Загадки Великого океана: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Сразу три экспедиции — английская на судне «Челленджер», немецкая на «Газелле» и американская на «Тускароре» — избороздили в семидесятых годах прошлого века воды Тихого океана и нанесли на карту первые контуры подводной страны. Особенно велики были заслуги ученых «Челленджера», этого подлинно океанографического института «на плаву», оборудованного по последнему слову техники того времени. Между Каролинскими и Марианскими островами «Челленджер» обнаружил глубоководный желоб, считавшийся долгое время самым глубоким «шрамом» на теле планеты: лот достиг здесь отметки 8145 метров!

Американскому судну «Тускарора» посчастливилось открыть еще одну глубоководную впадину в северо-западной части Тихого океана; она и по сей день называется в его честь впадиной Тускарора. Немецкий корвет «Газелле» исследовал юго-восточную часть Великого океана, а также Коралловое, Ново-Гвинейское и Тасманово моря.

Первое обобщение материалов, собранных экспедициями «Челленджера», «Тускароры» и «Газелле», дал русский академик М. А. Рыкачев: в 1881 году он составил одну из первых карт глубин Мирового океана, нанеся на нее важнейшие особенности страны на дне Тихого океана. Рыкачев использовал для этого и данные отечественных океанографов, полученные в северо-западной части Великого океана и в дальневосточных морях на корветах «Аскольд» и «Варяг».

Еще больший вклад в изучение Тихого океана внес адмирал Степан Осипович Макаров, замечательный русский океанограф и мореплаватель. На корвете «Витязь» он тщательно обследовал воды Охотского, Южно-Китайского и Японского морей, а также нарисовал общую картину грандиозного круговорота вод в северной половине Великого океана.

С 1888 года в водах Тихого океана стало крейсировать американское судно «Альбатрос», задачей которого было, в отличие от «Витязя», не исследование плотности, температуры и движения воды, а взятие проб со дна океана, изучение «почвы» подводной страны. Руководил работами на «Альбатросе» выдающийся исследователь Александр Агассис, один из основоположников морской геологии.

В то же время как русский ученый Макаров и американский ученый (швейцарец по происхождению) Агассис закладывали основы океанографии и морской геологии, шло открытие новых впадин и океанских глубин в Тихом океане. В конце прошлого века к востоку от островов Кермадек была обнаружена самая глубокая впадина в южной части Великого океана — желоб Кермадек. Лот достиг здесь отметки 9390 метров (позже советские океанографы на судне «Витязь» открыли в желобе Кермадек глубины свыше 10 километров!).

Вскоре северная часть Тихого океана взяла «реванш»: в Марианском желобе выявили глубину 9420 метров, а в начале нашего столетия в другой глубоководной впадине, Филиппинской, вблизи острова Минданао экспедиция на германском судне «Планета» открыла глубину, равную 9800 метрам.

Как из рога изобилия…

И все же, несмотря на большое число экспедиций океанографов, проведенных до первой мировой войны, строение подводной страны, лежащей на дне Тихого океана, представлялось в самых общих чертах. Рельеф дна Великого океана был известен не лучше, чем рельеф Луны. Ведь к этому времени глубоководную область Тихого океана покрывала сеть всего лишь из нескольких тысяч отметок глубин. Через такую сеть замеров, начни кто-нибудь изучать рельеф земной суши с воздуха, опуская лот (допустим, что это делали бы жители верхних слоев атмосферы, а поверхность планеты была бы закрыта сплошными облаками) — так вот, через такую редкую сеть замеров исследователи могли бы не заметить и Кавказ, и Карпаты, и Балканы, и вся поверхность Европы могла бы представиться им в виде ровной и плоской вершины!

Никто, конечно, не мог упрекнуть членов экспедиции «Челленджера», «Тускароры» и других океанографических судов в лености, в нежелании сделать сеть глубинных отметок более частой. Ибо чтобы получить один, глубоководный замер, чтобы взять пробу грунта со дна пучины, приходилось несколько часов ожидать, простаивая возле лебедки, когда же достигнет дна опущенный лот. И подлинную революцию в океанографии, позволившую начать настоящий штурм глубин Мирового океана, произвело изобретение эхолота.

В 1909 году в Тихом океане появилось американское судно «Карнеги», которое измеряло глубины не с помощью лота, а методом отраженного звука. Звуковой сигнал посылался в воду, доходил до дна, отражался от него и улавливался на корабле. Зная скорость распространения звука в воде, нетрудно было вычислить глубину, на которой находится дно океана. Вся процедура занимала теперь считанные минуты.

Начавшаяся вскоре первая мировая война и борьба с подводными лодками заставили инженеров и конструкторов усовершенствовать системы эхолотов. Усовершенствования продолжались и по окончании войны и увенчались созданием эхолотов-самописцев, ведущих непрерывный «обстрел» океанского дна звуками и непрерывную запись результатов этого «обстрела». Отныне эпоха отдельных «точечных» замеров кончилась, океанографы получили возможность проводить сплошные измерения тех участков дна, над которыми проходит судно, ведущее эхолотирование.

Сравните сами: три года экспедиции на «Челленджере» позволили произвести только 362 промера дна. Примерно за такой же срок немецкие океанографы на судне «Метеор», снабженном эхолотом, в 1925–1928 годах сумели сделать 67 000 промеров! И дело не только в количестве: с появлением эхолотов-самописцев оно переходило в качество. Отныне каждый рейс исследовательского судна, вооруженного эхолотом-самописцем, — а таких рейсов в 20—30-х годах было проведено очень много, — давал на карте не отдельные разрозненные точки, а позволял проводить сплошную линию, то есть уверенно чертить рельеф океанского дна. Данные этих океанографических экспедиций, говоря словами одного из крупнейших советских океанологов, занимающихся Тихим океаном, Г. Б. Удинцева, «настолько расширили представления о рельефе дна Тихого океана, что дали возможность составить первые детальные батиметрические карты, на которых расплывчатые контуры форм подводного рельефа стали постепенно сменяться картиной расчлененной поверхности дна».

Новый толчок к исследованию дна Тихого океана и его вод, глубин, течений дала вторая мировая война, как известно, проходившая и в бескрайних водах, и на многочисленных островах Великого океана. Когда же отгремели залпы войны, океанографы получили в свое распоряжение большое число судов, «отслуживших» на войне и, главное, усовершенствованные приборы: радиоакустические, типа радара, магнитные детекторы, аппараты для подводной фотосъемки и т. д. Экспедиции — а вслед за ними и открытия — посыпались как из рога изобилия.

В 1947-48 году кругосветная шведская экспедиция на судне «Альбатрос» провела исследования в Атлантике, Индийском океане и в экваториальной полосе Тихого океана. Здесь ей удалось не только изучить и уточнить рельеф дна, но и установить скорость образования осадков на этом дне. По подсчетам шведов, в нашу эру миллион лет откладывается в среднем 1 метр осадков. Шведская экспедиция показала, что жизнь может существовать и в глубоководных желобах, на глубинах до 7600 метров (о шведской экспедиции и ее успехах рассказывает ее руководитель Ханс Петерссон в книге «Вокруг света на “Альбатросе”», изданной Гидрометеоиздатом в 1970 году).

В начале 50-х годов датская океанографическая экспедиция на судне «Галатея» (впрочем, в ее состав, кроме датчан, входили еще и шведы, американцы, таиландцы, англичане, южноафриканцы, филиппинцы) исследовала глубочайшие бездны Мирового океана. Естественно, что ее внимание привлекли тихоокеанские глубины самые глубокие впадины на нашей планете. Экспедиция на «Галатее» установила, что три огромные тихоокеанские впадины — желоба Кермадек, Тонга, Филиппинский — являются грандиозными ущельями, ступенями ниспадающими вниз и завершающимися очень узким дном. Но самое выдающееся открытие «Галатеи» состояло в том, что трал, опущенный на фантастическую глубину 10189 метров, уловил сотни живых моллюсков, голотурий и актиний. Позже выяснилось, что и на дне глубочайшей впадины Земли, на глубине 11 километров, также существует жизнь!

В 1950 году Скриппсовский океанографический институт совместно с Лабораторией электроники ВМС США начал серию экспедиций, целью которых было составление новой, более детальной и более точной, карты дна Тихого океана. Итогом этих экспедиций было открытие множества подводных гор — отдельных пиков и целых горных цепей; исследование подводных хребтов в центре Великого океана; детальный промер его желобов в южной части и, наконец, обнаружение целой системы зон разломов. Эти зоны, имеющие в ширину 100–200 километров, тянутся в длину на несколько тысяч километров и являются самыми «прямолинейными» элементами рельефа нашей планеты.

Программа МГГ — Международного геофизического года (1957-58 год) — знаменовала собой новый этап в изучении величайшего океана планеты. Отныне исследования вела не одна держава, а коллектив ученых из самых разных стран. В Тихом океане действовали совместно американские, советские, австралийские, новозеландские, индонезийские, канадские, японские и французские экспедиции. И такое международное содружество не могло не принести новых сенсационных открытий.

Советское судно «Витязь», эта «плавучая академия», без устали, начиная с 1949 года, бороздящая воды морей и океанов, к востоку от островов Санта-Крус открыла новый, ранее совершенно неизвестный глубоководный желоб — Восточно-Меланезийский, или желоб Витязя. Исследуя океанские пучины, экспедиция на «Витязе» сделала и другое, крайне важное открытие, имеющее огромное значение для всего человечества, как бы далеко оно ни находилось от океанских бездн. Дело в том, что ученые США считали глубоководные желоба идеальным местом для захоронения радиоактивных продуктов. Советские же океанографы обнаружили, что в глубоководных желобах находится не стоячая «мертвая» вода, здесь происходит интенсивный обмен с водами поверхности. И начни человечество бросать в «глубоководную свалку» радиоактивные отходы, это могло бы повлечь за собой отравление всего Мирового океана.

Нет необходимости рассказывать обо всех открытиях советских океанографов или перечислять океанографические сенсации МГГ — это тема особых книг. Остановимся лишь на одном вопросе, да и то предельно кратко, — на изучении структуры самого дна. Ведь дно это состоит из слоя осадков, образовавшихся в течение многих миллионов лет существования Тихого океана; из земной коры, устланной этими осадками; наконец, подкорового слоя, уводящего нас в недра Земли.

Сквозь толщу вод, сквозь толщу дна

Первоначальная техника изучения океанских осадков была проста: опускалась драга и с вершин подводных гор или с глубоководных равнин «зачерпывался» грунт. Но вот на помощь океанографии пришла геофизика. И подобно тому, как эхолот произвел революцию в измерении глубин, такой же переворот в изучении структуры океанского дна произвели методы так называемого сейсмического зондирования. На основании скорости прохождения звуковой волны в различных средах (в морской воде — около 1,5 км/сек, в слое рыхлых осадков — 2,1 км/сек, в уплотненных осадках — 5,0–5,5 км/сек, в базальтовом слое коры, устилающей дно океана, — 7,0 км/сек, и т. д.) удалось определить мощность слоя осадков в различных частях Тихого океана, а также состав и мощность его коры. И оказалось, что здесь она намного тоньше, чем кора под материками.

В океанах мощность коры составляет примерно 5 километров, в то время как под материками она достигает 30–40 километров, а в районе высоких гор, таких как Гималаи, Анды и т. д., — и 60, и 70, и даже 80 километров, т. е. более чем в десять раз превышает мощность океанической коры!

Разница эта не только количественная, но и качественная. Земная кора под материками состоит из гранитного и базальтового слоев (к которым добавляется еще слой осадков, накопившихся за время существования суши). Кора океаническая состоит из одного базальтового слоя (к которому, как правило, также добавляется слой, вернее, слои осадков). И материковую, и океаническую кору от более глубокого слоя земного шара, так называемой мантии, которая простирается в недра планеты до глубины почти 3000 километров, отделяет резкая граница, названная в честь югославского ученого Мохоровичича, ее открывшего, «поверхностью Мохоровичича».

Эта поверхность и дала название грандиозному «Проекту Мохо», с помощью которого ученые надеялись проникнуть к мантии, до «линии Мохоровичича». Первый опыт бурения был проделан в Тихом океане, сквозь многокилометровую толщу воды. На первый взгляд, конечно, проще попытаться проникнуть к мантии с суши, ибо там куда легче установить буровые вышки, производить замеры и т. п., в то время как в океане надо преодолевать две толщи — воды и коры. Но ведь кора-то как раз в океане намного тоньше, чем на материках! Чтобы добраться до «линии Мохо», все же проще преодолеть несколько километров океанской глуби, затем слой осадков и «прогрызть» тонкую, лишенную гранитов, кору, чем пытаться пробиться сквозь мощный слой гранитных пород материковой коры. «Путь к сердцу Земли лежит через океанскую пучину» — таков парадокс, с которым столкнулись ученые.

В 1961 году вблизи острова Гуадалупе (неподалеку от Калифорнийского побережья) с американского судна «КАСС-1» была пробурена первая океанская скважина в Тихом океане. Бур прошел 3660 метров воды, достиг дна и начал вгрызаться в слой осадков. Преодолев их 170-метровую толщу, он углубился в базальт примерно на 10 метров.

После первого опыта начались поиски мест, наиболее перспективных для бурения, усовершенствование техники (буровых головок, подъемных и опускных устройств и т. п.). Но в 1966 году работы по «Проекту Мохо» были прекращены в связи с финансовыми трудностями. Бурение, напоминающее проект профессора Челленджера, описанный в рассказе Конан-Дойля «Когда Земля вскрикнула», остается неосуществленным и по сей день.

«Однако достижения, уже полученные в процессе работы по “Проекту Мохо”, позволили группе ученых США выдвинуть в 1964 г. новый проект океанского бурения, если не сквозь всю толщу земной коры, то хотя бы сквозь толщу осадочного покрова, — пишет Г. Б. Удинцев. — Успех экспериментальных работ позволил осуществить в 1967–1968 гг. постройку специального бурового судна “Гломар Челленджер”. Это судно водоизмещением 10 500 т, снабженное буровой вышкой, буровым станком, лебедками, другими буровыми устройствами и системой динамического удержания в точке бурения». В 1970 году судно было снабжено оборудованием для повторного ввода бура в скважину. Это позволяет менять буровые колонки. Для бурения применяются трубы с внешним диаметром 125 миллиметров.

Работы экспедиции на «Гломаре Челленджере» были начаты в 1968 году в Атлантике, а с апреля 1969 года это единственное пока что судно такого рода ведет глубоководное бурение в Тихом океане. Сначала были пробурены скважины возле берегов Калифорнии, затем судно двинулось к Гавайским островам, далее к Каролинским, Марианским, Филиппинским островам. После этого было пробурено несколько скважин в экваториальной зоне Тихого океана, на юг от Гавайев до острова Таити, затем — от Таити к берегам Южной Америки и вдоль Тихоокеанского побережья Америки вплоть до Панамы. Последняя (ко времени написания этой книги) экспедиция «Гломара Челленджера», носящая порядковый номер 21, проходила с 16 ноября 1971 года по 11 января 1972 года в западной части Тихого океана. И здесь, в отличие от скважин, пробуренных ранее в других областях Тихого океана, не было найдено следов океанической коры — очевидно, тут произошло опускание на дно большого участка суши, примыкавшего когда-то к восточному побережью Австралии.

Экспедиции «Гломара Челленджера» продолжаются и каждый рейс приносит новые открытия. Так же как и рейсы советского научно-исследовательского судна «Дмитрий Менделеев», и многих других советских, американских, французских, японских, английских океанографических судов.