Молодость древней науки - Забелин Игорь Михайлович (читать книги бесплатно полные версии .TXT) 📗
Водные массы отличаются друг от друга температурой, соленостью (а следовательно, плотностью), газовым режимом, составом животного и растительного мира. В принципе они сходны с воздушными массами. Как и те, возникнув, они отправляются в долгое путешествие. Их гонят ветры, они перемещаются сами, потому что холодная вода плотнее, тяжелее теплой, и порой в странствиях забредают далеко от тех мест, где возникли. Например, в придонных горизонтах Северного Ледовитого океана исследователи постоянно обнаруживают атлантические водные массы. А между тем ученые подметили, что образуются водные массы почти всегда в верхних горизонтах океана и лишь затем опускаются в глубину.
Океан в «разрезе» можно представить себе в виде буханки черного хлеба, намазанного тонким слоем масла. Тонкий верхний горизонт — светлый. Ниже его располагается черная, лишенная света абиссальная часть океана. Водные массы чаще всего и образуются в верхнем тонком слое, мощность которого всего 150–200 метров при средней глубине океана около 4000 метров.
Но тут вполне подходит пословица — «мал золотник, да дорог»: тонкий верхний горизонт океана, известный под названием «зоны фотосинтеза» или «океанического комплекса», кормит весь остальной океан, да и не только океан.
В свойствах этого горизонта мы и должны разобраться в первую очередь. Основная его особенность заключается в том, что весь он пронизан лучами солнца. Да, это вода, освещенная солнцем. Солнечные лучи, падающие на поверхность морей и океанов, частично отражаются обратно в атмосферу, а частично проникают в воду. Но распространиться на очень большую глубину они не могут, потому что вода поглощает их. Чем отвеснее падают лучи, тем дальше удается им проникнуть; отдельные признаки света при долгой выдержке фотографическая пластинка отмечает даже на глубинах около километра, но все-таки практически солнечные лучи не проникают глубже 200 метров.
Что значит практически, если слабые отблески солнечного света отмечаются на больших глубинах? Тут физико-географы, океанологи, биологи обладают одним очень выразительным критерием. Глубже 150–200 метров прекращается процесс фотосинтеза, поэтому там нет зеленых растений. Глубже этой зоны те крохи света, которые еще проникают в воду, уже не могут созидать органическое вещество из неорганического. Вот почему на глубине 150–200 метров и проводят границу между зоной фотосинтеза и абиссальной, глубоководной, лишенной света толщей океана. Граница эта часто «подчеркивается» еще так называемым призрачным или ложным дном.
Мы уже знаем, что животные существуют за счет растений, что сами они не могут превращать неорганическое вещество в органическое — это для них делают растения, в частности водоросли, морской фитопланктон. Большинство животных питается растениями (а хищники — растениеядными животными) и селится там, где много растительной пищи, то есть в зоне фотосинтеза. Особенно много скапливается различных рачков у нижней границы фотосинтеза — там они собирают все, что отмерло и, медленно погружаясь, падает к ним из верхней зоны. Скопления рачков бывают настолько плотными, что звуковые волны, посылаемые эхолотом с кораблей для измерения глубин, отражаются от них почти как от настоящего дна. Поэтому и называют это явление призрачным или ложным дном.
При штормах в результате перемешивания водных масс в верхние горизонты морей и океанов проникает множество пузырьков воздуха и образуется газовая эмульсия. Подмечено, что сухой воздух проникает в воду в четыре раза медленнее, чем влажный, а так как нижние слои тропосферы над океанами всегда содержат много влаги, то аэрация воды протекает сравнительно быстро. Попадая в воду, воздух быстро изменяет свой состав, растворяется, некоторые его газы (например, углекислый) вступают в соединения с водой. В горизонты, лежащие глубже, воздух проникает в виде отдельных растворенных газов. В зоне фотосинтеза отмечается избыток кислорода, ниже — его недостаток. Как видите, это еще один существенный признак зоны фотосинтеза.
Несмотря на то что для верхней океанической зоны характерна большая подвижность воды, океан с юга на север подразделяется на географические зоны. В каждом полушарии их выделяется по четыре:
1) тропическая зона;
2) умеренная зона;
3) бореальная зона;
4) арктическая зона (в южном полушарии антарктическая).
Если теперь подвести итог, то окажется, что в зоне фотосинтеза имеются следующие из уже упоминавшихся нами компонентов: вода, солнечная радиация, воздух, растительность, животные и бактерии; нет, следовательно, лишь горных пород и почв.
Совсем иное дело в абиссальной толще океана, в абиссальном природном комплексе, который простирается от нижней границы зоны фотосинтеза почти до самого дна. Там стоит вечный, почти ничем не нарушаемый мрак. Лишь изредка в полной темноте вспыхнут холодные огоньки — это проплывают какие-то таинственные глубоководные рыбы, или каракатица, спасаясь от преследователей, выбросит, чтобы ослепить врага, яркую струю и скроется (а в зоне фотосинтеза каракатицы выбрасывают темную жидкость). Из всех уже известных нам компонентов только вода, животные да бактерии имеются там, в океанических глубинах. И оттого что стоит там вечный мрак, тайны океанических глубин кажутся еще загадочней, еще заманчивей.
Лишь в самые последние годы благодаря крупным океанологическим работам отважным исследователям удалось приподнять завесу тайн над глубинами океана и заложить основы нового раздела океанологии — абиссалогии.
Впервые люди проникли в абиссальную зону океана в 1934 году, когда американский инженер Отис Бартон и биолог Уильям Биб в специально сконструированном стальном шаре — батисфере с кварцевыми иллюминаторами опустились на глубину около одного километра. В 1949 году Отис Бартон побил этот рекорд, достигнув в сигарообразном бентоскопе глубины 1360 метров.
Особенно интересные и значительные события произошли в абиссалогии совсем недавно, несколько лет назад. Годы эти ознаменовались новым проявлением ярких творческих достижений человека, новым проявлением человеческой отваги. Во Франции под руководством инженера Вильяма и в Италии по проекту профессора Пикара были созданы специальные аппараты для глубоководных исследований — батискафы. Это своеобразные небольшие подводные лодки, способные выдержать колоссальное давление. Их важнейшее отличие от батисферы состоит в том, что они могут двигаться, плавать на больших глубинах, тогда как батисфера беспомощно висит на тросах. И ученым в своих аппаратах удалось достигнуть фантастических глубин: сначала Пикар (в прошлом стратонавт, выдающийся исследователь стратосферы) опустился в батискафе на глубину более трех километров, а потом французы Гийом и Вильям преодолели следующий рубеж — достигли глубины 4050 метров! Это произошло в Атлантическом океане у побережья Африки.
В дальнейшем события переместились в Тихий океан, к Марианской впадине — самой глубокой на земном шаре.
В октябре 1959 года Огюст Пикар и океанолог Рехницер погрузились там на глубину более пяти с половиной километров. Достигнув дна, они увидели креветок, норки каких-то животных. А в январе 1960 года батискаф «Триест», на этот раз возглавляемый сыном профессора Пикара — Жаком Пикаром (в составе экипажа был американский моряк Дон Уолш), достиг глубины 10919 метров!
Многое было сделано в области абиссалогии в послевоенное время и старыми методами, путем исследования с кораблей.
Большие экспедиции снаряжали датчане, шведы. Широкую известность получили работы в Тихом океане советского экспедиционного судна «Витязь».
Что же известно нам об абиссальной зоне океана?..
Водная толща ее отличается инертностью, малоподвижностью, хотя медленное движение в широтном направлении и по вертикали все же наблюдается и захватывает весь океан. Температура — низкая, в среднем около +2°. В пределах всей абиссальной зоны живут рыбы, преимущественно хищные (длиннохвост, рыба-нитка, удильщик, галатеотума и многие другие, необычные по форме, со странными названиями). Рыбы вылавливались на глубинах, значительно превышающих 7000 метров. А экипаж батискафа «Триест» видел рыб и на глубине почти в 11 километров. В абиссальной зоне повсюду многочисленны ракообразные — их тоже видели с «Триеста». Вообще же «плотность жизни» в этой зоне невелика (не хватает питания!) и уменьшается с глубиной, потому что обитатели верхних горизонтов перехватывают все, что успевают, и жителям самых нижних, самых темных «этажей» достаются только крохи с их стола. Так, с глубины 1000 метров до глубины 6000 метров количество планктона на кубический метр воды понижается с 200–300 миллиграммов до 4,5 миллиграмма, а ниже оно еще меньше.
