М.:, 1991
Книга посвящена проблемам комплексного изучения океанов и морей с помощью научно-исследовательских судов. Основное внимание в ней уделяется конкретным океанографическим, геолого-геофизическим и биологическим исследованиям, рассказывается о научных результатах экспедиций.
Читатель узнает о загадках Марианской впадины в Тихом океане и Бермудском треугольнике, о подводных вулканах и глубинных реках в океане, о лекарствах из морских организмов и о многих других интересных фактах.
Книга рассчитана на слушателей народных университетов естественнонаучных знаний.
Предисловие
Роль Мирового океана в природных процессах, происходящих на нашей планете, а также в жизни всего человечества общеизвестна. Океан – это «кухня погоды», кладезь богатств минеральных и продовольственных, это главный «ассенизатор» планеты, он же – неиссякаемый источник энергии, по нему проходят основные транспортные артерии, связывающие материки и населяющий их народы.
Вместе с тем океан с его разнохарактерными чертами – это сложнейший объект научных исследований. Понадобилось несколько столетий, чтобы человечество получило самое поверхностное представление о его глубинах, течениях, приливах и отливах, живых организмах, населяющих его. И хотя можно без преувеличения сказать, что последние 35–40 лет – это время широкого научного наступления на тайны Мирового океана, он по-прежнему остается для нас «Великим неизвестным».
Современная океанология не ограничивает свои задачи познанием природных явлений и процессов на поверхности вод океанов и морей. Ученые проникают в тайны макро– и микроструктуры и динамики водных масс океана: открыты глубинные противотечения, изучается образование и движение громадных океанских вихрей, внутренних волн. Они пытаются определить влияние этих динамических структур океанских вод на изменчивость полей температуры и солености воды, на водо-, газо– и теплообмен между океаном и атмосферой через поверхностные водные слои. Безусловно, впереди громадный объем новых исследований в этом направлении.
Много сделано и делается в области изучения геоморфологии и геологии океанского дна. Теперь мы знаем, что морское дно, которое раньше считали плоским, вовсе не похоже на бескрайнюю равнину. Материковые склоны, плавно спускающиеся с континентального шельфа, почти повсюду перемежаются подводными ущельями и широкими впадинами, образующимися под действием мощных мутьевых потоков, оставляющих за собой глубоко врезанные долинообразные желоба. Подводные землетрясения, вулканическая деятельность постоянно меняют очертания морского дна вдоль основных подводных океанских глубин.
На современной батиметрической карте Мирового океана уже видны сотни подводных гор и хребтов, долин, глубоководных впадин и ущелий. Удалось установить, что рифтовые зоны – это очень динамичные участки земной коры с высокой сейсмичностью. Здесь нередко наблюдаются выходы глубинных термальных вод, мощные тепловые потоки из недр Земли. В результате проведенных геолого-геофизических исследований обоснованы новые представления о тектоническом развитии Земли как в геологическом прошлом, так и в современный период. Но можно ли утверждать, что все тайны и загадки, связанные с формированием рельефа океанского дна, раскрыты? Безусловно, нет. Главные исследования предстоит провести в ближайшие и будущие годы.
Глава 1
«Витязь» выходит в океан
Из банановоза в корабль науки
Раскрытие тайн океана, его природы, законов, по которым живут обитатели' глубин, – эти направления исследований позволят в дальнейшем эффективно использовать его биологические и геологические ресурсы, надежно прогнозировать изменения атмосферных процессов, обеспечить развитие мореплавания. Поэтому постоянную вахту в морях и океанах несут корабли науки, оснащенные современной научной аппаратурой и оборудованием.
Первенцем и флагманом экспедиционного флота был «Витязь». С ним связан один из наиболее результативных периодов советской океанологии, период ее становления и выхода в Мировой океан. Инициатива создания «Витязя» принадлежала академику П. П. Ширшову, участнику беспримерного дрейфа на станции «Северный полюс-1» в 1937–1938 гг. В ходе дрейфа был собран уникальный материал наблюдений по географии, океанологии, гидробиологии, метеорологии, геологии обширной области Северного Ледовитого океана. Естественно встал вопрос о необходимости быстрейшей обработки и этих материалов для научного и практического использования. Ширшов в 1941 г. добился организации в Академии наук СССР первой в нашей стране лаборатории океанологии и привлек для работы в ней ведущих советских ученых, которые и занялись обработкой этих материалов.
В конце 1945 г. был организован Институт океанологии для комплексного исследования морей и океанов, который возглавил П. П. Ширшов. Первые исследования в окраинных морях новый институт проводил на арендованных учебных и промысловых судах. Однако было ясно, что плодотворно работать институт сможет только в том случае, если будет владеть собственными исследовательскими судами. Но как это осуществить?
Заместитель директора Института океанологии профессор В. Г. Богоров и опытный капитан дальнего плавания С. И. Ушаков были направлены в морские порты, где находились трофейные суда: Они осмотрели десятки судов и остановили свой выбор на грузовом теплоходе «Марс», бывшем банановозе.
Это судно было переоборудовано в ГДР на судоверфи в г. Висмаре. На нем разместили 12 научных лабораторий, научную библиотеку, экспериментальную мастерскую и помещения для хранения лабораторного имущества. Каждая лаборатория предназначалась для проведения исследований по определенной научной дисциплине: океанологии, геологии и геофизике, биологии и метеорологии. На верхней палубе находились грузовые лебедки для погрузки и выгрузки экспедиционного снаряжения и 11 океанографических лебедок для проведения исследовательских работ.
Тайна погонофор
Уже первые экспедиции «Витязя» внесли огромный вклад в изучение самого крупного океана планеты – Тихого. При этом коренным образом менялись представления ученых о рельефе дна во многих районах океана. Ранее на картах восточнее Курильских островов была нанесена глубоководная впадина Тускарора, где отмечались глубины до 8514 м. Эта впадина была названа именем американского океанографического судна «Тускарора», проводившего в 1873–1876 гг. изыскания по проектированию трассы подводного кабеля Сан-Франциско – Иокогама и впервые открывшего ее.
После этого на протяжении почти 75 лет впадина Тускарора оставалась неисследованной и тревожила воображение многих писателей-фантастов, включая известного ученого-писателя И. А. Ефремова, который в рассказе «Встреча над Тускаророй» наделил воду из ее глубин чудодейственными свойствами.
«Витязь» в течение ряда лет работал в районе впадины. В результате неоднократно проведенных промеров глубин по всему обследуемому району представление об очертаниях впадины Тускароры изменилось. Выяснилось, что максимальная глубина впадины больше на 1200 м и равна 9715 м. Фактически с борта «Витязя» ученые вторично открыли эту. впадину. Было установлено, что ее длина значительно больше, чем ранее предполагалось, и достигает около 2000 км, а ширина – 20–60 км. Впадина протянулась вдоль восточных подводных склонов Курильских островов и южной части Камчатки. По предложению ученых, проводивших исследования, ее переименовали в Курило-Камчатскую впадину (желоб).
Биологические исследования, проведенные в Курило-Камчатской впадине, помогли приоткрыть тайну жизни в глубинах океана, решить принципиальный спор о предельных глубинах, на которых возможно пребывание живых организмов.
Еще в 1948 г. шведский океанолог Г. Петерсон высказал предположение, что на глубинах больше 6500 м жизнь вообще невозможна. Он ссылался на опыты французского физиолога Фонтена, в ходе которых даже бактерии гибли в барокамере при давлении в ней, соответствующем глубине 6500 м.
Загадки марианского желоба
Неоценим вклад экспедиций «Витязя» в определение подлинной картины рельефа дна Тихого океана и его морей, в изменение батиметрической карты Индийского океана. Впечатляет даже перечень открытых глубинных геологических образований. Все началось с обследования Курило-Камчатского желоба, а позже были обнаружены обширные горные хребты и отдельные горы, протяженные долины и глубоководные впадины, многие из которых названы именами видных русских и советских ученых, флотоводцев, космонавтов.
На карте Тихого океана появились подводные возвышенности Обручева и Шатского, желоб и гора «Витязь», подводные хребты Академии наук СССР и Богорова, отдельные подводные горы Макарова, Вавилова, Бардина, Исакова, Папанина, Ширшова, Гагарина, Титова, Павловского. В Индийском океане с борта «Витязя» открыты хребты Восточно-Индийский и Ланка, целых 6 глубоководных желобов, гора Щербакова и много других подобных географических объектов.
С борта «Витязя» изучено 14 глубоководных желобов Тихого океана. Навсегда в истории океанологии останется определение максимальной глубины одного из них – Марианской впадины, которая является на сегодняшний день максимальной глубиной Мирового океана.
Это произошло во время проведения работ по плану Международного геофизического года в 1957 г. Участники экспедиции на «Витязе» проводили исследования глубоководной Марианской впадины. Что она одна из самых глубоководных, сомнений не было. Но какова ее максимальная глубина? Геоморфологи под руководством Г. Б. Удинцева, прошедшего в рейсах «Витязя» путь от аспиранта до доктора наук, поставили перед собой задачу отыскать эту максимальную глубину. Как это произошло, рассказывает участник этих работ И. М. Белоусов. «Эхолот показывает, что «Витязь» приближается к крутому склону. Возможности приборов на пределе. Иногда магическая линия глубины исчезает. Удинцев не покидает лаборатории. Здесь же толпятся многие другие участники экспедиции. Шумно и тесно. Бесстрастный эхолот рисует штрихи. Они медленно ползут вниз: 10 000 м, 10 200 м. Наконец, площадка ровного дна, эхолот показывает 10 600 м. Какая здесь глубина на самом деле – больше или меньше? Загвоздка в том, что прибор решает непрерывную формулу, в которую входит постоянная величина – скорость звука 1500 м/с. На самом деле она меняется с глубиной, она разная в каждом слое, она зависит от температуры, то есть плотности воды. Прибор всего этого не учитывает. Поэтому без поправки на скорость звука, вернее на ее отклонение от расчетной величины, на больших глубинах точные данные не получишь. Запись сделана. «Витязь» остановился. Спускаем за борт батометры и термометры. Эта операция займет около 8 часов. А потом надо отобрать из батометров пробы воды, определить соленость, ввести всевозможные поправки в температуру. Проходят сутки…»
Весь состав экспедиции работает с величайшим напряжением. Геоморфологи и геологи переживают свой звездный час. Еще бы! Вот-вот должно совершиться великое открытие, которое навечно будет закреплено на географической карте нашей планеты. Представляем снова слово И. М. Белоусову: «Удинцев и Зенкевич молча идут в свою каюту. Мы не видели их двое суток. Туда им отнесли гидрологические данные. Там рассчитывались и пересчитывались поправки. Потом Удинцев вышел и показал лист бумаги. На нем крупными цифрами написана измеренная глубина. Новая максимальная глубина Мирового океана 11 034 м (впоследствии данные были уточнены – теперь считается, что глубина Марианской впадины 11 022 м). Сколько акробатов нужно поставить друг другу на голову, чтобы первый стоял на дне, а самый верхний сумел подышать морским воздухом? 6299 человек. И даже если измерение глубины вести одним из семи чудес света – пирамидой Хеопса, то потребуется 76 ее близнецов, стоящих один на другом, чтобы вершина последней скалой возвышалась над морем…»
Славный путь и бесславный конец ветерана
«Витязь» побывал в десятках стран обоих полушарий. Зачастую участники его экспедиций оказывались первыми советскими людьми, посетившими эти страны или острова. На «Витязе» выполнены важные исследования по многим национальным и международным программам.
«Витязь» достойно носил звание флагмана советского экспедиционного флота почти два десятилетия, уступив его в 1966 г. новому кораблю науки «Академик Курчатов». Это было вполне закономерно, так как с 1949 по 1966 г. значительно выросло техническое оснащение экспедиционных судов, планы и программы экспедиций соответствовали новым задачам морской науки того времени. Но еще более 10 лет «Витязь» продолжал бороздить воды Мирового океана, делая свой вклад в раскрытие его тайн в тесном сотрудничестве с кораблями нового поколения.
Вспоминая сейчас о его рейсах, мы вполне обоснованно называем «Витязь» долгожителем, так как редкий экспедиционный корабль так активно служил советской науке целых три десятилетия. Все эти годы он был приписан к Владивостоку, откуда выходил в свои длительные походы и туда же возвращался из них, принося людям сведения о новых раскрытых тайнах океана. Жители Дальнего Востока гордились им и говорили ленинградцам: «У вас есть Аврора», а у нас «Витязь». Мы полагали, что, закончив срок своей морской службы, «Витязь» останется на Дальнем Востоке и будет установлен на вечную стоянку как музей морской науки у одного из причалов Владивостока. Однако дирекция. Института океанологии решила иначе: перевести его в порт европейской части СССР, а затем внутренними водными путями – в Москву и установить у одного из столичных причалов кая Морской музей.
7 марта 1977 г. дальневосточники прощались со своим любимым кораблем. Прощание «Витязя» с портом было торжественным и немного грустным. На митинг у борта судна собрались ветераны экипажа, находившиеся на заслуженном отдыхе, портовые рабочие, моряки. Под звуки оркестра буксир отвел корабль на середину бухты. Гудок «Витязя» разнесся над Золотым Рогом. Полукругосветный рейс (61-й по счету) начался… Пройди с попутными исследованиями по Тихому и Индийскому океанам, задержавшись для более детальных работ в Красном море, «Витязь» вошел в Средиземное море, прошел проливом Босфор в Черное море и завершил свой 14 210-мильный рейс в Новороссийском порту.
Два года «Витязь» базировался в Черном море, совершал короткие рейсы в Средиземное море. Но вот подошел финиш – пора отправляться на вечную стоянку. Экспедицию возглавил заместитель директора института доктор географических наук А. А. Аксенов, на борту ветераны «Витязя», участники прежних его рейсов. 17 февраля 1979 г. состоялись торжественные проводы: под оркестр курсантов морского училища «Витязь» покинул Новороссийск. Впереди были Марсель, Барселона, Лиссабон.
