kis terjedelmű lévén a környező szárazföldekhez képest, az Afrikai partok magas hőmérsékletétől előidézett szelek nyáron elég szabályosak és megnehezítik e tenger áramainak tanulmányozását, mely különben eddig sem haladt jelentékenyen előre.
BUCHANAN annak a véleményének adott kifejezést, hogy a Perzsa-öböl meg a Vörös-tenger és az Indiai-óczeán között ugyanolyan tüneménynek kell lefolynia, mint a Földközi-tenger és az Atlanti-óczeán között. A későbbi kutatások ezt meg is állapították. Minthogy azonban a Hormuz és a Bab-el-Mandeb szorosok küszöbei sokkal kevésbbé mélyek, mint a Gibraltáré, a hőmérséklet-különbség a zárt medencze és az Indiai-óczeán víze között már 150 méternél kezdődik 400 helyett (Gibraltár); mi több, ezek a hőmérsékletkülönbségek feltűnőbbek és nagyobb mélységig (az Indiai-óczeánban egészen 3000 méterig) érezhetők, mint az Atlantiban. SCHOTT táblázata szerint, melyből a következő számokat veszem, az Arabs-tengerben 150 méter mélységben a Vörös-tenger fenekéről jövő meleg áramtól módosított hőmérséklet 21°, holott 17°-nak kellene lennie, úgy, mint a Bengáli-öbölben, a hol a víz nincsen alávetve hasonló hatásnak; a különbség 4°.
150 m. |
|
17° helyett |
21°; |
különbség |
4° |
A hőmérséklet mellett a nagy sótartalom bizonyítja azt, hogy ezek az óriási meleg víztömegek valóban azokból a melegvíz
tartókból jönnek, a melyeket a Vörös-tenger, a Perzsa-öböl stb. alkotnak. Erre a sótartalomra a Földközi-tengerből kiáramló vizet illetőleg, már BUCHANAN terelte rá a figyelmet. Az Adeni-öbölben 1840 m. mélységben a sótartalom 38,47‰ vagyis 3‰-kel több, mint az Indiai-óczeán fenékvizéé és majdnem akkora, mint magának a Vörös-tengernek a sótartalma. Ellene vetették, hogy a szorosok keresztmetszete nagyon is kicsiny az óriási melegvíztömegehkez képest, a melyeket a velük közlekedő óczeánokban nekik tulajdonítanak, azonban számításba kell venni az időt is, mint tényezőt, valamint a víznek nagy fajhőjét.
A Marmara-tenger ugyanúgy viselkedik a Fekete-tengerrel szemben, mint a Földközi az Atlantival szemben. Az elsőnek nehéz vize alant folyik a másikba, míg emez felületi áramban küldi könnyebb vizét a Marmara-tengerbe.
Tengeralatti édesvízi források csekélyebb sűrűségüknél fogva szintén idézhetnek elő helyi áramlásokat, de ezek rendszerint kevéssé jelentékenyek; még újabb megfigyeléseket kell várnunk,
mielőtt elfogadnók a földalatti folyók létezését, melyek e tenger-alatti úton keresztül állítólag még fatörzseket is úsztatnak. *) A parttól kisebb-nagyobb távolságban a tenger fenekén felfakadó édesvíz-forrásokra számos példát ismerünk; Monacó környékén több ilyet magam is megfigyeltem. Magában a kikötőben is van ilyen és távolabb is, a Martin-fok nyugati pontja közelében. Ha a tengert gyönge szél borzolja, e tengeralatti édesvízforrásokat kisebb-nagyobb köralakú vízterület árulja el, melynek nyugalma éles ellentétben van a környező fodros vízzel. A 130. rajz mutatja a Monaco környéki források egyikének képét.
130. rajz. Tengeralatti édesvíz-forrás Monaco közelében.
Az amerikai SOLEY hadnagy **) legújabban érdekes tüneményről ad hírt; a Mexikói-öbölben nagy olajfolt figyelhető meg, a mely szétterül a felszínen és gyakran több hónapig tart. Úgy látszik, ez az olaj a Mississippi deltájától délre, körülbelül 27° északi szélesség és 91–92° nyugoti hosszúság alatt a fenékről jön, a mely ott 1829 métert mélységben van. Igen érdekes volna ez olaj természetét és eredetét meghatározni.
Hasonló megítélés alá esik a Kaliforniai, Santa-Barbara környékén lévő summerlandi petróleumvidék, melyet apálykor is 6–8 méter magas víz borít.
A már megindult áramokat irány és sebesség tekintetében a következő okok módosíthatják.
1. A Föld tengelyforgása. A mechánika tanítása szerint a Földnek saját tengelye körül való forgása következtében minden mozgó test útjából jobbfelé tér ki az északi, és balfelé a déli féltekén. Alább látni fogunk ebből az okból eredő jellemző hatásokat.
2. Az akadályok, nevezetesen a partok, melyekkel az áramok találkoznak és irányuk.
A mikor egy C áram merőlegesen megy neki az AB falnak
*) Ld. DE VARIGNY H. czikkét a Temps 1905. februárius 23-iki számában. A Perzsa öbölben egyes vidékek lakói egyenesen felkeresik a tengeralatti források édesvizét, melyet már a főnicziaiak is tudtak hasznosítani. Nehéz haranggal borították le és hosszú bőrcsövön át vezették a felszínre az így felfogott vizet. (PLINIUS és STRABON elbeszélése nyomán, melyre DE VILLENEUVE kanonok volt szíves figyelmeztetni).
**) "Der Golfstrom im Golf von Mexiko" Annalen der Hydrographie, Berlin, 1907, 84. és 87. l.
|
131. rajz. |
vagy partnak, akkor két ellentétes irányú ágra oszlik, a mint a 131. rajz mutatja. Ha két C és C' párhuzamos áram találkozik a rájuk merőleges parttal, a mint ugyanazon rajzról könnyen látható, a kettő között egy harmadik, az előzőkkel párhuzamos, de ellentétes irányú C'' áram keletkezik: ez az ellenáram. Az eredmények többé-kevésbbé különbözők az áramok egyenlőtlensége, az akadály alakja és iránya miatt stb. Ha másrészről két egyenlő erejű, ellentétes vízszintes áram találkozik egymással, akkor leszálló áram keletkezhet; vagy épúgy felfelé irányuló áramlás, ha a két áram egymástól távolodik. Ez az emelkedő áramlás kompenzácziós áram, a mely az egyensúly helyreállítására visz vizet a felszínre, annak a pótlására, a mit az egymástól távolodó áramok elvisznek. E kompenzácziós vagy reakcziós áramok állandóan kísérik az elsőrendű áramokat és egészben ugyanakkora víztömegeket hoznak mozgásba, mint az első; azonban többágúak és megfelelően többé-kevésbbé feltünők lehetnek, a mint arra számos példát fogunk látni. Különben az összes felszíni áramok, melyek majdnem zárt medenczékben a mélységről eltávozott víz helyettesítésére jönnek, kompenzácziós áramok.
|
132. rajz. |
Kompenzácziós áramok keletkeznek még vízalatti akadályok fölött, ha a főáram sebessége elég nagy. Ez történik pl. bizonyos zátonyok felett, a mint vázlatosan a 132. rajz nyilai mutatják; a mély víz bizonyos mértékben felszívódik. SCHOTT (1902) idézi példaként a Valdivia-pad feletti áramot. E pad a Bálnahát (Walfisch-Rücken)-nek egy része, a Benguela-áramlás kellő közepén, a déli szélesség 25-ik foka alatt. A fenéken 936 méter mélységben a hőmérséklet 3,5°, 981 méter mélységben 3,3°, középben 950 méter mélységben 3,4°, míg a nyílt tengeren, e szélesség alatt a hőmérséklet ilyen mélységben 5,2° és csak 1100 méter mélységben található 3,4° Az aránylag erős, vízszintes áram következtében az 1100 méteres mélység hideg vize minden valószínűség szerint felszívódik a 900 méteres mélységig. Általában a fel- és leszálló áramok színtere a 200–300 méteres mélység, de éppen az imént láttuk, hogy néha mélyebbre is hatolnak. Gyakran észlelhető a hőmérsékletnek helyi sülyedése
hideg víz felszállása következtében, két gyorsan folyó víztömeg között. Pl. a San Roque fok közelében, a hol a dél-egyenlítői áramlás két ágra oszlik, a víz hőmérséklete 50 méternél 23°, 200 méternél 11–13°, holott egy kissé délebbre, Bahia közelében 50 méternél 26,3°; 200 méternél 18–19° észlelhető. Az első esetben a felszívás tüneményével van dolgunk; a másodikban ellenkezőleg a magas hőmérsékletet a felszíni meleg víz leszállásának tulajdonítják az uralkodó szél (délkeleti passzát) hatása alatt, mely egyenesen a part felé tart.
Ugyancsak a guineai és az észak-egyenlítői áramlás közötti vidéken, Afrika északnyugati partja közelében, nevezetesen a zöldfoki szigetektől délnyugatra található ilyen felszálló hideg víz, mely különösen 50 méter mélységben igen feltűnő; a Valdivia e tájon 13,2°. hőmérsékletet állapított meg igen csekély terjedelmű, körülbelül 18 fokos víztől körülvett darabon. Különben megjegyzésre méltó, hogy e mélységben a 20 fokos izoterma, a helyett, hogy követné eredeti irányát, egészen a Bojador-fokig, dél felé hajlik, távol tartva magát a parttól, ettől a foktól kezdve egészen a Niger torkolatáig. E nagykiterjedésű part egész hosszában, de különösen a Blanco-foknál, van egy friss vízöv, mely a beléje merülő zátonyokon az állati életnek jelentékeny fejlődését teszi lehetségessé, nevezetesen az Arguin-padon, a hol több ízben rendezkadtek be halászatra és a melynek halgazdagságát egyhangúan dicsérik.
Német Délnyugat-Afrika partja igen hasonló viszonyokat tüntet fel; egészen 300 méter mélységig a hőmérséklet jelentékenyen alacsonyabb e part hosszában, a Benguela-áramban, a hol nem éri el a 15°-ot, míg ugyanazon szélesség alatt nyílt tengeren ugyanazon 50 méteres mélységben 20 fokos hőmérséklet észlelhető.
Az óczeánok általános vízkörzése.
Próbáljuk meg most megrajzolni az óczeáni vízkörzés alapvázlatát, úgy a mint ma általánosan elfogadják. A meteorológia arra tanít bennünket, hogy a Napnak nagyjában merőleges sugarai
hatása alatt a mintegy 1000 km. széles levegőöv, mely az egyenlítőnél körülöleli Földünket, jelentékeny melegítésnek van alávetve. Ez az egyenlítői meleg s ennek folytán könnyű levegőszalag, a mely felemelkedik, alacsony nyomású övet alkot, a mely felé sietnek északról és délről a levegőtömegek, úgy hogy ha a Föld nem forogna és ha felülete egyenletes volna, pl. mindenütt egyformán vízzel volna borítva, akkor az egyenlítő felé irányuló északi és déli széllel, továbbá ezek találkozóján felszálló egyenlítői meleg levegő-árammal volna dolgunk, a mely a pólusok felé lefolyva ezt a körzést kiegészítené. Minthogy azonban a Föld forog és minthogy ennek folytán minden mozgó test az északi féltekén útjából jobbra, a déli féltekén balra tér ki, az északról az egyenlítő felé haladó légtömegek nyugat felé térülnek el és az északi szélből északkeleti lesz. Ez az északi félteke passzátja; ugyanígy a déli szélből lesz a déli félteke délkeleti passzátja. E szelek, melyek állandóan ugyanazon irányban, 30–40 km. óránkénti sebességgel fújnak, az egyenlítőn találkoznak, a hol felemelkednek, egymás közt a felszálló levegőjű egyenlítői szélcsendes övet hagyva. Magától érthető, hogy a Föld felülete nem lévén egyenletes, a szárazföldek eloszlása zavarokat idéz elő ezen szélrendszerben, a mint a következőkben látni fogjuk.
Bármint legyen is, a szelek ugyanabban az irányban elég nagy erővel fújva egy vízterületen, elvégre ennek felső rétegére a vízszintes nyomás és a rétegek egymás közti súrlódása folytán az egesz vízömegre kiterjedő haladó mozgást idéznek elő, vagyis áramot alkotnak. Igy indítják meg az északkeleti passzátok az északi egyenlítői áramlást, melynek NE–SW kezdeti iránya csakhamar E–W irányúra változik a Föld forgása következtében; Ugyanez mondható a déli egyenlítői áramlásról a S–E passzát folytán. Ugyanezek az okok működnek a Csöndes-óczeánon, a hol hasonló egyenlítői áramokat találunk; az Indiai-óczeánban később tárgyalandó zavaró hatások folytán az északi egyenlítői áramlás eltérő magaviseletű, míg a déli úgy viselkedik, mint az előbbi két óczeánban.
Vizsgáljuk már most közelebbről az Atlanti-óczeánban történőket a KRÜMMEL után rajzolt áramtérképen (133. rajz). Látjuk, hogy a déli egyenlítői áramlás a S. Roque-foknál Délamerika kiszögellésénél két áramra oszlik, melyek egyike az északi egyenlítői
133. rajz. A tengeri áramok általános térképe.
(KRÜMMEL szerint; —— meleg, - - - - hideg áramok.)
[JPG]
áramhoz csatlakozik, hogy hozzájáruljon a Golf-áram alakításához, melynek egy része másféle vízzel keverve Kanári áramlat neve alatt jön vissza, hogy bezárja az északi atlanti nagy kört. A déli egyenlítői áram déli ága Braziliai áramlás neve alatt állandóan balfelé tér ki, míg a Golf-áram jobbfelé és a Benguela-árammal együtt ugyancsak zárt kört alkot. Ez a déli Atlanti nagy kör kevésbbé bőséges, mint az északi, minthogy a déli egyenlítői áramlás vizeinek egy része az északi félteke felé fordul.
Ugyanezt az eloszlást találjuk a Csöndes-óczeánban; sőt mi több, ott ez még jellemzőbb. Az északi és déli egyenlítői áramlások között, melyek keletről nyugat felé haladnak, egy egyenlítői ellenáramlást látunk, mely nyugatról kelet felé halad és az előzők rovására alakult, ez áramlásoknak az óczeáni medencze keleti falához való ütődése folytán. Az Atlanti-óczeánban ezt az ellenáramlást a Guinea-áram képviseli, mely Afrika és Amerika partjainak alakulása és aránylag csekély kölcsönös távolsága folytán kevésbbé szabályos alakot mutat, mint a Csöndes-óczeánban.
Az Indiai-óczeánban, míg a déli egyenlítői áram köre normális és teljes, az északi körön zavarok észlelhetők; télen októbertől áprilisig a passzátok ott normálisak és az északkeleti monszun nevet viselik. Azonban ezután Ázsia szárazföldjei gyorsan és erősen felmelegednek, a minek folytán alacsony nyomás, meg a levegőnek ez alacsony nyomású középpont felé való áramlása indul meg, vagyis megjelenik az előbbiekkel ellenkező irányú délnyugati szél, a délnyugati monszun. Az eme szél hatása alatt keletkező áramok évszakosak, mint maguk a szelek és íme ez a legjobb példák egyike a szelek jelentőségére az áramok előidézésében.
Látjuk tehát, hogy a három nagy óczeán mindegyikében az egyenlítő mindkét oldalán van egy-egy zárt áramkör, melynek vizei mindig jobbfelé térülnek el az északi féltekén és ennélfogva az óramutató irányában haladnak, míg a déli féltekén mindig balfelé térve ki, ellenkező irányban keringenek. Csak az Indiai-óczeánnak van egyetlen állandó köre: a déli. Ez az óczeáni felszíni vízkörzés öt nagy működési czentruma. A mint a térképen látható, az antarktikus gyűrűszerű óczeánban az áram úgyszólván nem talál akadályt és innen ered a nyugatról keletre haladó általános mozgás, mely megegyezik a három nagy óczeáni
kör déli részének mozgásával s a melyet a nyugati szelek állandósága idéz elő és tart fenn. Ez az a nagy jobbra tartó déli áramlás, a melyből Dél-Afrika, Ausztrália és Dél-Amerika nyugati partjainak mentén szakadnak le azok a hidegvízelágazások, a melyek keleten kiegészítik a fentebb megjelölt három nagy kört.
E hatalmas körök óriási területeket fognak körül, melyeken a víz nyugodt és árammentes; itt gyűlnek össze a körbenforgó áramoktól idehordott úszó tárgyak. A legismeretesebb e csendesvízi vidékek közül kétségtelenül a Sargasso-tenger, mely nevét a megszámlálhatatlan algatömegektől nyerte. Ezek az algák itt úsznak és szaporodnak és a belőlük fejlődő gázzal telt hólyagok tartják őket a felszínen. Amerika partjaitól elszakítva, nagy mennyiségben a tenger közepe felé sodródnak az Azoroktól délnyugatra és a csekély helyi hatások alatt négymillió négyzetkilométernyi, vagyis Francziaország területénél nyolczszor, [a történelmi] Magyarország területénél tizenkétszer nagyobb felületen úsznak ide s tova. A kartágóiaknál elterjedt hiedelem szerint a tenger a Kanári-szigeteken túl nem volt hajózható, mert felületét úszó növények vastag rétege borította. Kétségtelenül "ez az első történeti utalás a Sargasso-tengerre, erre a mérhetetlen tengeri növénytakaróra, mely az Atlanti-óczeán közepén, az egyenlítői áramlás, a Golf-áram és a passzát-szelek együttes hatása alatt örvénylik.*)
A kartágóiak, rómaiak és arabok, a kik az Atlanti-óczeánon hajóztak, említenek egyet-mást a Sargasso-tengerről és ha HAMILKAR és HANNO hajónaplói előkerülnének, érdekes volna megismerni e kutatók megfigyeléseit".
A Sargasso-tenger létezésének és alakulásának feltételei adva lévén, hasonló algafelhalmozódás volna várható azokon a csöndes vízű vidékeken is, a melyek más áramkörök közepét foglalják el; ezt valóban meg is állapították, de a sargassók relativ mennyisége sehol sem akkora, mint az Északi-Atlanti-óczeánban. Tegyük még hozzá, hogy ez az öt nyugalmi öv, a mely megfelel a magasnyomású légköri nyugalmi öveknek, valamennyi körülbelül a 30-ik északi és déli szélességi fok alatt fekszik. Eme légköri és óczeáni tünemények kiterjedése és egyezése valóban nevezetes és nagyszerű. Elképzelhető, immár, hogy ha a
*) ALBERT, monacói herceg, A Golf-áram, 1886, 8. l.
földfelület egyenletes volna, a tengeri és légköri áramok teljes párhuzamosságot tüntetnének fel; a valóságban ezt alig rontja más mint a szárazföldek aszimmetriája. Ez ismét egy ok annak elismerésére, hogy a főbb áramok létezése és állandósága, melyek függelékeikkel együtt az óczeáni körzés túlnyomó részét alkotják, valóban a megfelelő légi áramoknak tulajdonítandó.
Láttuk, hogy azok a tengeri áramok, a melyek különösen érdeklik [érintik] a hajózást és a klimatológiát, nevezetesen a felületi áramok, ritkán érik el a 150 méteres vastagságot; viszont azonban nagyobb gyorsasággal mozognak, mint a többiek; a Golf-áram pl. a Mexikói-öbölből való kilépése után naponként 111 km.-nyi sebességgel halad. SCHOTT (1902) szerint e fölületi áramok elegendők arra, hogy minden óczeáni áramlást megmagyarázzanak; szerinte betű szerint kell venni VARENIUS e mondását: si pars oceani movetur totus oceanus movetur, vagyis, ha egy folyadéknak, mint a tengervíznek egy része mozgásba jön, az egész tömeg részt vesz ebben a mozgásban. Felületi áram létezése maga után vonja a reakcziós és különösen a kompenzácziós áramok fellépését, melyeknek összes bősége nem kevesebb, mint a kezdeti áramé, minthogy czéljuk az elsőtől megbontott egyensúly helyreállítása. Minthogy pedig a kezdeti tünemény folytonos, a kompenzácziós mozgások maguk is folytonosak és mindegyik félgömbön nagy függőleges körforgást idéznek elő. Képzeljük el pl. azokat a nagy víztömegeket, a melyeket az északi és déli egyenlítői áramok és meghosszabbításaik (Golf-áram és Braziliai-áram) mozdítanak el; ezek jelentőségben meghaladják azt a víz tömeget, a melyet a hideg áramok (Kanári és Benguelai) visznek vissza az egyenlítő felé, hogy a két kört bezárják. Szükséges tehát, hogy ez a vízhiány valamilyen folytonos módon kipótoltassék más forrásból jövő vízzel; ez a víz a mélységből jön, hogy azután a felületi áramlásokban szétoszoljon; így keletkezik a függőleges körzés emelkedő ága. Másrészt az egyenlítőtől messzire elvitt meleg víz a magas szélességekre érve lehűlés folytán nehezebbé válik és a mélységbe sülyed; a déli és északi 30 szélességi fok körül levő csendes vizekben ez a víz még azért is leszáll, mert az elpárolgás folytán nehezebbé válik; mindezek a vizek kisebb-nagyobb mélységbe nagymennyiségű hőt visznek magukkal; így keletkezik a függőleges körzés leszálló része. Ez
a függőleges körzés teljes az egyenlítő és a közepes szélességek között és jelentékenyebb az északi féltekén, mint a délin, mert ott a felületi körmozgás is fejlettebb; közepes szélességek alatt a víz így 500–1000 m., sőt nagyobb mélységekbe is lesülyed igen lassú mozgással és mint mélységi áram halad az egyenlítő felé; itt azután felszálló mozgással, a felszínre kerül, hogy bezárja a körfolyamatot. E függőleges körmozgás teljesen a felületi áramnak köszönhető. Minél inkább közeledünk a magas szélességek féle és magukhoz a pólusokhoz, annál csekélyebbek a függőleges körforgás mozgásai és annál hidegebb a víz, a mikor a fenékre érkezik.
Föl kell tennünk, hogy a tárgyalt rendszer körzésének egészében az egyenlítőtől a pólus felé szállított vízmennyiség egyenlő azzal, a mely visszajön az egyenlítőhöz. Ez utóbbit tehát a felületi visszatérő áram és a függőleges körmozgás szolgáltatják; e két ok mindegyikének tulajdonítandó visszahozott vizek mennyisége természetesen változik az esetek és a körülmények szerint; általában a függőleges körzés lesz a csekélyebb. Vegyük szemügyre az egyenlítő és a 30° északi szélesség közt levő áramot. A felületi áram sebessége a sark felé 24 mérföld naponként (a mi csekély a Golf-áraméhoz viszonyítva); vegyünk fel 100 méter vastagságot és tegyük fel, hogy ezen tömegnek csak 5%-a folyik el, hogy ismét az egyenlítő felé szívódjék mélységi áram alakjában, akkor SCHOTT szerint azt találjuk, hogy ezen mélységi áram sebessége másodperczenként 0,7 milliméter, naponként 60 méter és hogy egy vízrészecskének 150 évre van szüksége, hogy visszajöjjön 30° szélességből az egyenlítőhöz, míg a felületi áram az ellentétes utat 80 nap alatt teszi meg (ha durva közelítéssel felteszszük, hogy egyenes vonalban halad). Az egyenlítőn pl. a 3000 méter mélységből érkezett áramnak 50 napra van szüksége, hogy a felszínre bukkanjon. A mint látjuk, e mozgások rendkívül lassúk és a valóságban talán még lassúbbak; azonban nem szabad felednünk, hogy folytonosak és úgy látszik helyesen társíthatók a kémiai függőleges czirkuláczióval, a melyre THOULET utalt a nagy mélységiállatok életéhez szükséges gáznemeknek megújításáról szólva. A hideg víz felszállása az egyenlítőn és a meleg víz lesülyedése a közepes szélességek alatt nem egyszerű feltevés, hanem termometrikus megfigyelésekkel kimutatott valóság. Hasonlítsuk csak
össze a SCHOTT-tól származó alábbi táblázat első és negyedik oszlopát, melyek az Atlanti-óczeán közepes hőmérsékletét ábrázolják az egyenlítőn és az északi 30. szélességi fok alatt.
Mélység |
A magas hőmérsékletek öve |
Az alacsony hőmérséklet |
|||
|
Észak-Atlanti |
Dél-Atlanti |
Indiai-óczeán |
Atlanti |
Indiai-óczeán |
|
0 |
22,7° |
19,5° |
20,0° |
26,0° |
27,8° |
Azonnal látjuk, hogy közvetlenül az 50 méter vastag felszíni réteg alatt, mely az egyenlítőnél még melegebb, mint a 30°-nál, az egyenlítői hőmérsékletek sokkal alacsonyabbak, mint a közepes szélességiek. Az aránylag hideg víz az Egyenlítőnél 100 méter mélységig hatol fel, a hol 16,3°, vagyis 3,3°-kal kevesebb, mint a 30°-nál ugyanazon mélységben; 400 méter mélységben a különbség még szembeötlőbb (8,1° 15,8° helyett). Az északi Atlanti-óczeánban a különbségek a legfeltűnőbbek; kevésbbé érezhetők az Indiai-óczeánban és a déli Atlantiban meg épen a leggyöngébbek. Ez a következőképpen magyarázható: hogy az északi Atlantiban a különbségek oly feltűnőek, ennek az az oka, hogy ott az áramlások nagyobbak és bőségesebbek a déli egyenlítői áramlás jó részének hozzájárulása folytán, míg a déli Atlantiban a legkisebb különbség mutatkozik az egyenlítő és a déli 30°-i hőmérséklet között. Hasonlóképpen magyarázható az is, hogyan
ér le a meleg víz a 30° északi szélesség körül egészen az óczeán fenekéig, azaz a 3°-ot meghaladó hőmérséklettel 3000 méternél nagyobb mélységekbe, míg a többi óczeánban a megfelelő mélységek hőmérséklete nem haladja meg a 2,7°-ot. Világos tehát ezekből, hogy mindenütt az egyenlítő alatt felszálló hideg víz, a közepes, 30°-os szélességek alatt leszálló melegvíz van jelen.
A tények tehát úgy látszik jól egyeznek a föntebb jelzett vázlattal. SCHOTT elméletében így kapcsolódnak egymással össze a felületi vízszintes és a függőleges körzés s az egész a folytonos mozgások egyetlen általános rendszerét alkotja, melynek főforrása a légi áramokban van.
THOULET (1904) a következő ellenvetést tette amaz elmélet ellen, a mely szerint a mélységi függőleges körzés a fenék vizét az egyenlítőnél felemeli: A legújabb mérések annak megállapítása felé irányulnak, hogy ugyanazon óczeán "az ő mélységeiben nem egyéb, mint egymásmellé helyezett edények sorozata, melyek mindegyikének megvan a maga vízeloszlása és a melyek mindegyike teljesen mozdulatlan vagy majdnem mozdulatlan vízzel van telve". A mi véleményünk szerint az említett edények létezése nem változtatja meg a szóban forgó, igen lassú fenékáramlás és függőleges körzés elméletének értékét. Mert ha a vízrészecskék, melyekről feltettük, hogy a fenék mentén haladnak a sarktól az egyenlítő felé, könnyebbek, mint azon edények vizei, a melyeket útközben találnak, éppen úgy fognak elhaladni fölöttük a mint fölötte haladnak a tengeralatti talajnak; ha nehezebbek, akkor ez edények fenekére sülyednek, a melyeknek kezdeti tartalmát kiszorítják a helyükből és elfoglalják ugyanazon hatásoknak alávetve, az áramló részecskék helyét, vagyis most ez edények könnyebb vize fog az egyenlítő felé tartó mozgásban résztvenni; a mélységi víz így vagy egyik edényből a másikba folyhat, vagy egyszerűen fölöttük siklik el, ha, sűrűsége csekélyebb, mint ez edényekben levő vizeké, a mi az általános esetben kétségtelenül előfordul. Ez utóbbi esetben a mélységi körzés mindenesetre igen lassú; egyidőben az edényekben a víz mozdulatlansága bizonyos kémiai hatásokat tenne lehetségessé, a melyek számára ez a nyugalmi állapot szükségesnek látszik.
Egy pillantást vetettünk az egész elméleti vízkörzésre; magától érthető, hogy mellette, tőle függve vagy függetlenül
másodrendű körzéseknek egész serege létezik, mint pl. azok, a melyek a többé-kevésbbé zárt medenczékben állnak elő és a melyek helyi körülményeknek vannak alávetve.
Vannak ezenkívül helyi, átmeneti, gyakran igen korlátolt áramok, melyek néha kicsinyben ugyanazokat a tüneményeket mutatják, a melyeket az általános körzésnél láttunk. Továbbá előfordulhatnak zavarok az áramkeltő szeleknek irányában és állandóságában is, a nélkül, hogy az áramok egészen felületi és átmeneti hatásnál egyebet mutatnának és a nélkül, hogy az egész áramnak iránya és sebessége nagyon megzavartatnék, feltéve mindig, hogy az említett zavarok csak átmenetiek.
A Golf-áram és elágazásai. KOHL 1868-ban igen részletes tanulmányt írt a Golf-áramról, különösen történelmi szempontból.*) Számos igen régen megfigyelt érdekes esetet említ partra vetett úszó tárgyakról, melyek bizonyára már korán ráterelték a figyelmet az úsztatás okára; Skóczia és Norvégia lakói emberemlékezetet meghaladó idők óta gyűjtöttek partjaikon idegen eredetű diókat és magvakat. Így jutottak egyebek között olyan gyümölcshöz is, a mely bőven terem Jamaikán és a melyet ők molukki babnak neveztek.
Több dán történész szerint a Faröer-szigetek és Izland lakói házaikat gyakran úsztatott fából készítették, mely mind ritkább lett abban a mértékben, a mint a gyarmatosítás terjedt a Mississippi partjain. Ezeket a fadarabokat a folyó a Mexikói-öbölbe vitte és onnan a Golf-áram sodorta észak-kelet felé. Hasonlóképen a Mimosa scandens mexikói növény magvait többízben gyűjtötték a Faroer-szigeteken, Izlandon, sőt még Norvégiában az északi fokon és Grönland déli részén is. Ez utóbbi vidék lakói e magvakat burnót helyett használták.
Ezen adatokkal összehasonlíthatjuk a monacói herczegtől a Golf-áram átszelése alkalmával a tengerbe vetett úszók érkezését a Brit-szigetek, Shetland-szigetek, Izland és Észak-Norvégia partjaira.
Nem időzünk a Golf-áram felfedezésénél, mely 1513-ban a spanyol PONCIO DE LEON nevéhez fűződik; nem is késtek kihasználásával; a spanyol négyárbóczos naszádok, a passzátszelektől hajtva délfelé tartottak, hogy az egyenlítői áramlás felső szélét
*) ALBERT, monacói herczeg: Le Gulf-Stream ("A Golf-áram") Paris, 1886.
elérjék, mely aztán az Antillák tengerébe és a Mexikói-öbölbe vitte őket. Visszafelé a Florida-csatornán keresztül jöttek és egészen az Atlanti-óczeán közepéig a Golf-áram vize hozta őket.
A nagy óczeáni folyó tanulmányozásának tudományos alapját FRANKLIN *) vetette meg. Figyelmét az vonta magára, hogy az állami postahajók sokkal hosszabb időt vettek igénybe az Atlanti-óczeánon való átkelésre, mint a massachussetsi kereskedelmi hajók.
A Nantucketból való FOLGER kapitány tudósításaiból ismerte meg a kelet felé irányuló erős áram létezését, melyet a kereskedelmi hajók Európába menet felhasználtak, visszajövet pedig, magasabban északra hajózva, kikerültek. FOLGER még megjegyezte azonkívül, hogy ez az áram meleg.**) FRANKLIN élénken érdeklődött e dolgok iránt és nantucketi bálnavadászoktól számos értesítést kapott, a melyek alapján azután közzétette a hajósok nagy hasznára a Golf-áram térképét. Ugyancsak ő állapította meg, hogy meg lehet határozni a hajó helyzetét az áramhoz képest a tenger hőmérsékletéből az illető ponton és így a hőmérőt hajózási műszerré avatta (1776). Ez a módszer még most is hasznos szolgálatokat tehet az amerikai partok ködös vizem. Az Egyesült-Államok Coast Survey-je (parti hivatal) MAURY kapitány ösztönzésére azután újra felvette a Golf-áram rendszeres tanulmányozását, a mely jelenleg a Föld legismertebb és egyszersmind legjelentékenyebb árama. Ránk európaiakra nézve elsőrendű szerepe van; döntő hatása van Európa partjainak éghajlatára; közvetlenül meleg vizeinek szomszédságával és a felette járó szelek útján egészen hozzánk érkező hőjével egyaránt hat éghajlatunkra. Pl. Anglia délnyugati csúcsánál a Scilly-szigeteken olyan éghajlat uralkodik, hogy a pálmák is megélnek és az aloék is virágzanak.
Az északi nagy egyenlítői áramlás vizei óránként 1 km. sebességgal haladnak nyugat felé és a nagyobb rész a déli egyenlítői áram emelkedő ágával egyesülve, a szigetek között, az Antillák tengerébe nyomul, míg az áram többi része kívül, északnyugati irányban halad. Az első körülbelül 27° meleg; a passzátoktól nyugat felé nyomva nagyobb sebességgel halad
*) L. AGASSIZ, 1888, 252. l.
*) Már 1665-ben LESCARBAT figyelmeztetett oly meleg víztömegre, mely északon kelet felé áramlik, melytől északra és délre az Atlanti-óczeán vize hidegebb volt.
(1,25–2 km. óránként) és a Mexikói-öbölbe ér, a hol a víz hőmérséklete a Yucatan-csatornában, az ilynevű félsziget és Cuba-sziget között nyáron egészen 30°-ig emelkedhet. Majd a Mexikói-öbölbe belépve, az Atlanti-óczeánénál magasabb szintre duzzasztott vizek többfelé oszlanak; egyik a keleti áramlás, mely Cuba északi partja mentén megy tovább és a Florida-szorosba érkezik; a középső kevéssé jelentékeny, észak felé vág, hogy a Mississippi deltájától délre a főáramhoz csatlakozzék; maga a főáram nyugat felé irányul, körülfolyja a Mexikói-öblöt, a hol még inkább felmelegszik, útjában magába veszi a középső áram vizeit és maga is a Florida-csatorna felé veszi útját, a hol találkozik a keleti árammal. Innen kezdve már csak egyetlen árammal van dolgunk, mely rendkívül hatalmas és a Mexikói-öbölből kilépve, a Gulf-Stream vagyis öböláramlat nevet nyerte; némely óczeánográfus az áram azon részének, a mely a Florida-szorosból lép ki, a Florida-áram nevet tartja fenn és Golf-áramnak a távolabbi részt nevezik, a mely már az Antillákon kívül haladó északegyenlítői vizeket az úgynevezett Antilla áramot is felvette; általában azonban ezt a megkülönböztetést nem veszik figyelembe és az áramnak már a Florida-szorosból való kiléptétől a Golf-áram nevet adják.
Kiléptekor a Golf-áram melegvízű, sebes folyó, a melynek évi közepes sebessége 5,5 km. óránként, azonban elérheti a 10 km.-t is. A megfigyelések azt mutatják, hogy Cuba előtt a mélységi részében az áram sebessége nagyjában állandó: 7 km. óránként, közel 1100 méter mélységig. Természetesen sebessége, valamint hőmérséklete és vastagsága csökken abban a mértékben, a mint távolodik eredete helyéről, míg szélessége növekszik. A felszíni hőmérséklet az áram tengelyében, az öbölből való kilépte után ritkán haladja meg a 28,3°-ot; egyszer szélcsendes időben délben 31,6°-ot észleltek. 10 méter mélység felé a hőmérséklet nem haladja meg a 27,5°-ot. Színe sötét-kék, míg a hozzá oly közel jövő Labradori-áramé zöld és többé-kevésbbé zavaros.
A Golf-áram is engedelmeskedik az általános törvénynek és a Föld forgása következtében fokozatosan jobbra tér ki, előbb azonban követi még egy darabon a szárazföldi szegély meredek falait, melyektől a Labrador-áramból jövő hideg áram, az úgynevezett Cold-Wall választja el. A Florida-csatornában a hasonló nevű félsziget és a Bemini-szigetek között az áram szé
lessége 88 km.; a Hatteras-fokkal szemben, a nyílt tengeren már eléri a 200 km.-t; megállapították, továbbá, hogy, úgy mint a folyóknál, ebben az áramban is a sebesség nagyobb a tengelyben, mint a partjain. A new-foundlandi padokkal szemben, a nyilt tengeren sebessége már nem éri el az óránkéni 4 km.-t és 500 km.-nyire kelet felé már alig észrevehető, míg szélessége jelentékenyen megnövekedett. A 42. szélességi fok felé az áram ketté szakad; egyik rész tovább is eltérül kelet, majd dél felé, a hol a Kanári-áramot alkotja, mely az egyenlítői áramhoz csatlakozik, bezárva így az északi Atlanti nagy kört. A másik rész észak felé hatol, és maga is több ágra oszolva.
A monacói herczeg,*) HAUTREUX és BÉNARD CH. úsztatókísérletei megmutatták, hogy a Golf-áram egyik nyúlványa a Biscayai-öbölbe hatol, a Landes partjaihoz ér, Spanyolország északi partja és a portugál part mentén folyik és végre a köráramnak abban a részében vész el, a mely távolabb a Kanári-áramot fogja alkotni. A herczeg ugyanis 1886-ban a 20-ik délkör mentén (Páristól nyugatra), a Finisterre-fok (Spanyolország) és Anglia déli részeinek szélességei közt 510 úszót dobott a tengerbe, és ezek közül 57-et találtak meg Bretagne és főképp a Landes és északi Spanyolország partjain. Ez úszók egyike sem ért földet kiindulási pontjától északabbra és a partrajutás általános menete azt mutatja, hogy a Rennell-áram nem létezik. Egészen addig az ideig e név alatt szerepeltették a Golf-áram egy ágát, mely a Biscayai-öbölbe hatolt, Spanyolország északi partja mentén folyt, majd észak felé fordult volna a Landes, a Vendée és Bretagne partjai mentén hogy azután az Atlanti víztömegben veszszen el. HAUTREUX-nek ugyancsak úszókkal végzett kísérletei**) megerősítették a monacoi herczeg eredményeit a Rennell-áram nemlétezésére vonatkozólag. BÉNARD***) a maga részéről ugyanezen következtetésekre jutott az úszóknak tizes csoportokban a Gironde torkolata és az Ortegal-fok közt végzett bedobása alapján. Ellenben e két kutató meg
*) Expériences de flottage sur les courants superficiels de l'Atlantique nord (Az északi Atlanti óczeán felületi áramain végzett úsztató kísérletek), Congrés international des sciences géographignes. Páris, 1889. E dolgozatban találjuk meg Albert monacói herczeg úsztató kísérleteinek leírását.
**) La Géographie 12. sz. (1900).
***) La Géographie, VII., 1. sz. (1903) év XI., 3. sz. (1905).
állapította egy áramnak a létezését a Landes partjai közelében, a mely igen keskeny, észak felé tart és a halászok előtt jól ismeretes. Ez azonban reakcziós áram, mely a szelektől az öböl belsejébe nyomott vizek felhalmozódásából származik és a melynek semmi köze a fenn említett Rennell-áramhoz; szabálytalan áram ez és MATTHEWS D. J. legújabb kutatásai nem mondanak ellent ez állításnak.
Az áramok térképéről láthatjuk, hogy a Golf-áramnak észak felé tereit vizei Európa nyugati partjait mossák, a hol ágakra szakadnak; ezek egyike a la Mancheba hatol és az Északi-tengerbe a calaisi-csatornán keresztül, aránylag sós (35,40–35,50‰) vizet visz az Északi-tengerbe. Ez a víz ott rohamosan veszít jellegéből, gyorsan vegyülve e sekély tenger gyakran felzavart vizeivel. Megállapították, hogy ez az Atlanti-óczeánág, a mely a Pas-de-Calais-ba hatol, ősszel éri el legnagyobb kifejlődését.
Izlandtól délre válik el az Irminger-áram neve alatt ismeretes ág, mely Izland felé irányul és nyugat felé menve, e sziget partjait mossa; sebessége a mennyire tudjuk 24 óránként 5,5 km. (3 mérföld). E langyos áram övében van a legjobb tere tavasszal a tőkehal-fogásnak; csakis ott találják az úszó tőkehalikrákat.
Egy másik ennél jelentékenyebb ág Norvégia északi partja felé hatol, miután vizeinek csekély részét az Északi-tengerbe küldötte, a hol a mélységben haladnak egészen déli Norvégiáig. A főág ez ország északi részére érve, egy elágazást bocsát ki magából, mely a Nord-Cap-áramlás neve alatt megkerüli az északi-fokot és egy másik ágat, mely a Spitzbergák nyugati partját mossa; azonkívül kis elágazások hatolnak be a Barents-tengerbe és a legkeletibb ág egészen a Novaja-Zemjáig ér.
A Golf-áramnak meleg- és sósvizű különböző elágazásai abban a mértékben, a mint észak felé hatolnak, mindinkább lehűlnek, nehezebbé válnak, mint a kevésbbé sós sarki hidegvíz és kisebb-nagyobb mélységre lesülyednek. Mindezek a vizek lassan mozognak napi 1–12 km. sebességgel, melyet csak ritkán haladnak túl. A nagy sarki medenczébe érkezve leszivárognak a körülbelül 200 méter vastag, NANSEN-től felfedezett kevéssé sós és könnyű hideg vízréteg (30–32‰ sótartalom a felületen, 34,7‰ 200 méternél) és a sós hidegvíz közé (35,1‰), mely elfoglalja a medencze többi részét egészen a fenékig, a hol a hőmérséklet
–0,8 és –0,9 között van. Így a két hideg vízréteg között egy melegebb vízréteg helyezkedik el, melynek hőmérséklete 0 felett van, vastagsága pedig 600–700 m. között váltakozik.
Sarki áramok. A Golf-áram sós és meleg vizének körzése a nagy sarki medenczéből jövő hideg áramokkal egészítődik ki. A főáram, mely jelentőségben messze felette áll a többinek, átjárja az egész sarki medenczét, főtömege Grönland és a Spitzbergák között folyik, az előbbinek keleti partjait mosva, majd a Dán-szorosban, Izland és Grönland között összeszorul; felületi sebessége átlag 20–30 km. naponkint; azután megkerüli Grönland déli csúcsát, a Farewell-fokot, a hol sebessége még növekszik; majd a Davis-szoroson keresztül a Baffin-öbölbe hatol, a hol hideg vizei e medencze vizeihez csatlakoznak, hogy azután Labrador partjai mentén együtt ömöljenek az Atlanti-óczeánba; így keletkezik a Labrador-áramlat. Ez az áramlat a Golf-áramba ütközik, de alatta halad el, mert hideg vize, bár kevésbbé sós, nehezebb az előbbinél és az Atlanti mély vizekkel keveredik; a Labrador-áramnak másik ága, miután keresztülment a new-foundlandi padokon, az Egyesült-Államok partjait mossa, ezek és a Florida áram között a Cold-Wall nevű hideg szallagot alkotva, melyről már beszéltünk. A kelet-grönlandi-áram Grönland keleti partján jelentékeny mennyiségű jeget halmoz fel és szigorúvá teszi ennek a nehezen hozzáférhető vidéknek éghajlatát; viszont a Labrador-áram összevegyítve vizeit a Golf-áraméval a new-foundlandi vizeken az e vidékeken oly gyakori és oly félelmetes ködöket idézi elő. Télen, míg a Labrador-áram 6°, néhány kilométernyire kelet felé a Golf-áramban 18°-ot észlelnek. Kevésbbé jelentős hideg áramok vannak még például a Barents-tengerben; egyikük északkelet felől jön a Beeren-sziget felé küld egy nyúlványt, megkerüli a Spitzbergák déli csúcsát, majd e sziget nyugati partját követi.
Érdekes tünemény egy zárt kör alakulása a Norvég-tengerben a Spitzbergák, Grönland, Izland és Norvégia között. Ezt az áramot a Golf-áram azon ága alkotja, a mely felhatol a Spitzbergák nyugati partjáig, továbbá a kelet-grönlandi áramlás egyik ága, mely Izland északkeleti része felé tart. Hasonló zárt kör található Izland, Grönland déli csúcsa és New-Foundland között. Ezt a kört a Golf-áram nyugati ága (az Irminger-áram) és a Labrador-áram vizei alkotják. E kör meleg vizeinek egy része a Baffin-
tengerbe jut, miután jobbra Grönland nyugati partja felé fordult, melynek így megenyhített éghajlata lehetségessé teszi a dán eszkimó-gyarmatok életét. Érdemes megjegyezni, hogy az északi Atlanti-óczeán e másodrendű áramainak mozgása fordított irányú, mint a nagy tropikus köré. Ezen mozgás irányának oka a melegáram jobbfelé fordulása ellen felmerült akadályok és az északról jövő hideg vizek áramlása, mely a szomszéd vizet megával ragadja. Kétségtelen, hogy valamilyen vonatkozás van ezen zárt áramok helyzete és bizonyos szeleknek a légnyomás eloszlásán alapuló uralma között.*)
Mindenki olvasta a Jeanette hajótörésének történetét. Ezt a hajót GORDON-BENNETT J., a New-York Herald tulajdonosa küldötte felfedező-expedíczióra. 1879 szeptember 6-án a Wrangel-földtől délkeletre a jégbe fagyva, 1881-ben két évi úszás után, az újszibériai-szigetektől északra összeroppant. Három évvel később roncsokat fedeztek fel egy jégdarabon Julianehaab közelében (Grönland). 1100 nap alatt ezek a roncsok megtették tehát az 5300 km. (2900 mérföld) utat, mely elválasztja az újszibériai-szigeteket Julianehaabtól; sebességük tehát körülbelül 5 km. (2,6 mérföld) volt 24 óránként. Ez az önkénytelen úsztató kísérlet ösztönözte NANSEN-t, hogy a híres Fram-expedíczióra vállalkozzék, hogy megvilágítsa a sarki medencze oczeánográfiáját, nevezetesen áramrendszerét és valóban neki köszönhetők az e vidékre vonatkozó legfontosabb megfigyelések. Néhány más adat is megerősítette a Jeanette útját. Tudjuk, hogy a Grönland partjain talált úszott fa legnagyobb része Szibériából kerül oda; leginkább vörösfenyők ezek; az 1888-ban NANSEN-től Grönland keleti partján, a torlaszjégen felszedett sarak oly anyagból valók voltak, a melyek főképpen Szibériában, nem pedig Grönlandon találhatók. Azonkívül diatomáceákat is találtak bennök, melyek csak olyan fajokhoz tartoznak, a milyeneket a Véga-expedíczió a Bering-szoros közelében gyűjtött. Mindezek és más hasonló adatok azt a gondolatot érlelték meg NANSEN-ban, hogy egy, az újszibériai-szigetek felől jövő áram keresztezi az arktikus óczeánt, mely azután Grönland keleti partjához símul. Ez az áram vezeti talán le a feleslegét ennek az óczeánnak, mely Szibéria és Észak-Amerika
*) RABOT, La Géo~gaphie, VI. 4. sz. 1902. 268. l.
nagy folyóinak vizét, valamint a Golf-áram egyik ágának sós vizeit fogadja magába. Ez az áram ragadhatja magával a torlaszjeget és ez morzsolja széjjel a Grönland keleti partja mentén úsztatott jeget. NANSEN 1893 június 24-én indult el a Framon, hogy mint egy jégbe fagyott újabb hajóroncs tegye meg a Jeanette maradványaitól követett utat. És valóban szeptember 29-én a Fram a jégmező foglya lett a Sannikov-föld közelében (Uj-Szibériai-szigetek) és csak 1896 június 11-én szabadult ki onnan; augusztus 26-án érkezett meg Tromsőbe, Norvégiába. A nagy kísérlet be volt fejezve; és igazolta NANSEN felfogását a sarki áramról, mely átszeli a Jeges-óczeánt, hogy azután Grönland keleti partjai menten haladjon tovább.
Egy úszót, melyet 1899 szept. 13-án MELVILLE admirális *) a Barrow-foktól északnyugatra (Alaszka) helyezett a tengerbe, 1905 június 7-én találtak meg Izland északi partján; ez az eset ismét megerősíti a sarki medencze fentebb ismertetett áramrendszerét. Ugyancsak a sarki vizek áramlásának hatása alatt állíttatnak meg útjukban és jutnak zátonyra az arktikus szárazföldek partjain
*) La Géographie, XIII. k. 2. sz. (1906), 154. l. (RABOT).
a Szibériából jövő, nagymennyiségű úszott fák. A Princesse-Alice északi utazásai alkalmával sok ilynemű példát láthattunk. A fóka- és rénszarvas-vadászok, a kik a Spitzbergákra jönnek telelni, erős menedékházakat készítenek a partjaikon bőven található fatörzsekből. Nevezetesen az oroszok megőrzik itt házépítési szokásaikat: a 134. rajz mutatja e kunyhók egyikét, mely a Wijde-öbölben, a Spitzbergák északi részén épült; a fatönköket úgy használják fel, a mint éppen találják, alig faragják meg a végeiket, és egymásba illesztés helyett a közöket egyszerűen növényi maradványokkal töltik ki.
134. rajz. Úszott fából készült kunyhó (Wijde-öböl, Spitzbergák).
Úgy látszik tehát, hogy az Atlanti-óczeánban egészen az északi sarkig az általános körzés vázlata a következőképpen állapítható meg: Egyik részről a Golf-áramtól és elágazásaitól a sarki medenczébe vitt atlanti víz lehűl és nehezebbé válván, mint a felszíni hideg és kevéssé sós víz, leszivárog e körülbelül 200 méter vastag réteg alá, de azért fölötte marad a hideg sós víznek, mely a sarki medencze mélyebb részeit tölti ki. Ez az aránylag meleg vízréteg, melynek hőmérséklete magasabb a 0°-nál és melynek vastagsága 600–700 méter, így a két hideg réteg között helyezkedik el, mert sűrűsége a két rétegé között van. Felszíni része az édesebb vizekkel és a jégolvadásból származó vízzel keveredik és a hideg és kevéssé sós nagy sarki áram útján a Kelet-Grönlandi-áramlás neve alatt távozik. Ez az áram, valamint a Labradori is később az Atlanti-óczeán tömegébe vész és az óczeán mélységi vizeit hűti le. A dél felé tartó sarki áramot az északabbra levő közbenső meleg víz folytonos megújulása tartja fenn.
A mint látjuk, a sarki medencze mélységi hideg vize nem vesz részt ebben a gyors körzésben; ez a víz zárt tengerben helyezkedik el; tudjuk, hogy ott a mélységi körzés igen gyönge és a hőmérséklet nagyon egyenletes, egészen a többé-kevésbbé alacsony küszöbig, a melyen keresztül ez a mély medencze a szomszédos vizekkel közlekedik. Nehéz megmagyarázni, hogy e sarki medencze hideg és sós vize hogyan keletkezhet a közbeeső, aránylag meleg vízréteg ellenére, mely elrekeszti tőle a felszíni hideg réteget és megóvja attól a lehüléstől, a melyet a függőleges körzés okvetlenül előidézne. NANSEN (1906) azt hiszi, hogy ez a mély víz annak a hideg és nehéz víznek az ideömlése folytán tartja fenn alacsony hőmérsékletét és nagy sótartalmát, a mely
telenként a Spitzbergák partjaitól északra a kontinentális párkányon veszi eredetét; a sótartalmat ugyanis a jég folytonos alakulása növeli. Ez a hideg és nehéz víz a lejtőn leszállna egészen a mély medenczéig, miután fokozatosan keveredett a közbeeső rétegekkel és miután így –0,8° és –0,9° közt levő hőmérséklethez és 35,10‰-es sótartalomhoz jutott. Ez a függőleges körzés szükségképpen igen lassú volna és csak csekély víztömegek mozgásbahozatalát igényelné. PETTERSSON *) szerint ez a mélységi hideg víz atlanti víz volna, melyet a jégolvadás hűtött le.
Hasonló jelenség mutatkozik a Norvég-tengerben, a melynek fenékvize kevésbbé sós (34,89–34,92), és hidegebb, mint a sarki medenczéé, mert hőmérséklete a fenéken –1,1-től –1,3-ig váltakozik. NANSEN azt hiszi, hogy a fenékvizet itt a hideg víznek oly tájékon való leszállása tartja fenn, a melyen a közbenső, aránylag meleg réteg nem létezik. Ez az öv északon terül el Jan-Mayen és a Spitzbergák között. Télen a felületen lehült és a jégképződés folytán nehezebbé vált víz így egyenesen a norvég medencze fenekére érkezhetik. Ez a függőleges körzés szintén igen lassú és jelentősége másodrendű.
A Keleti-tenger áramlásai. A Keleti-tenger némely tekintetben a Földközihez hasonló zárt medenczét alkot, de nagyon különbözik tőle vizeinek és áramainak jellegére nézve. Jelentékeny mennyiségű édesvizet vesz fel, minek folytán felületén kevéssé (32‰-nél kevésbbé) sós víz keletkezik, mely egész felszínét elborítja és a melyet balti-víznek neveznek. A Bottni- és a Finn-öbölben a víz majdnem teljesen édes. Ez a balti-víz minden évszakban szétterjed a felszínen; mennyisége négyszer akkora tavaszszal, jégolvadás és a folyók zajlása idején, mint nyáron vagy télen és sótartalma is amakkor a legcsekélyebb; nyugat felé folyik, felszíni áramot alkotva; ez a kelettengeri-áram, míg az Északi-tengerből jövő sósabb víztömegek a fenék mentén kelet felé nyomulva az északi-tengeri áramlást alkotják. Ez tehát éppen ellenkezője annak, a mi a Földközi-tengerben folyik le, miután a megfelelő sűrűségi viszonyok is fordítottak. A felszíni áramok
*) La Géographie, XII, 3. sz. 1995 (LALOY). L. főképpen PETTERSON-nak részletes és sok érdekes rajzzal díszített czikkét, a The geographical Journal 24. kötetének 3. számában. (1904. szept. és 1907. szept.)
iránya és bősége e mellett rendszerint alá van rendelve a szelek, a légnyomás stb. hatásának.
A dán szorosok a Keleti és az Északi-tenger között sekély átjárókat alkotnak, melyekben a víz gyakran igen hirtelen változásoknak van alávetve. Pl. KNUDSENnel*) megkülönböztetünk zátonyvíz neve alatt oly vizet, a melynek sótartalma 32–34‰ és a melynek jelenléte szorosan összefügg a hering fellépésével. Nyár végén és őszszel 10–16 fokos zátonyvíz árja hatol be a Skagerrakba, magával hozva a la Manche és az Északi-tenger déli részének planktonját; ugyanekkor kezdődik a heringhalászat. "A mikor a tél már kissé előrehaladt, e víztömegek helyébe északról jövő zátonyvíz tódul, mely Atlanti- és arktikus-planktont tartalmaz és a melynek hőmérséklete alacsony. Ezen északi zátonyvízben megy végbe télen a heringhalászat." Ezek igen fontos adatok és mutatják, mily hasznos lehet e zátonyvíz helyzetének pontos ismerete. Ha bármilyen oknál fogva ez a víz helyzet- változásokat szenved, a halászat meddő maradhat olyan helyen, a hol a hering azelőtt bőven volt található. Az oczeánográfia megadja nekünk a módot e zátonyvíz keresésére, feltalálására és helyzetváltozásainak követésére.
A Keleti-tenger fenekén néhány kisebb árok található; a legmélyebb eléri a 400 métert, Landsortstól keletre, a svéd part közelében. A szabály szerint ezen árkok vize majdnem egészen állóvíz és a mellett bennük az oxigéntartalom a rendes mennyiségnek egyhetedére, vagy majdnem 0-ra száll le; viszont egészen 50 cm3-ig emelkedő szénsavat tartalmaz literenként; mindazonáltal néhány alsóbbrendű állat található bennük. Maga a függőleges áramlás is igen csekélynek látszik ilyen helyeken.
E tenger óczeánográfiája igen bonyolult; különösen PETTERSSON tanár írta le jól (1894) és azóta a kutatások szorgalmasan következtek egymásra, különösen a halászatra vonatkozó kérdések megvilágítására.
A többi áram nem érdekel [érint] bennünket különösebben és sajátságaikat e könyv különböző lapjain már jeleztük; az olvasót az áramok térképének vizsgálatára utálom, csak arra a megjegyzésre szorítkozva, hogy a Golf-áram és a japáni Kuro-Szivo-áram
*) La Géographie, V, 1. sz. (1902).
között egyrészről, a Labradori- és a Kurili-áramok között másrészről párhuzamosságot láthatunk. Tudjuk végre [végül], hogy az antarktikus óczeán szélső részeiben, úgy mint az arktikus medenczében is, két hideg réteg között 0°-on felül levő aránylag meleg vízréteg van.
Változások az áramok helyzetében és bőségében. Miután már ismerjük az óczeánok hőmérsékletének a velük határos vidékekre gyakorolt jelentékeny hatását, természetes, hogy a hideg- vagy meleg áramok erősségének és kiterjedésének változásai is nagyfontosságúak a klimatológiára.
1900-ban pl. SARS MICHAEL*) (*) nagy változásokat jelzett a Golf-áramban, Norvégiával szemben; hőmérséklete több fokkal alacsonyabb volt az előző években észlelteknél, még néhány 100 m. mélységig is. Kétségtelenül ennek kell tulajdonítani Norvégia északi részének az évi hideg nyarát és a jég felléptét a part közelében, messze délre a Beeren-szigettől. RABOT megjegyzi, hogy ilyen viszonyok mellett Francziaországban rendkívül meleg a nyár, mintha a Golf-áramnak észak felé haladni nem tudó meleg vizei nagyobb bőségben ömlenének a franczia tengerek felé. Másrészről az Egyesült-Államok partjain (New-Jersey) 1907 januárjában a rendesnél jelentékenyen magasabb hőmérsékletet észleltek.
HAUTREUX két rajzon 600 hajógerenda és egyéb roncsnak és 700 úszónak az Atlanti-óczeánban megfigyelt részleges útjait egyesítette, felhasználva az amerikai hajós térképeken közölt igen becses adatokat is. E grafikonok tanulmányozása mutatja, hogy az Észak-Atlanti nagy áramkör északi széle nemcsak évszakonként, hanem az egyes években is változtatja a helyét és aszerint látszik ingadozni, a mint a jéghegyek kisebb-nagyobb mennyiségben úsznak lefelé a new-foundlandi vizekből. A mikor a jég mennyisége igen nagy, a mikor augusztuson túl is ellepi a Nagy Zátonyt, olyankor a roncsok útjai az Azorok felé közelednek, mintha a jéghegyek tömege dél felé szorítaná a Golf-áram sodrát; ez esetben HAUTREUX szerint Francziaországban a tél szigorú. Abban az esetben, ha a jégzajlás csekély, az ellenkező történik; a roncsok inkább észak felé sodortatnak
*) La Géographie, 1900. 9. sz. (ENGEL).
(*) Michael Sars (1809–1869) norvég zoológus és mélytengerkutató; itt a róla elnevezett hajóról és annak egyik expedíciójáról van szó. [NF]
Honnan jönnek ezek a változások a Golf-áram kiterjedésében és hőmérsékletében? A tér nyitva van a föltevések számára. EKHOLM szerint e változások összefüggésben vannak azokkal, a melyek a napfoltokban mutatkoznak, a miből az egyenlítői és trópikus vidékek besugárzásának megváltozása, azaz a vizek fölmelegedésének és a passzát-szelek erejének csökkenése származik. Ez elmélet értéke a megfigyeléseknek csak hosszú sora után lesz megítélhető.
A messze időkbe visszanyúló meteorológiai megfigyelések azt mutatják, hogy Skandináviában a telek egykor hidegebbek voltak és ez alapon igen valószínűnek mondhatjuk, hogy a Golf-árani vagy gyengébb volt, vagy nem ért olyan messze keletre, mint manapság. Ha ezt feltesszük, akkor megérthetjük, hogy a meleg áram nyugatabbra volt és Izland és Grönland keleti partján enyhébb éghajlat uralkodhatott, mint ma; úgy látszik, hogy az ott alapított telepek története ezt mutatja, nevezetesen Grönland keleti partján, a hol számos eltűnt telep elhagyott maradványait ismerjük. Valami ismeretlen okból a Golf-áramban beállott változás a meleget közvetlenebbül vezette a Skandináv-félsziget felé és így az egykorinál enyhébb éghajlattal ajándékozta meg. Másrészt semmi sem bizonyítja, hogy új változások nem fognak beállani, sőt ennek éppen az ellenkezője bizonyos. Ha a zátonyépítő korállok folytonos fejlődése folytán a Florida-áram kijárata többé-kevésbbé eltorlaszolódik, a meleg áram irányában bizonyára jelentékeny változást fog szenvedni és Európa partjainak éghajlata alaposan meg fog változni.
Térjünk azonban vissza jobban ismert jelenségekre. A Golf-áram tulajdonképpeni körében megállapítottak egy évi ingadozást.*) A legmelegebb felületi réteg márcziusban az Azoroktól nyugatra található, azután fokozatosan kelet felé terjed és november-deczemberben eléri Európa legdélibb partjait; északon szintén márcziustól májusig észlelhető a hőmérséklet és sótartalom minimuma, novemberben pedig maximuma. CLÈVE megfigyelése szerint a trópikus plankton kiterjedése követi a Golf-áram vizeinek ezen ingadozásait.
Norvégia parti övében az évszakok elkésése megfelel az atlanti víz kiterjedése vagy hátrálása évi periodusának. A nagyobb
*) PETTERSSON, Annalen der Hydrographie, 1906 január.
jelentőségű esetleges változások, melyek a Golf-áramban mennek végbe, hideg vagy enyhe teleket jelentenek Európa északi részében és többször egyszersmind szabálytalanságokat bizonyos halaknak, mint pl. a heringnek téli halászatában.
A halak vándorlásai és bizonyos oczeánográfiai körülmények közt levő szoros viszony feltűnő módon kimutatható esetei közül PETTERSSON *) tanár arra az esetre hívja fel figyelmünket, a melyet KNIPOVITS dr. figyelt meg a Barents-tengerben, bebizonyítva, hogy bizonyos ehető halak (tőkehal és egyebek) jelenléte a Golf-áram ágainak e hideg tengerben való megjelenéséhez van kötve. Márczius és áprilisban a murman parttól északra fekvő tenger általában véve halakban szegénynek látszik, ámbár bőviben vannak a halak az északfoki áramlás déli részének vidékén. Ez időben a halak rendszerint nyugatabbra találhatók nagy számban, Finnmarkentól északra; kissé később a halak tömeges vándorlása (tőkehal, stb.) keletebbre tevődik át, de azért mindig megmarad a legerősebb áram déli részében, vagyis az északfoki áramlás határvidékén. A halak most mindinkább közelednek a parthoz és a rendes halászat, a mely elég nagy távolságban kezdődött, nyár végéig mindinkább közeledik a parthoz. Késő őszszel a vándorlás megfordul, távolodva a parttól, hogy kövesse a meleg vizek hátrálását. Kétségtelen, hogy ez esetben, mint valószínűleg sok másban is, a halak vándorlása a hidrográfiai változások szerint igazodik. Ez is bizonyítja az áramok tanulmányozásának gyakorlati hasznát. THOULET véleménye szerint (1904), a melyet kétségtelenül az összes oczeánográfusok elfogadnak, a halak vándorlása nem egyéb mint az áramok és a velük párhuzamos plankton változásainak következménye.
Tengerjárási áramok. A mikor az apály vagy dagály bekövetkezik, a víz többé-kevésbbé gyors áram alakjában mozog, a mit a hajók igen jól fel tudnak használni ahhoz, hogy a kikötőbe bemenjenek vagy onnan kijöjjenek. Bizonyos helyeken ezen áramok igen nagy sebességre tesznek szert és a hajózást nehézzé és veszedelmessé teszik, különösen zátonyokkal behintett területeken, a milyenek pl. Francziaország Atlanti- és La Manche-melléki partjai. St.-Malo-nál a tengerjárási áramok sebessége eléri a
*) PETTERSSON, Annalen der Hydrographie, 1906 január.
11–13 km.-t (6–7 mértföld) óránként; az Orkádok és Skóczia között a sebesség a 20 km.-t (11 mértföld) is eléri. A mikor különböző irányú tengerjárási áramok szűk helyen találkoznak egymással, interferenczia és gyakran igen veszedelmes örvények keletkeznek, a tenger ott nehezen járható; ez az áramtölcsér. Közülök legnevezetesebbek a Blanchard-tölcsér a Hague fok közelében a Barfleur-tölcsér Cherbourg mellett és különösen a Sein örvény a Finistère déli csúcsánál; e tölcsértől északra fekszik a "halottak öble" (baie des Trépassés); ez a név azt a helyet jelöli, a hol ezen borzasztó tengertáj által elnyelt holttestek és roncsok partra vetődnek. A tengeri erózio szempontjából már előbb láttuk az áramok jelentőségét.
A több tengerjárási áram találkozásából származó örvényeket gyakran alaposan túlozza a tengerészek képzelődése; a Malström, mely oly híres a skandináv legendákban, egyike ezeknek az örvényeknek; pedig legfeljebb csak az apró halászbárkákra veszedelmes, a milyeneket abban a korszakban használtak, a mikor ez az örvénymese született. A Messinai-szoros híres Charybdis örvénye, a Scylla nevű sziklával szemben, szintén ilyen egymásba ütköző tengerjárási áramokból származik, még jelentéktelenebb, mint a Malström-é, minthogy a tengerjárás is gyengébb a Földközi-tengerben; csak akkor jelentékenyebb valamivel, a mikor a szél a tengerjárás hatását fokozza.
Torlóár.*) Ezt a nevet annak a tengerjárási hullámnak adják, a mely felegyenesedő hullám képében bizonyos folyók medrébe hatol bele. Hogy elég határozott legyen a tünemény, különös viszonyokat kíván: erős tengerjárást és csekély mélységet az erős sodrú folyó torkolatánál. A tengerjárási hullám a csekély fenéken zajjal megtörve érkezik és az egymásután következő hullámoktól előre nyomva betölti a folyó egész szélességét és megállítja vizeit. A magasra emelkedő folyékony gát, a melyet az ellenkező irányban haladó vizek találkozása is duzzaszt, felhatol a folyó medrébe, a tengerjárás hatalmasabb nyomása alatt, oly sebességgel, a mely közel hét métert érhet el másodperczenként. A főhullámot nehány apróbb hullám követi és a hullámok magassága abban a mértékben emelkedik, a mint a kezdetben igen széles
*) BONNIN, La Nature, 1905 szept. 15.
meder gyorsabban szűkűl össze. Francziaországban a Seine-folyón észlelhetni legjobban a tolóárt, melyet itt mascaret-nek neveznek; 46 perczre van szüksége, hogy befussa azt a 23 km.-es utat, a mely Quilleboeuf-t Caudebec-től elválasztja. Minthogy e vidéken a tengerjárás gyenge, a torlóár csak nagy tengerjárás idején keletkezik; rendes viszonyok mellett a folyó árja erősebb, mint a tengerjárásé és alig idéz elő egyebet gyenge hullámzásnál. Ott, a hol a tengerjárás igen erős, mint a Severn torkolatánál, a torlóár majdnem mindennap észlelhető.
A tolóár legnagyobb kifejlődését az Amazon-folyón éri el; a tengerjárás a folyóban egészen Santarem-ig nyomúl előre, 100 km.-nyire a torkolattól; azon a ponton, a hol a folyó- és tengervíz találkozik egymással, 9 m. magasságú hullám keletkezik, a melyet három vagy négy másik követ; pororoca a neve, magyarul: ropogó víz, ama dörgő zaj után, a melyet útjában előidéz. 10 km.-nyi távolságra hallatszik el robaja és sok meglepett hajót elsülyesztett már.
Vulkáni eredetű áramok. THOULET külön osztályt állít fel a "vulkáni áramok számára". Mikor valamely helyen a víznek a tengeralatti talajjal való érintkezésben rendszerint alacsony hőmérséklete vulkáni hatás alatt erősen fölemelkedik, akkor ez a hirtelen könnyűvé vált mélységi víz többé-kevésbbé gyorsan fölemelkedik. Fent felszíni áram alakjában fog lefolyni, miután előbb heves felszálló áramot indított. Ezt észlelték több ízben a Pelée-hegy kitörésekor 1902-ben. Adjuk át a szót BERTÉ dr.-nak, a Pouyer-Quertier kábelhajó orvosának *): "Május 7-én délben egy úszót horgonyoztunk le, hogy megjelöljük azt a pontot, a melyen a kábel áthalad, de nagy lett a csodálkozásunk, a mint azt láttuk, hogy az úszó lassan lefelé sülyed. Hogy megakadályozzuk eltűnését, egy csónaknak kellett leszállni és a hajó fedélzetéhez lánczolni. A művelet közben a kapitány kikészítette a hajó legnagyobb úszóját. A mint ezt az úszót vízbe tették, egy örvény a mélységbe sodorta; ugyanakkor a hajót észak felé vonta egy hatalmas áram, melyet azelőtt sohasem észleltek ezeken a vizeken. E pontban háromezer métert jelzett a szondáló ... Május 9-én az egész nap Abymes falu lakóinak megmentésével telt el. A száraz-
*) La Géographie, VI, 3. sz. 1902.
földhöz egész közel horgonyoztuk le hajónkat. Egyszerre csak a hajó két percznél rövidebb idő alatt három fordulatot végez a horgonyláncz körül és azután észak felé fordul. A láncz feszül, de nem enged. Ekkor a tenger felszínén igen sebes örvények keletkeztek 25 méteres sugárral, a mint az áramtól elsodort roncsok örvénylő mozgása mutatta..." Május 27-én a kábel kijavítása be volt fejezve. WILDENSTEIN és GÉGOU a Pouyer-Quertier mérnökei jelentik, hogy a mikor a kábel elszakadt vége, mely 2700 m. mély fenékről való volt, a hajóra érkezett, nagy volt mindenkinek a meglepetése, hogy egy méter hosszú és 0,15 méter átmérőjű faágra volt csavarodva. A kábel oly szorosan vette körül a faágat, hogy mély barázdát vágott belé; mi több, önmaga körül is össze-csavarodott és kibogozhatatlan csomót alkotott.
BERTÉ dr. megemlíti azt a vonatkozást, a mely úgy látszik, csakugyan megvan az áramok és a vulkános tünemények között. Saint-Pierre katasztrófájának előestéjén az áram sebessége 5,5 km. (3 mérföld) volt óránként és magával vitt egy úszót, míg a következő napokban a hajó éjszakákon át lehorgonyzatlanul maradhatott a nélkül, hogy észrevehető mértékben elmozdult volna. Ez idő alatt a Pelée-hegy nyugodt volt, vagy csak kevéssé mozdult meg; május 20-án újabb kitörés, újabb áram. Június 6-án ugyanezek a tünemények ismétlődtek.