🔎
С. Д. Осокин

Из глубины веков идет обычай торжественно отмечать переход через экватор праздником Нептуна. Но, наверно, не все знают, что, переходя экватор и отдавая дань многовековому обычаю, моряки тем самым чтут память известных и безызвестных мореплавателей многих народов и поколений, усилиями которых изучался и осваивался Мировой океан.
Более или менее достоверные данные о размерах Мирового океана были получены в конце 19 века. По уточненным подсчетам, выполненным доктором географических наук В. Н. Степановым, Мировой океан имеет площадь 361 059 тыс. км2 и объем 1 370 323 тыс. км3. Познать эту огромную массу воды — сложная задача. Особо трудная проблема океанологии — познание глубин Мирового океана, его толщ.

Изучение глубин Мирового океана — особая, наиболее трудная проблема океанографии. Для измерения их самым простейшим устройством является лот — веревка с привязанным грузом, например, камнем. Такой «прибор» применял, наверное, первобытный человек. Момент достижения грузом дна определяется по уменьшению веса лота и ослаблению натяжения лотлиня. Для того чтобы чувствовать момент прикосновения лота ко дну, его собственный вес должен быть больше веса троса, на котором он опущен.
С помощью такого устройства легко измерять небольшие глубины. Для измерения же больших глубин использовать ручной лот затруднительно. Если взять груз весом около пяти килограммов, то примерно столько же весят 100 м намокшего растительного лотлиня. Поэтому с глубин 500—600 м ощутить момент достижения дна даже тяжелым лотом нельзя.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
В связи с трудностями представление о глубинах очень долгое время оставалось чисто умозрительным. Нередко высказывалась мысль об отсутствии дна в океанах. Например, мнение Аристотеля, считавшего океан бездонной пропастью, было незыблемым до конца средних веков. Даже в конце восемнадцатого столетия итальянский ученый Марсильи в своем труде «История моря» считал Средиземное море бездонной пучиной.
Попытки измерить большие глубины начались, вероятно, с плаваний в открытом море. Например, римский ученый и мореплаватель Плиний Старший писал:
Наибольшая глубина Черного моря, по словам Фабиана, достигает 15 стадий, другие считают, что в 300 стадиях от берега аемли племени кораксов Черное море неизмеримо, и там еще никто не достигал его дна. Эти места называются бездны Понта.
Впервые измерить глубину Тихого океана попытался Магеллан в 1521 году. Вытравив около 800 м лотлиня, для которого были использованы все свободные веревки корабля, и не достав дна, он решил, что попал на самое глубокое место в океане. Теперь известно, что глубина в том месте, где ее измерял великий мореплаватель, далеко не самая большая в Мировом океане.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Обычным ручным лотом, правда, несколько усовершенствованным, измеряли глубины вплоть до начала XVIII века, когда к основному лоту в виде трубки для взятия пробы грунта стали прикреплять добавочный груз, который автоматически отделялся при соприкосновении с дном. Длительное время честь этого изобретения приписывалась американцу Дж. М. Бруку, хотя непосредственный начальник Брука известный американский исследователь М. Ф. Мори пишет, что честь первой попытки достать образцы морского дна с больших глубин принадлежит Петру Великому. Петр придумал особое устройство для промеров в Каспийском море. Оно состояло из пары крючков с грузилом, прилаженных таким образом», что при первом ударе о морское дно грузило соскакивало и крючья возвращались с кусками захваченной земли.
Потом появился механический лот. Измерение им больших глубин — дело очень трудоемкое. Так, для измерения глубины до 3000 м требуется остановка судна примерно на час. Но самое главное состоит в том, что и этот прибор не дает точных сведений. Например, француз капитан Денгам нашел дно, по его уверению, на глубине 46 000 футов, а английский лейтенант Дж. Паркер опустил лот на том же месте и увидел, что лотлинь и после 50 000 футов (более 15 тыс. л/) разматывается с такой силой, как будто дно еще не достигнуто. На самом же деле в обоих случаях, как сейчас известно, глубина была много меньше.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Значительный толчок изучению океанских глубин дало развитие подводной межконтинентальной телеграфии. До прокладки трансокеанских кабелей к глубинам океана и строению его дна проявлялся лишь теоретический интерес. Со строительством же этих подводных линий возникла практическая необходимость их изучения.
5 августа 1858 года в строй вошел первый подводный кабель, соединивший Америку и Исландию. Правда, он прослужил всего несколько недель. Спустя восемь лет между Валентиной населенным пунктом на побережьи Ирландии и Ньюфаундлендом по дну океана был проложен новый, более надежный кабель. С тех пор телеграфная связь по подводным кабелям непрерывно расширялась. За сто лет были установлены такие линии протяжением свыше 600 тыс. км.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
К концу XIX века человечество накопило такое количество данных о глубинах, что были составлены батиметрические карты. Первой из них была карта Тихого океана, выполненная в 1877 году немецким географом Августом Петерманном. На ней были показаны известные в то время тридцать самых больших глубин этого океана. Всем им было присвоено название пучин, бездн. Спустя четыре года известный русский ученый, директор Главной геофизической обсерватории М. А. Рыкачев составил батиметрическую карту всего Мирового океана. «Теперь мы имеем хотя первое, приближеннее понятие о строении морского дна», — писал автор по поводу этой карты.
Учитывая большое значение батиметрических карт, их составлению стали уделять все большее и большее внимание. Это исключительно трудоемкое и сложное дело, требующее обработки данных, собранных учеными многих стран. Еще в 1902 году возник Международный совет по изучению моря. В составе совета была создана специальная комиссия по подводным исследованиям. В 1904 году она подготовила «Общую батиметрическую карту океанов». Спустя двадцать три года вышло второе издание этой карты. Для ее составления уже было использовано 17 $00 известных измерений глубин. И все же это было «каплей в море», если учесть огромные пространства Мирового океана.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Положение с изучением глубин океана коренным образом изменилось, начиная с двадцатых годов нашего века, с появлением «звукового глаза» — эхолота. Измерение с его помощью сводится к определению времени, протекающего между моментом посылки звука с судна и моментом возврата эха, отраженного от дна, Благодаря простоте и быстроте процесса измерения самых больших глубин, стало возможно производить промер с любого судна, имеющего эхолот, па ходу, не отрываясь от выполнения других задач.
Об эффективности промера эхолотом показывает хотя бы такой пример: В первое же время эксплуатации этого устройства в германской экспедиции, за два года плавания на «Метеоре» были измерены глубины в 67 400 точках. Нетрудно подсчитать, что для выполнения таких работ обычным лотом потребовались бы десятилетия или даже столетия непрерывного плавания.
Однако дело не только в количестве измерений эхолотом, но и в их принципиально ином качестве. Показания глубин, полученные эхолотом, можно автоматически записывать на бумагу и получать профиль дна со всеми деталями рельефа. В 1928—1933 годах транспортное судно «Рамапо» 28 раз пересекло в северной части Тихий океан. Транспорт был снабжен эхолотом Моряки для наглядности отмечали показания эхолота гвоздями, уровень шляпок которых указывал глубину. На такой своеобразной карте было забито 17 389 гвоздей. В результате получалась очень наглядная картина характера дна в местах, над которыми проходил «Рамапо».
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Таким образом, благодаря эхолотам «неизмеримая глубина» океана становится измеримой. На картах вырисовывается глубоководный рельеф. Оказалось, что дно океанов, представившееся нашим предшественникам еще в начале XX века ровном и относительно плоским, на самом деле расчленено не меньше суши.
Дно океана Занято не только огромными подводными хребтами и желобами. На нем обнаружено много отдельно стоящих гор и пиков. Под гидросферой Земли чрезвычайно развит вулканизм. Приближенные подсчеты показали, что только в Тихом океане имется около десяти тысяч вулканических гор, скрытых водой.
Самые большие глубины — глубоководные желоба находятся не в центре океанов, как можно было бы предположить и как считали на протяжении столетий, а на окраинах, вблизи материков. Именно к глубоководным желобам чаще всего применяют название «пучины океана». Точной минимальной глубины для того, чтобы называться пучиной, нет. Одни считают пучинами глубины более 5000 м, другие — глубже-5500 м, третьи — превышающие 6000 м.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Глубоководные желоба — исключительно интересное образование океанского дна. И хотя их общая площадь не превышает 1,2% всей площади дна океанов, они приковывают внимание представителей многих наук. Дело в том, что подобных образований на суше нет вовсе. Знаменитый Гранд-Каньон кажется карликом по сравнению с этими зияющими трещинами, которые особенно глубоко прорезают ложе по окраинам Тихого океана.
В настоящее время известно 30 глубоководных желобов, из них 25 — в Тихом океане. За время Международного геофизического года советские ученые подробно изучили 17 желобов, три из них были впервые открыты. Один из желобов получил имя корабля «Витязь». Он имеет глубину 6150 м и замкнул недостающее звено в длинной цепочке желобов, тянущихся вдоль западных берегов Тихого океана, от Новой Зеландии до Алеутских островов.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
В результате всесторонних работ последнего времени установлено, что желоба имеют типичную клинообразную, сужающуюся вниз щель, ступенчатые склоны и плоское, удивительно ровное дно в наиболее глубоких местах. Все они имеют незначительную ширину и большую протяженность, выражаемую сотнями и даже тысячами километров.
Одним из самых характерных свойств морской воды является ее соленость. Состав основных веществ, растворенных в морской воде, был точно определен в 1880 году. Содержание всех растворенных веществ в воде в среднем около 3,53%. При этом более 78% из всех растворенных веществ составляет поваренная соль. В остальную часть входят, видимо, все известные элементы. При этом соленость морской воды, в зависимости от места, бывает большей или меньшей, но соотношение солей в ней везде удивительно постоянно.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Хорошо известно, что с глубиной температура воды резко падает. Даже в экваториальной зоне, за исключением нескольких своеобразных районов, воды с температурой, превышающей 20°, не спускаются ниже 100 м. Далее она падает еще резче. На глубине 500 м температура ее доходит до 8°, на горизонте 2700 м в экваториальной области Атлантики — плюс 1,6°. При этом на расстоянии примерно трех тысяч километров от экватора температура на этом горизонте значительно выше, чем в тропиках. На больших глубинах температура иногда падает и ниже нуля. Но при этом вода не замерзает. Известно, что соленая вода замерзает не при нуле, а при более низкой температуре в зависимости от солености. К тому же благодаря уменьшению удельного объему глубинных вод в результате сжимаемости, под влиянием внутренней энергии, увеличивается их температура. Так, объем воды определенной солености на глубине 3000 м будет иметь температуру на 0,25° выше, чем на поверхности, а на глубине 10 000 м — уже на 1,37°.
Еще недавно считалось, что глубокие слои океанов характеризуются однообразием, монотонностью, отсутствием различий, изменений и почти полным покоем. В последние годы от этого мнения пришлось отказаться. Даже на большич глубинах обнаружено множество глубоководных течений, образующих целую систему своеобразных подводных рек. Так, в южном экваториальном районе, где существует мощное постоянное пассатное течение, направленное с востока па запад, ниже огромные массы воды перемещаются в обратном направлении. На глубине более 100 м движется гигантская подводная река шириной около 400 км и «глубиной» свыше 200 м, Скоростъ этого течения, получившего имя Кромвеля, примерно в два раза больше расположенного выше. Течение Кромвеля тянется более чем на четыре с половиной тысячи километров.
Инструментальные наблюдения, проведенные в северо-восточной части Тихого океана в период Международного геофизического года, показали, что скорость течений на глубинах до 3000 м нередко достигает километра в час.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
В последнее время обнаружен и начал изучаться еще один своеобразный тип придонных течений, так называемые мутъевые потоки. Понятно, что вода, содержащая в себе минеральную взвесь — муть, имеет значительный удельный вес. Под воздействием определенного толчка она начинает движение. Возникнув, такие потоки устремляются по склонам дна на большие глубины. Они, подобно стремительным горным рекам на суше, роют глубокие подводные овраги — каньоны.
Значительный интерес представляет изучение вопроса о вертикальной циркуляции океанских вод. Прежде всего именно вертикальные токи выносят питательные вещества из придонных слоев на поверхность. По меткому выражению крупного норвежского ученого Свердрупа, океан сам себя пашет. Вертикальные перемещения особенно интенсивны у границ течений. Вот почему здесь находятся особо богатые промысловые районы. Именно поэтому так богаты рыбой места, где встречаются теплый Гольфстрим и холодное Лабрадорское течение.
Наиболее существенным фактором, связанным с глубиной, пожалуй, является давление. Хорошо известно, что через каждые 10 м давление увеличивается на 1,03 атмосферы. Огромное давление, которое испытывают массы воды на больших глубинах, оказывает определенное влияние на свойства самой воды, хотя сжимаемость ее и мала. Если бы в результате какого-нибудь чуда удалось приостановить действие этого явления и произошло бы «разжатие» воды, то уровень моря во всем мире поднялся бы приблизительно на 30 м. Береговая черта отодвинулась бы на сотни километров, сильно изменились бы очертания материков и океанов. Многие порты были бы затоплены.
Однако следует еще раз подчеркнуть, что увеличение плотности воды сравнительно невелико. Поэтому старое поверье, будто на больших глубинах ввиду сильного повышения плотности вода препятствует погружению тонущих предметов, не соответствует действительности. По этому поверью считалось, что затонувшие суда не достигают дна. На самом деле всякое тело, удельный вес которого больше воды, достигает дна. Правда, крупные предметы опускаются медленно (несколько суток), так как они иногда перемещаются не по отвесной линии.
Название океана «голубым» или «синим» издавна стало привычным. Таким его видят с берега. Океанскую же глубь не назовешь ни голубой, ни синей, ни зеленой. Она — черная, даже «черней черной». Сокровенные тайны ее укрывает кромешная тьма. Проникая в воду, солнечные лучи теряют силу вследствие того, что их энергия преобразуется в тепло. Свет рассеивается взвешенными в воде частицами ила, песка, планктон и даже самими молекулами воды. Все эти частицы, подобно пылинкам в солнечном луче, уменьшают видимость и рассеивают свет, не давая ему проникать на большие глубины. При этом фильтрующий эффект от тридцати метров воды такой же, что и от двадцати пяти километров воздуха.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Погружение в глубины вначале лишает глаз всех радостных теплых лучей спектра. Красного и оранжевого цветов как не бывало. Даже желтый цвет скоро поглощается. Однажды на глубине пятидесяти метров ученый поранил себе руку. Он увидел, как из руки течет зеленая кровь. При подъеме на глубину пятнадцати метров кровь приобрела коричневую окраску, а на поверхности стала иметь свой обычный цвет. По мере опускания зеленый цвет заметно слабеет и на глубине 60 м уже трудно различить, какого цвета вода — зеленовато-синяя или сине-зеленая. На глубине 180 м ее окраска становится темной.
Точно назвать глубину проникновения дневного света нельзя. Она зависит от прозрачности воды, от солнечной освещенности (широты места, облачности) и т. д. Однако последние измерения, произведенные в наиболее благоприятное время и наиболее подходящих условиях по прозрачности воды в районе между Канарскими и Антильскими островами, показали, что свет, хотя и очень слабо, но действует на фотографическую пластинку до глубины 1000 м.
«Миром безмолвия» еще сейчас называют подводное царство. В действительности морская вода является прекрасной средой для распространения звука. Скорость его почти в пять раз больше, чем в воздухе, — примерно 1500 м в секунду. Она зависит от физического состояния водной среды, то есть от степени ее сжатия и плотности. Так как сжатие зависит от давления, а плотность от температуры и химического состава (содержания солей) воды, скорость распространения звука в ней определяется этими тремя факторами: она возрастает с повышением температуры, солености и давления воды. Эти зависимости приводят к тому, что звуковые лучи в толщах воды распространяются далеко не прямолинейно.
На глубинах существуют звуковые каналы, возникновение которых связано со специфическими условиями температуры, солености и давления. По этим каналам звук распространяется на огромные расстояния — иногда на сотни и даже тысячи миль.
Звуковой канал образуется в результате понижения температуры и повышения давления с глубиной. При понижении температуры уменьшается и скорость звука, но глубже она постепенно возрастает благодаря увеличению давления. В результате образуются такие условия, при которых возникает своеобразный звуковой канал. Его ось располагается на глубине минимальной скорости звука. Так возникает удивительная природная «разговорная труба».
Люди давно уже были знакомы с обильной жизнью вблизи берегов морей и океанов.
Леса суши, — восторженно говорил Дарвин, — далеко не так богаты животными, как моря. Нужно самому побывать у моря, порыскать среди обнаженных отливом скал, видеть все изобилие пестрых причудливых животных, кишащих среди густого леса водорослей, вся поверхность которых почти сплошь покрыта раковинами, колониями мшанок и полипов, с шныряющими между ними бесчисленными рыбами, червяками, слизняками и прочими тварями, чтобы понять жизненное богатство моря. Что значит рои комаров и саранчовые стаи в сравнении с этой массой медуз!
На поверхности океана встречаются косяки рыбы в сотни километров длиной и в десятки километров шириной.
Жизнь же в морских глубинах, где царят высокое давление, низкие температуры и почти не проникает световая энергия, долгое время казалась невозможной. Шотландский биолог Эдвард Форбс еще в середине XIX века считал, что жизнь в глубинах моря так же немыслима, как и в огне или безвоздушном пространстве. Он указывал, что последние искры жизни гаснут на глубине примерно 600 м. Эго предположение казалось весьма вероятным: данных, которые бы его опровергали, не было, а возможность жизни в таких условиях действительно трудно было себе представить. Однако это оказалось не так.
Во время исследования арктических морей в 1818 году англичанин Джон Росс поднял с глубины в 2 км донный ил, в котором копошились черви, чем доказал наличие живых организмов на дне океана, несмотря на мрак, покои, тишину и огромное давление толщи воды в целую милю. Позже, в 1860 году, с гидрографического судна «Бульдог», исследовавшего возможность прокладки кабеля от Фарерских островов до Лабрадора, поступило сообщение о том, что промерный лот, лежавший некоторое время на глубине в 2300 м, поднял со дна 13 морских звезд. Однако не все зоологи тех времен готовы были признать достоверность этих данных. Некоторые утверждали, что морские звезды «конвульсивно обняли» лот где-то на пути вверх.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
В том же году со дна Средиземного моря для ремонта был поднят кабель, лежавший на глубине 2200 м. Было обнаружено, что он сильно оброс полипами и другими сидячими животными, облепившими кабель на ранней стадии своего развития. На это потребовалось время, исчислявшееся месяцами, годами. Всякая возможность того, что эти животные цеплялись за кабель во время подъема, полностью исключалась.
Уже эти факты опровергли мнение о невозможности жизни на глубинах. Но еще долгое время оставался нерешенным вопрос: могут ли животные существа обитать на максимальных глубинах, в «самих» пучинах океана? Еще совсем недавно некоторые зарубежные ученые решительно отрицали самую возможность жизни на глубинах более шести километров.
Многочисленные обитатели глубин приспосабливаются к различным условиям жизни в зависимости от глубины, температуры, движения воды и других факторов. Для них мрачные пучины являются такими же привычными областями жизни, как для многих резвящихся рыбешек пронизанные солнцем верхние слои.
Но, конечно, следует подчеркнуть, что количественное обилие (биомасса) океанских обитателей с глубиной уменьшается в значительных пределах. Если вся морская фауна включает 160—180 тыс. видов, то на глубинах 3000 м известно около 1000 видов, а на глубинах свыше 6000 м всего только около 150 видов. Биомасса зоопланктона Курило-Камчатской впадины на глубине 6000—8500 м составляет около половины миллиграмма на кубический метр воды, что примерно в тысячу раз меньше биомассы на ее поверхности.
Это и понятно, ибо вся жизнь океана зависит от растительных организмов, прежде всего наиболее многочисленного фитопланктона, заселяющего верхние слои океана. Ибо только их хлорофилл с помощью солнечной энергии создает из неорганических органические вещества. Мельчайшие животные, ракообразные и рыбы питаются водорослями, а сами, в свою очередь, становятся добычей других более крупных обитателей пучин.
Уменьшение числа видов с увеличением глубин идет неравномерно. Обнаружено наличие двух максимумов на глубинах три и четыре-пять километров. Благодаря погружениям в глубины океанов удалось установить, что планктон распределяется своеобразными облачными скоплениями.
«Страна Нептуния» - из истории изучения океана
Глубинные воды населены множеством видов рыб, отличающихся большим внешним разнообразием» Некоторые из них имеют непомерно широкую пасть, усаженную очень крепкими зубами, или крепкий резиноподобный желудок. Наблюдаемые из иллюминаторов глубоководных аппаратов рыбы были в общем крупнее и многочисленнее, чем это считалось на основе сборов с поверхности. Для ряда глубоководных рыб характерно наличие специальных щупальц. На некоторых из них расположены светящиеся клетки. Наибольшая глубина, на которых были обнаружены рыбы, — 7579 м. С такой глубины была поймана в Тихом океане экспедицией на «Витязе» липарис. При рекордном погружении в Марианскую впадину Пикар наблюдал рыбу на глубине 10 910 м.
Основным населением пучин являются животные — мусорщики и трупоеды. Ими же питаются менее многочисленные хищники. Большинству глубоководных организмов, особенно сидячих, свойственны очень изящные и хрупкие формы тела и скелета, что объясняется, видимо, отсутствием более или менее резких перемещений воды (типа штормовых) на больших глубинах.
Обитателями самых больших глубин являются также микроорганизмы. Их роль в глубинных слоях больше, чем на поверхности.
До недавнего времени было распространено мнение, что с глубиной возрастает однородность животных мира океанов. Данными, полученными в последний период, это мнение опровергнуто. На самом деле ниже четырех-пяти километров разнородность фауны, например, восточных и западных частей Тихого и Атлантического океанов, их северных и южных половин и особенно глубоководных впадин возрастает. Это, несомненно, указывает на исторические особенности в развитии этих районов океана друг от друга, на, их обособленность. Глубоководная фауна Индийского океана более схожа с фауной в Атлантике и сильно разнится с населением пучин Тихого океана. О чем это говорит? Да, видимо, о том, что-первые были Соединены между собой в древнее геологическое-время. А Тихий океан был более изолирован.
[/li]
[/list]
Поделиться…

Все рецепты

Случайные рецепты

* *

Новые сообщения