Введение

Современная океанография очень молода. Она развилась практически во время второй мировой войны. Первое использование возможностей этой молодой науки в военных целях, при подготовке высадки войск союзников в Северной Франции, сопровождалось трудностями, казавшимися в то время едва ли преодолимыми из-за отсутствия серьезных знаний о свойствах морей. И сегодня еще очень трудно найти однозначное соответствие между явлениями и количественными характеристиками в океанографии.

Единственное, что можно утверждать с несомненностью: при поисках на больших глубинах мы встретимся с массой чудес.

Во всех справочниках и атласах мы сталкиваемся с противоречивыми деталями и датами. А поэтому следует очень осторожно подходить к некоторым данным и, чтобы избежать ошибок, пользоваться лишь наиболее достоверными источниками.

Чтобы лучше понять и представить себе подводный мир и современные погружения, необходимо иметь некоторые общие океанографические сведения.

 

Типы и виды морей

По всеобщему представлению, море "очень обширно, очень глубоко (много глубже, нежели высоки наиболее высокие горные вершины), текуче, солоно" - словом, имеет все свойства, которые в дальнейшем стали считаться само собой разумеющимися.

Едва лишь 30% земной поверхности занято сушей. Остальная часть, добрых 70%, покрыта морем. В отличие от разобщенных, не связанных между собой континентов, океан, за исключением нескольких незначительных внутренних морей, непосредственно связан в единое целое. Из трех океанов - Тихого, Атлантического, Индийского - самый большой первый. Он составляет половину всей морской поверхности Земли. Моря, входящие в состав Мирового океана, очень различны по глубине. Если средняя глубина Северного моря составляет 60 м, то для самого океана она достигает 4000 м.

Если всю массу Земли, выступающую из воды, сбросить в море, то и тогда это всеобщее море будет иметь среднюю глубину 2400 м!

Ранее предполагалось, что морское дно совершенно плоско. Практические измерения и исследования показали, что плоски лишь отдельные участки морского дна, по площади не превышающие 1 км. Морское дно, так же как и остальная часть земной коры, сильно изрезано.

Существовало мнение, что слой отложений на морском дне составляет лишь несколько миллиметров. Исследования Пикара, проведенные во время его погружения на глубину 1080 м 26 августа 1953 г., впервые показали, что слой отложений на дне моря может превышать толщину в 1 м. Этот крайне тонкий слой осадков удерживается, не сползая, даже на очень крутых склонах дна.

 

Температура

Море можно назвать действенным (активным) регулятором температуры земного шара. Его физические свойства очень сильно зависят от содержания солей. Температура морской воды меняется в совершенно жестких пределах. В то время как точка замерзания морской воды находится между -1,5 и -1,9°С (пресная вода при +4°С имеет наибольший удельный вес и опускается на дно наших озер), на поверхности температура морской воды может доходить до +30°С. Да, в очень закрытых бухтах, например в бухтах Персидского залива, столбик ртути поднимается даже до 39°С.

Морская вода очень "ленива" и нагревается крайне медленно. Этим объясняется тот факт, что в Средиземном море, например, температура воды достигает максимума не в июле-августе, когда максимальна температура воздуха, а лишь в сентябре. И только в феврале медленно остывает до минимальной.

В верхних слоях температура воды падает очень быстро, затем - чем глубже, тем медленнее. Вблизи морского дна она в отличие от пресной воды доходит почти до 0°С*. Перемещающиеся сверху вниз массы воды, приводя к постоянному выравниванию температуры, придают гигантским массам воды океана колоссальную стабильность, очень важную для выполнения ими роли всемирного регулятора (выравнивателя).

* (До 2°С, за исключением полярных районов (прим. Ю. Житковского). )

Теплые (точно так же как и холодные) морские течения, перемещают огромные массы теплой (или холодной) воды из одних частей Земли в другие. Роль этих перемещений становится ясной, если мы вспомним, сколь различны климатические условия в областях, лежащих на одних и тех же широтах.

Всем известное утверждение, что чистая вода при замерзании расширяется, применимо к морской воде лишь частично. Пресная (чистая) вода расширяется в интервале температур +4 до 0° С на 0,00132%. При замерзании же объем льда на 9% превышает объем воды. Чистая вода при +4°С имеет наибольшую плотность.

С повышением содержания солей температура, при которой вода имеет наибольшую плотность, понижается. При некоторой концентрации она опускается ниже точки замерзания, так что жидкая фаза при охлаждении уже не расширяется. Но даже при замерзании соленой воды объем льда всегда превышает объем жидкой фазы.

 

Содержание солей и минералов

Удельный вес пресной воды (на уровне моря при 4°С) равен, как известно, единице. При тех же условиях удельный вес морской воды составляет величину от 1,02 до 1,04. Это обстоятельство прекрасно известно пловцам. Тяжелая морская вода гораздо лучше держит их, чем вода материковых рек и озер. Наряду с описанными выше физическими свойствами содержание соли оказывает решающее влияние и в других отношениях.

Протоплазма клеток тканей животных и растений только тогда жизнеспособна, когда она образует соединение с соляным раствором, сходным с морской водой. Плазма крови человека и других позвоночных оказывается очень сходной по составу с морской водой; во всяком случае, она содержит те же химические вещества, но в меньшей концентрации.

1000 весовых частей морской воды содержит примерно 35 промилле растворенной соли. Это отношение в океанах колеблется лишь незначительно. Но во внутренних морях (например, в Мертвом море) содержание соли доходит до 200 промилле-факт, который здесь связан главным образом с повышенным испарением.

Считается, что моря во время их образования были засолены слабо. Главным поставщиком солей оказывается минеральная основа континентов. Первые дожди начали процесс, благодаря которому разрушаются скалы и содержащиеся в них минералы сносятся в море.

Сегодня в 1 км3 морской воды содержится свыше 41,5 промилле растворенных солей - обстоятельство, которое делает моря гигантской кладовой минералов.

При поверхностном рассмотрении нам трудно себе представить, что морская вода содержит меньшее количество кальция и хлоридов, чем беспрерывно доставляется впадающими в нее потоками. Новейшие исследования прояснили и эту загадку: излишек поглощается из воды морскими животными в процессе образования их чешуи и скелетов.

Несмотря на несметное количество находящихся в морской воде элементов (веществ), до сего дня еще не удалось (кроме поваренной соли, магния, брома и йода) сделать их доступными для человечества.

Постоянно предпринимаются большие усилия и ведутся исследования с тем, чтобы дать возможность людям снабжать себя из этого источника.

В связи с этим нельзя забывать об указаниях на наличие месторождений нефти. Старая неорганическая теория происхождения нефти в процессе вулканической деятельности отжила свой век. Наиболее вероятным источником нефти являются отложения животных и растительных остатков. Последние были погребены под мелкозернистыми осадочными породами молодых морей и подверглись медленному разложению.

Идеальные условия для такого естественного процесса создаются в спокойных бассейнах, таких, как Черное море и известные фиорды Норвегии. Эти последние и сегодня поражают исключительно богатой жизнью в верхних слоях, в то время как придонные слои бедны кислородом и в больших количествах содержат сероводород. В связи с этим на грунте не живут пожиратели останков, которые могли бы уничтожать трупы морских животных и остатки растений, опускающиеся на дно. А так как в описываемых районах отсутствует естественная циркуляция, эти гнилостные, бедные кислородом слои расширяются, все больше отравляясь гниющими органическими веществами.

Все те места, где были найдены большие месторождения нефти, так или иначе связаны с сегодняшними или древними (ископаемыми) морями. Это относится и к тем месторождениям, которые расположены в современных внутренних территориях, и к тем, что лежат вблизи морских берегов.

Несмотря на то, что до сих пор далеко не исчерпаны запасы материковых месторождений нефти, проводятся исследования и в прибрежных районах. Однако разведчикам и эксплуатационникам, ищущим и добывающим нефть из месторождений, расположенных под морским дном на глубинах в сотни метров, приходится преодолевать огромные трудности.

Гораздо проще обстоит дело с добычей из морской воды солей - деятельность, в которой вот уже много столетий помогает человечеству естественное испарение. Также сравнительно просто используются рассолы ископаемых морей, лежащие глубоко под землей линзы (топи, болота) соленой воды.

 

Приливы и отливы

Приливы и отливы представляют собой волны, обусловленные внеземными причинами. Периодические приливы и отливы совершенно не связаны с силами, вызывающими землетрясения. Управляющие ими силы имеют источник - притяжение поверхности Земли к Солнцу и Луне, причем влияние Луны обычно вдвое сильнее влияния Солнца. Земля, а следовательно, и моря на ее поверхности взаимодействуют с Солнцем и Луной при постоянно меняющихся углах и расстояниях. Вследствие этого и приливы меняются день ото дня и год от года.

Внутренние же земные причины порождают явления катастрофического характера, как, например, гигантский прилив 1 февраля 1953 г., обрушившийся на Голландию, Англию и Бельгию.

Упрощая, можно сказать, что притяжение Луны проявляется в том, что вода, как подвижное вещество, следует за ее движением. Обычный прилив наступает, когда Луна находится в своей высшей или, напротив, низшей точке. В промежуточных стадиях происходят отливы. Приливы и отливы следуют друг за другом через промежутки времени, примерно равные 12 ч.

В полнолуние и новолуние Солнце, Земля и Луна лежат на одной прямой. При этом положении Земли относительно двух ближайших к ней светил силы притяжения оказываются наибольшими и происходят большие (сизигийные) приливы. В противном случае наблюдаются приливы слабые, так называемые квадратурные. Для многих стран эта смена приливов и отливов имеет жизненно важное значение, так как в случае особой величины волн опасности подвергаются целые районы.

В Плимуте (Англия) разница высот прилива и отлива составляет 3,6 м. В период слабых приливов она 3 м, в период приливных волн - 4,6 м. От места к месту и от моря к морю высота приливных волн очень различна. В то время как во внутренних морях она составляет всего лишь около полуметра (до 40 см), на южном берегу залива Фанди, в Юго-Восточной Канаде, между полуостровом Новая Шотландия и Нью-Брансуиком зафиксированы приливы до 21 м.

Благодаря местным течениям, связанным с вращением Земли, в разных районах приливы как большей, так и меньшей силы замедляются, что соответствует расчетам.

Упомянутый катастрофический прилив в Голландии, Англии и Бельгии сопровождался еще одним обстоятельством: одновременно с ним над морем пронеслась неистовая буря ураганной силы. В результате такого "объединенного действия" разбушевавшихся стихий за несколько часов было уничтожено то, что ценой огромных усилий и множества человеческих жизней, руками нескольких поколений людей было отвоевано у моря.

Поразительные результаты дают расчеты масс воды, перемещающихся во время приливов и отливов. В бухте Фанди дважды в течение дня перемещаются сотни миллиардов тонн воды. Это гигантский источник энергии.

Когда основная масса надвигающегося прилива (обычно одна, максимум две волны с крутым фронтом, часто до трех метров высотой) входит в устье реки, такое явление называется бор, или маскарэ. Бор наблюдается там, где в открытые моря впадают большие реки.

Приливные явления оказывают очень сильное влияние на все живые организмы. В море благодаря приливам живут миллиарды оседлых животных, например моллюски. При этом многие миллиарды биологических организмов находят гибель под ударами этих мощных периодических явлений.

Многие морские животные приспособили к фазам Луны систему воспроизведения рода. Так, в Европе установлено, что максимум размножения устриц совпадает по времени с периодом максимальных приливов.

Разумеется, многие поколения рыбаков прекрасно знают о существовании этой зависимости и, руководствуясь этим нерушимым законом природы, получают большие уловы. Кто хоть однажды проводил отпуск на берегу Северного моря, тот, вероятно, мог сам наблюдать, как во время полнолуния из песка вылезают (выгребаются) ланцетовидные рыбешки и, как лакомое блюдо, немедленно попадают в руки ловцов и на стол. В другое время эти существа покоятся в местах, о которых мы до сих пор ничего не можем узнать.

 

Течения

Над океаном с большим постоянством почти весь год дуют в одном и том же направлении пассатные ветры. Они возникают под влиянием вращения Земли и благодаря сильному нагреву Солнцем воздушных масс вблизи экватора. Легкий нагретый воздух поднимается вверх, на его место из других районов притекают встречные потоки воздуха. Со скоростью свыше 50 км/ч непрерывно гонит пассатный ветер мощные потоки нагретого экваториального воздуха.

И в море под влиянием ветра устанавливается точно такая же циркуляционная картина. Гонимые вдоль экватора верхние слои воды замещаются за счет течений с севера и юга, образуя замкнутый круг.

Подобное течение использовал Хейердал для своего путешествия на "Кон-Тики" в 1947 г. На беспомощном, еле-еле управляемом плоту он с пятью товарищами, предварительно основательно изучив морские течения, отправился в "тысяча-и-однодневное" путешествие из Перу к удаленным на 8000 км островам Полинезии. Целые и невредимые, в прекрасном моральном и физическом состоянии, после полного приключений путешествия достигли северяне намеченной цели. Экипаж "Кон-Тики" делом доказал, что наши предки, несмотря на примитивность "подручных средств", прекрасно зная свойства морей, пользовались и этой дорогой, и подобными судами.

Надо упомянуть также достижение Алена Бомбара. В 1952 г. он в своей крошечной спасательной лодке один за 65 дней пересек Атлантику. Конечно, перед стартом он также тщательно изучил течения и ветры. Благодаря исключительной научной подготовке ему удалось показать, что потерпевший кораблекрушение, оказавшись без продовольствия, один в маленькой лодке среди бескрайнего моря, не должен погибнуть.

Тепловое воздействие морских течений испытывает как растительный, так и животный мир. Находящиеся в движении массы воды переносят огромное количество питательных веществ и кусочков водорослей. Естественно, что эти скопления привлекают огромные косяки сардин, тунцов и других рыб. А в связи с этим, например, у берегов Перу находим массу морских птиц.

Для Европы огромное значение имеет Гольфстрим. Он определяет далеко идущие климатические последствия для нашего континента.

Совершенно противоположную роль играет Перуанское (или Гумбольдта) течение в Южной Америке. Оно несет из антарктического района холодную воду к экватору.

Исследования показали, что существуют не только горизонтальные течения в верхних слоях морей, но и перемещения в вертикальном направлении. Их происхождение связано с плотностью и температурой воды. В Антарктиде, где из-за оледенения моря повышено содержание соли в нижних слоях воды, температура близка к точке замерзания. Эта очень холодная вода, как известно, обладает наибольшей плотностью. Медленно ползет она по ложу океана. Но гигантские массы, стекающие при этом вращательном движении, должны, естественно, вновь замещаться.

Средиземное море, этот "океан в миниатюре", обладает уже совершенно другими свойствами. Летом расход воды за счет испарения намного превышает поступления за счет осадков. Содержание соли в этот период повышается (в восточной области иногда до 39 промилле). Зимой наблюдается обратная ситуация. Таким образом, концентрация соли, а, следовательно, и удельный вес воды в зависимости от температуры падает или растет, вызывая соответственно приток или отток вод Атлантики через Гибралтарский пролив.

Таким образом, море, кажущееся человеческому глазу неизменным, оказывается находящимся в непрерывном движении. Нерушимые законы природы поддерживают это постоянное изменение.

 

Фитопланктон и зоопланктон

В то время как животные (за исключением бактерий и некоторых видов грибов) обитают на различных глубинах, растения существуют преимущественно в тех зонах, сквозь которые проникает дневной свет. Глубина проникновения световых лучей определяется углом падения и прозрачностью воды. Таким образом, лучше всего освещена вода в открытом море в тропиках.

Американский исследователь Биб во время своего погружения в 1934 г. установил, что человеческий глаз хорошо различает дневной свет на глубине 550 м. Этот же результат был отмечен отцом и сыном Пикарами во время погружения на "Триесте" в 1953 г. Правда, чтобы эксперимент был безукоризненным, необходимо, чтобы перед этим человек в течение одного-двух часов находился в темноте.

В то время как в Ла-Манше нормальная видимость ограничивается десятью метрами, в Средиземном море, а также (и особенно) в Гольфстриме у берегов Флориды совершенно светло на глубине 40-50 м. Новая техника погружений с ее прекрасным оснащением сделала доступными Красное и Карибское моря.

Исходя из этих соображений, мы ограничивались поисками растительной жизни в океане на глубинах около 100 м. Эта зона по сравнению со средними морскими глубинами очень хорошо освещена.

Подавляющую массу растительных обитателей морей составляют свободно плавающие отдельные микроскопически мелкие существа. Они образуют две основные группы фитопланктона: диатомеи и флагелляты. В то время как диатомеи, так же как и другие растения, лишь участвуют в фотосинтезе (образование клеточного вещества из углекислоты, взаимодействующей с хлорофиллом под влиянием света), флагелляты потеряли часть этих свойств и как животные поглощают твердую пищу. Они являются представителями промежуточного звена между растительным и животным миром.

Изучение фито- и зоопланктона только еще начинается. Этот вопрос имеет особое значение для народов, живущих у моря и в постоянном контакте с ним. Совершенно естественно, что для них очень важно наблюдение за планктоном, его жизнью, размножением и т.д. Непрерывное, сообразно со временем года и районом, возрастающее и спадающее возрождение фитопланктона дает зоопланктону неограниченные запасы пищи. Это в свою очередь определяет места, в которых, например, киты находят свою основную пищу крылоногих моллюсков, которые, со своей стороны, питаются фитопланктоном.

Много труднее определить, что же такое зоопланктон. Это огромная группа морских животных на разных стадиях развития, от личинок до взрослых особей. Размеры большинства планктонных животных меньше 2,5 см. Однако существуют и такие, как, например, гигантская морская звезда (медуза), поперечник которой достигает 2 м, а щупальца могут быть до 10 м длиной.

Более или менее определенно можно разделить животных, составляющих планктон, на "временных" и "постоянных". К последней группе принадлежат животные, вся жизнь которых проходит в блуждании по воде и которые никогда не бывают связаны с землей. Однако большую часть представителей зоопланктона составляют крохотные крабообразные, рачки, веслоногие крабы. При этом не все веслоногие с самого начала принадлежат к планктону. Сельдь, например, основную часть своей пищи находит среди веслоногих, которые преобладают как в тропиках, так и в умеренных широтах. Большинство веслоногих добывают пищу, фильтруя воду сквозь тонкую щетинку.

Места распространения зоопланктона также тесно связаны с интенсивностью света. Только очень немногие из этих существ могут выносить действие излучения. Поэтому днем они держатся в нижних слоях воды и только с наступлением сумерек поднимаются к поверхности. В это время можно выловить животных донного планктона.

Современные исследовательские суда, оснащенные очень чувствительными измерительными приборами, исследуя с помощью ультразвука различные слои моря от дна до поверхности, обнаружили связь между блужданиями планктона и перемещением рыбьих и креветочных косяков.

Здесь следует еще раз сослаться на французского исследователя Бомбара. Во время его плавания через Атлантику он питался исключительно тем, что давало ему море. В его "трансатлантическом меню", также присутствовал и планктон, о котором он отзывался так: он походил то на креветок, то на икру, то на клей. Для того чтобы полностью насытиться, Бомбару приходилось собирать улов планктона с поверхности моря, равной по площади футбольному полю.

 

Смерть на дне моря

Область межу морским дном и верхними слоями воды сопротивляется раскрытию своих секретов упорнее, чем любой другой район Земли. Поэтому понятно, что издавна существовало мнение о полной невозможности жизни в морских глубинах. И держалось это мнение довольно долго, потому что никаких доказательств противного никто представить не мог.

Да, еще каких-нибудь 100 лет назад биологи считали, что жизнь моря замирает - чем глубже, тем больше, и таким образом заключали, что на дне пучины жизнь совершенно невозможна. В лучшем случае считалось, что в слоях, близких к поверхности, можно обнаружить ничтожную искру жизни.

И только случай, как это часто бывало в истории науки, заставил несколько лучше познакомиться с неизвестными доселе морскими глубинами, когда в середине XIX в. началась прокладка первого в мире межконтинентального подводного кабеля. Как же были изумлены инженеры и рабочие, когда в один прекрасный день с глубины свыше 2000 м лебедка вытащила 13 морских звезд! Однако это не значит, что все зоологи в один миг отказались от своих устоявшихся взглядов и приняли это событие, переворачивающее все старые представления, как доказательство того, что и на глубинах, больших ранее исследованных, должны существовать живые существа.

Примерно в это же время и с тех же глубин был поднят для ремонта кабель со дна Средиземного моря. Он был весь сплошь покрыт кораллами. Большая часть их была затем опять опущена под воду на ранних стадиях развития и по прошествии времени достигла полной зрелости. Это было уже полным доказательством того, что и на таких больших глубинах действительно царит жизнь. Найденные кораллы не могли зацепиться за кабель во время подъема или вырасти на нем за это короткое время.

В разгар этих событий и вызванных ими дискуссий в 1879 г. из Портсмута в свое ставшее знаменитым кругосветное путешествие вышло английское исследовательское судно "Челленджер". Его глубинные сети непрерывно поднимали на дневной свет совершенно невиданные существа. Никогда до сих пор человеческие глаза не видели таких удивительных животных. Теперь уж даже самые стойкие противники вынуждены были признать, что живые существа могут существовать на самых больших глубинах океана.

Вскоре после второй мировой войны стало известно, что несколько американских ученых, обследуя океан с помощью акустических приборов, вблизи калифорнийских берегов обнаружили сразу целую группу неизвестных морских жителей. Дальнейшие исследования в этом направлении привели к заключению, что это "загадочное нечто" длиной около 300 миль в зависимости от времени суток находится или в поверхностных слоях, или опускается в глубину океана. И когда наконец добрались до решения этой загадки, выяснилось, что с таким явлением можно столкнуться почти в любом районе океана.

Рис. 14. Сотни, а то и тысячи полипов (Anthozoen) объединены в одной .. веточке кораллового кустика. Их бесполое размножение идет путем деления и почкования. Отдельные особи, связанные между собой канальцами, образующими систему питания, представляют своеобразное живое сообщество. Тонкие, как волоски, щупальца коралловых полипов извлекают из морской воды столь же микроскопические продукты питания. Медленно и непрерывно, веточка за веточкой, заизвестковывающиеся колонии кораллов образуют постепенно целые горы и острова (фото Жакэ)

Эта богатая океанская фауна, над изучением которой лихорадочно работали исследователи, вероятно, в течение миллионов лет была известна китам и по крайней мере тюленям. Основную пищу китов составляет планктон, рыба и каракатицы. Самый крупный представитель семейства китов - гигантский кит, или кашалот, в погоне за каракатицами, иначе называемыми кракенами, спускается на огромные глубины. Только этим можно объяснить тот факт, что при подъеме подводного кабеля у берегов Колумбии с глубины 988 м вместе с ним подняли на поверхность 14-метрового кашалота, вцепившегося в кабель.

Сегодня мы знаем о глубинной зоне океана несравненно больше, чем даже несколько десятилетий назад. Тем не менее о жизни в ней мы до сих пор имеем только приблизительное представление. Так, до сих пор мы не в состоянии поднять занавес, который скрывает историю возникновения обитающих в наших водах угрей. Но благодаря интенсивным научным исследованиям все больше света проникает в темные глубины океана. Начиная с 1952 г. начались подводные фотосъемки и телепередачи с глубин в несколько тысяч метров. Швейцарский стратонавт О. Пикар предоставил в распоряжение ученых батискаф - аппарат, с помощью которого, так же как в свое время с помощью самолета - воздух, были покорены морские глубины в 3000 и даже много более метров.

Таким образом, исполнилась давнишняя мечта ученых - иметь возможность в естественных условиях часами наблюдать за жизнью подводного мира, постепенно, систематически пополняя свои знания о нем.

В связи с этим следует кратко остановиться на некоторых особенностях жизни животных океана.

С увеличением глубины и уменьшением дневного света тускнеют естественные краски, служащие в основном для маскировки обитателей моря. Исключение составляют каменные креветки. Эти грациозные пловцы, совершенно прозрачные, имеют восхитительную окраску темного карминно-красного цвета.

Рис. 22. Морской анемон (актиния) так же радует глаз подводного фотографа, как эдельвейс, встреченный в горах, путешествующего любителя природы (фото Жакэ)

Очень многие жители океанских глубин снабжены светящимися органами. Биб отмечал, что некоторые животные испускают до такой степени яркое сияние, что его зрение при встрече с ними на несколько мгновений совершенно отказывало.

Другие животные выпускали сгустки слизи, которая продолжала светиться и после выделения. Светоносные органы обычно непосредственно контролируются нервной системой и могут "включаться" и "выключаться" по необходимости.

Рис. 24. Разве не похожа эта колония актинидий на раскинутый в морской глубине прекрасный персидский ковер и цветом, и формами своего 'растительного орнамента'? (фото Жакэ)

Эти зоологические "фонарики" выполняют разнообразные роли. Иногда они служат для привлечения жертвы, иногда - для маскировки в световом облачке. Иногда они помогают запугать врага. Кроме того, свет может служить средством привлечения себе подобных, особенно в период размножения.

При обнаружении жертвы могут помогать органы химического восприятия, роль которых сравнима с обонянием и осязанием наземных животных. Некоторые животные используют свет как приманку, чтобы любопытный пришелец приблизился посмотреть, что это светится.

Океанские рыбы - жадные хищники и, как правило, обладают внушительными челюстями. Их легкорастяжимые желудки могут вместить жертву, подчас в 2-3 раза превосходящую по размеру их самих. Длительный процесс пищеварения объясняет, почему в этой малонаселенной области происходят долгие перерывы между трагедиями.

К сожалению, до сих пор ни одному исследовательскому кораблю не удалось поймать и поднять на дневной свет ни одно гигантское животное, живущее в глубоководной зоне океана. Либо эти жители глубин очень быстро ускользали из ловушек, либо еще нет приспособлений для их ловли.

Видимо, то же самое происходило в Южной Африке, когда от зоологов 8 раз ускользала исключительно интересовавшая их латимерия целакантус, о которой существовало твердое убеждение, что она вымерла 50 млн. лет назад.

Скрытность жизни глубоководных животных помогала до сих пор удерживаться мнению, что уменьшение давления, которое неизбежно при поднятии этих животных на поверхность, приводит к их немедленной смерти. Практика показала иное.

Рыбы прибрежных вод, правда, имеют специальный гидростатический орган - плавательный пузырь, помогающий им сохранить жизнь при быстром перемещении с глубины к поверхности. При этом они неестественно раздуваются. Одновременное увеличение объема плавательного пузыря и уменьшение давления, приводят подчас к тому, что у рыбы желудок вылезает наружу через пасть.

Рис. 17. Глаза рассматривают вас. Загадочные глаза рыб, взгляд которых не дано разгадать человеку. Однако рыбьи глаза во взаимодействии с другими органами чувств способны различить грозящую им опасность или возможность поживы уже на значительном отдалении (фото Ребикофф)

Глубоководные же рыбы, как правило, не имеют плавательного пузыря, поэтому описанная выше судьба им не угрожает. Вода, как известно, практически не сжимается, а так как ткани океанских жителей в значительной мере состоят из воды, они при постепенном подъеме к поверхности не растягиваются и не вздуваются.

Рис. 20. Настоящее ее имя Drückerfisch. Однако за необычную окраску 'модерн' ее прозвали еще и 'рыбой Пикассо'. И действительно, рыба выглядит так, как будто великий художник моделировал ее необычайно красочный наряд (фото Клагеса)

Обычно эти высокочувствительные животные погибают из-за того, что во время освобождения из ловчей сети они сильно пугаются или, особенно часто, ранятся. Однако действительно смертельным может стать для них резкий подъем из холода глубин к высоким температурам верхних слоев, губительным для их нежных организмов. В теплой воде глубоководные животные, вероятнее всего, гибнут от теплового удара. Как правило, в связи с этим на исследовательских судах устраивается "холодильник" с холодной морской водой, в котором глубоководные животные могут сохраняться живыми в течение часов, а то и дней.

 

Безмолвие морского дна

Точно так же, как мнение об отсутствии жизни в морских глубинах, неверным оказалось и мнение о царящей там вечной и полной тишине. Подробные исследования в этом направлении стали возможны с появлением новых технических средств, например высокочувствительных гидрофонов. Они позволили наконец внести ясность и в этот вопрос, до тех пор полностью не известный, и зафиксировать звуки, которые невооруженное человеческое ухо просто не в состоянии воспринять.

Прежде всего, вдоль берегов, и даже не только в верхних слоях воды, обнаружено, что в акустическом диапазоне подводный мир представлен тоже достаточно широко. После первых же результатов говорить о полном безмолвии уже не приходилось.

Во время исследований с помощью высокочувствительной аппаратуры в глубинах океана близ Бермуд были записаны не слышанные ранее звуки: тихое мычание, крики, таинственные стоны.

Чтобы услышанные в открытом море звуки связать с соответствующими животными, проводят опыты в закрытых аквариумах.

Таким образом устанавливается связь между безымянными голосами из морских глубин и теми или иными их жителями.

Сегодня техника продолжает быстро совершенствоваться. С ее помощью был, например, выяснен смысл разнообразнейших звуковых сигналов многих морских животных и рыб. Оказалось, что совершенно определенно различаются звуки локационные, звуки запугивания и крики страха. Или, например, был записан шорох от падения в воду мелких насекомых (комаров и т. д.), и при обратной передаче записи в воду наблюдали, как, привлеченные этим шорохом, в верхние слои воды поднимались большие стаи рыб.

Для защиты от вражеских судов, и прежде всего от подводных лодок, в Америке все входы в бухты и гавани были оборудованы сетями гидрофонов. В начале 1942 г. наконец были зафиксированы шорохи, похожие на звук автоматических дрелей, которыми разбивают мостовую, регулярно повторявшиеся каждый вечер. Эти шорохи были по временам настолько громки, что не возникало никаких сомнений - это звуки приближающихся вражеских судов. Однако после долгих и трудоемких исследований было установлено, что подозрительные звуки издают рыбы особого вида. Этих рыб впредь стали именовать "трескунами" ("кряхтунами") в память обстоятельств, при которых был открыт их голос.

Как только эти тревожные шумы были достаточно подробно проанализированы, их с помощью электрических фильтров отделили от сигналов, которые действительно необходимо было услышать, от звуков, издаваемых морскими судами.

Благодаря множеству практических изысканий ученые смогли узнать, что подводный мир населен и что его "население", подобно земным животным, общается между собой с помощью своеобразных "языков".

 

Картография, открытия

Мы знаем, что древнейшие народы Земли - китайцы, индусы, вавилоняне, египтяне, мексиканцы и перуанцы - на заре своих цивилизаций жили только на суше. Лишь много позже научились эти народы извлекать из моря пользу, прежде всего для развития торговли.

Но финикийцы уже не довольствовались только одной торговлей. Они, отчасти в поисках приключений, отчасти для захвата колоний, предпринимали дальние морские путешествия.

Письменные памятники VII в. до н.э. рассказывают, что первым крупным событием в истории мореплавания явилось путешествие финикийцев в Африку*.

* (Более чем за 2500 лет до н. э. египтяне уже плавали вдоль азиатского берега (прим. Ю. Житковского) )

Подобные путешествия были сопряжены с бесконечными трудностями. В те времена древние не имели представления ни о форме морей, ни тем более о форме самой Земли. Еще не наступило то время, когда над этими проблемами начало ломать голову множество людей.

Чтобы лучше понять представления древних, нужно вспомнить события, происшедшие почти на 2000 лет позже.

В начале XVI столетия, после того как древние греки уже считали Землю шаром и были в состоянии довольно правильно вычислить ее орбиту, польский ученый Коперник как бы заново высказал идею, что Земля вращается вокруг Солнца и видимое движение Солнца есть лишь следствие вращения Земли. Эта теория, явившаяся первым шагом при переходе от геоцентрического воззрения к гелиоцентрическому, произвела громадный переворот в тогдашней интеллектуальной жизни и заложила основы утвердившихся сегодня физических и естественнонаучных представлений о движении Земли, Однако в свое время она вызвала яростное противодействие господствовавшей католической церкви. Даже в следующем столетии великий итальянский ученый Галилей предстал перед судом инквизиции за то, что соглашался с учением Коперника.

Отсутствие привычных сегодня навигационных инструментов, таких, как компас, хронометр, секстан, было сильнейшим тормозом для первых путешественников. Господствовавшие в те далекие времена географические представления также отнюдь не облегчали задач исследователей и путешественников. Вдобавок часто на поиски неизвестных стран и народов отправлялись с недостаточными запасами снаряжения и продовольствия. Все это приводило к болезням и гибели ненадежных отрядов в дальних морских путешествиях.

Маршруты первых разведывательных путешествий проходили поэтому только вдоль берегов. Тем более грандиозными кажутся совершавшиеся в X в., за полтысячелетия до Колумба, путешествия норвежских викингов на Исландские острова, оттуда в Гренландию и, наконец, до побережья Северной Америки.

Многие из отважных первооткрывателей, выходивших в открытое море без навигационных инструментов, расплачивались жизнью за свои авантюристические вылазки. Однако викинги очень рано постигли начала навигационного искусства.

С поразительной точностью они умели вычислять географические широты, измеряя длину тени, которую мачта корабля отбрасывала на банки гребцов.

Точное время появления компаса не известно. Знаменитый путешественник Марко Поло уже в XIII в. познакомился с его употреблением китайскими моряками. Благодаря компасу, достижениям астрономии и хронометру, изобретенному в XVIII в. Гаррисоном, постепенно совершенствовались морские и сухопутные карты, морские путешествия становились безопасными предприятиями.

Результатом развития оптики явилось изобретение первой подзорной трубы, а затем и первого секстана. С их помощью географическая широта могла быть определена с той же точностью, что и сегодня.

Конечно, многие экспедиции, как, например, пиратские плавания капитана Дрейка, приводили лишь к войнам и разбою. Правда, гораздо чаще истинным стимулом этих разбойничьих набегов была жажда обогащения за счет чужих богатств. Полной противоположностью этим воровским пиратским "путешествиям" были плавания капитана Кука. Они ставили перед собой и осуществляли чисто научные цели. Королевское географическое общество Великобритании поставило перед Куком задачу пронаблюдать с южных широт прохождение Венеры через диск Солнца. Кроме того, он должен был исследовать этот отдаленный район, чтобы проверить предположение о существовании материка на широтах Азии, Европы и Северной Америки.

Это научное плавание, совершенное в середине XVIII в. на корабле "Эндевор", увенчалось полным успехом. Кук открыл большое количество неизвестных островов и даже подружился с островитянами. Огромную научную ценность представляли данные, полученные во время плавания благодаря регулярно проводимым наблюдениям за направлениями воздушных течений и температурой воды. Кук промерял глубины не только вблизи берегов, как это делалось обычно, но одним из первых измерил их в открытом море вплоть до глубин в 400 м. Точно так же впервые составил он точную географическую карту Новой Зеландии и большого участка восточного побережья Австралии. Кроме того, он нашел время для решения своей основной задачи - наблюдения Венеры и Солнца и выполнил ее на высоком научном уровне и с полным успехом. К сожалению, этот первый крупный океанограф не вернулся из своего третьего плавания.

Избороздив во время своих путешествий вдоль и поперек Тихий океан, он проторил дорогу исследователям, пришедшим ему на смену в следующем столетии. После его смерти исследователям тех морей осталось лишь заполнить незначительные пробелы в их описании.

Признанным отцом морской биологии считается натуралист Эдвард Форбс. В середине XIX столетия он впервые с помощью траловой сети обследовал морское дно близ своего родного острова Мэн и начал изучать морских животных, добытых таким образом.

Одновременно появились работы основателя физической океанографии американского ученого Мори. Он первый начал рассматривать море как единую динамичную систему и организовал охватившие весь мир наблюдения за течениями, температурами воды и погодой.

Достижению первого значительного успеха в исследовании морских глубин способствовали после прокладки подводного кабеля английские моряки во главе с Томсоном. В период с 21 декабря 1872 по 24 мая 1876 г. Томсон на корабле "Челленджер" проплыл под парусами весь Мировой океан, исследуя, насколько это позволяли ему современные технические средства, морское дно в поисках живых существ. Он брал и анализировал пробы воды с разных глубин, собирал с помощью мелкоячеистых сетей планктон и провел тысячи измерений глубины лотом. Этот старый способ измерения глубин благодаря своей точности заслуживает более подробного рассказа.

Выполнение всех в общем довольно простых манипуляций, которые требуются для измерения каждой отдельной морской глубины, занимает порой несколько часов. Для измерений пользуются обычной пеньковой веревкой. Подвешенные к ней свинцовые грузила весом до 100 кг быстро разматывают измерительный канат с огромного барабана. Разматывание, однако, может не прекратиться в тот момент, когда веревка коснется дна. Канат, пропитанный морской водой, становится настолько тяжелым, что собственной тяжестью может стянуть за собой лишнюю веревку. Поэтому, чтобы сразу получить правильное значение измеряемой глубины, веревку маркируют через каждые 200 м. Человек, стоя с секундомером около раскручивающегося каната, по уменьшению скорости раскручивания может заметить тот момент, когда свинец должен коснуться дна.

Несмотря на все трудности, исследования продолжались со всевозрастающей энергией. Принялись за составление не только карт морей и суши, но и за описание поверхности Земли, находящейся под водой. Подобная работа таила в себе совершенно особые трудности, так как все манипуляции в совершенно незнакомой обстановке должны проводиться, так сказать, вслепую. Еще более значительные трудности испытывали, когда такой знаменитый город, как Винета, погрузившийся в море, нужно было разыскать под слоем морских отложений.

Начало исследований и картографирования морского дна имеет довольно точную дату - изобретение и применение эхолота. В то время как до 1900 г. старым обстоятельным способом была проделана всего пара тысяч промеров глубин, за прошедшие с тех пор немногие годы благодаря новому приспособлению число их превысило сотни тысяч.

Обычно измерения с помощью эхолота проводятся следующим образом. На корабле включается мощный источник звука. Звуковые волны, проходя сквозь толщу воды со скоростью около 1500 м/с, достигают дна моря. Отраженный звук - эхо (отсюда и название прибора) возвращается обратно к кораблю, где точно регистрируется. Искомая глубина определяется как расстояние, пройденное с известной скоростью за точно определенное время.

Позже появилась более совершенная разновидность эхолота, использующая ультразвуковые волны. Это нововведение радостно приветствовали члены экипажей кораблей, в связи с тем, что человеческое ухо не в состоянии воспринимать ультразвуковые колебания вследствие их высокой частоты. Раньше они частенько не могли уснуть после тяжелой работы из-за регулярно повторяющихся резких, громких звуков взрывов при измерении глубин. Промер глубин теперь ведется автоматически, результаты записываются на специальную бумажную катушку. Это дает бесспорное преимущество, так как рельеф морского дна, таким образом, записывается непрерывно. Кроме того, автоматически работающий прибор не нуждается в обслуживании.

 

Давление и цвет в зависимости от глубины

Как известно, давление воздуха на уровне моря составляет одну атмосферу. Другими словами, каждый квадратный сантиметр нашего тела испытывает давление в 1 кг. Это давление по мере погружения в море увеличивается через каждые 10 м на одну атмосферу.

До сих пор еще с абсолютной точностью не установлено, какое предельное давление может выносить незащищенное человеческое тело. С подводниками проводятся исследования в барокамерах, аналогичные исследованиям летчиков с той разницей, что давление в первом случае повышенное, во втором - пониженное. Во всяком случае, сейчас уже установлено, что здоровый человеческий организм переносит увеличение давления значительно лучше, чем это предполагалось ранее. Намного тяжелее приспосабливаются к изменению давления дыхательные органы.

Принадлежащие к классу млекопитающих киты могут свободно опускаться на глубину 800 и более метров, даже будучи загарпунены. На короткое время они ныряют без какого-либо вреда даже на большие глубины, вплоть до самого дна, и тотчас возвращаются обратно.

Разумеется, человеческие возможности не могут идти в сравнение с возможностями таких исключительных представителей животного мира. Для лучшего понимания этого положения все же нужно рассмотреть некоторые сравнительные данные, взятые из природы. Они позволят нам яснее понять, что могут позволить себе существа, подобно людям ограниченные необходимостью дышать воздухом.

Еще 100 лет назад существовало мнение, что вследствие возрастания плотности воды с глубиной, начиная с некоторого уровня, дальнейшее опускание предметов из верхних слоев воды невозможно. Предполагали даже, что утопленники не могут достигнуть дна, а должны вечно странствовать в некотором промежуточном слое, глубина которого определяется физическими свойствами воды. Теперь каждому известно, что любое тело, более тяжелое, чем окружающая его вода, должно опуститься на дно. Но вода оказывает сильное противодействие движению в любом направлении.

Ныряльщику при погружении приходится столкнуться с совершенно необычными свойствами цвета. Когда подводный охотник подстреливает гарпуном рыбу на глубине 5-6 м, он с изумлением видит, что из нее течет кровь совершенно невероятного для человеческого восприятия цвета - темно-серая, почти черная.

Рис. 32. Эта неописуемо прекрасная красно-коричневая морская звезда - прожорливый разбойник. Она нападает на моллюсков, мелких рыбешек, даже на колючих морских ежей и защищенных панцирем крабов, крепко хватая их своими лучами, покрытыми присосками (фото Клагеса)

Отделив от скал пурпурно-красную морскую звезду на глубине 10 м, он затем вынужден констатировать, что она никоим образом не красная, а какого-то неопределенно темного цвета. Лишь при медленном подъеме на глубине от 5 до 4 м вновь приобретает морская звезда свою истинную светящуюся алую окраску.

Рис. 13. Подобно кораллу, сидит на ветхой свае губка. Нигде и никогда человеческие глаза не увидят такого великолепного алого цвета. На глубине нескольких метров этот неописуемый цвет поглощается слоем соленой воды и превращается в трудно поддающийся определению тон, нечто вроде темно-коричневого с черным оттенком. Только свет фото- вспышки возвращает губке ее естественную алую окраску на любой глубине и позволяет запечатлеть ее на пленке (фото Хасса)

По очереди, начиная с красного, с увеличением глубины поглощает морская вода все цвета. На глубине около 6 м исчезают алые краски, на 45 м - оранжевые, на 90 м - желтые, так что на глубине 100 м остаются только слабые голубовато-фиолетовые и зеленоватые цвета.

Рис. 25. Как адский огонь и серный дым, сверкают эти наросты на глубоководных скалах - представители семейства Homocelide. Вспышка электрического света на мгновение вырывает из темноты ближайшее окружение подводного фотографа, возвращая ему природные краски. Никогда не увидит их невооруженный глаз человека (фото Ребикофф)

Эти изменения нужно принимать во внимание прежде всего при подводном фотографировании. Цветные снимки в естественном свете можно делать лишь на очень малых глубинах при определенном сочетании состояния воды и освещения. Тот, кто хочет воспроизвести на фотографии истинные краски на больших глубинах, должен снимать с использованием различных вспомогательных средств, например электрических осветителей.