Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям: читать начало книги онлайн

Зачастую горные хребты тянутся по морскому дну не ровными линиями, а изломанными со смещением гигантскими извилинами. Зоны разломов образуются, когда края тектонических плит наползают друг на друга, что приводит к землетрясениям и волнам цунами, распространяющимся по океанам.

В обе стороны от срединно-океанических хребтов расстилаются абиссальные равнины: на восток и запад от Срединно-Атлантического хребта, на север и юг – от Тихоокеанско-Антарктического. Эти обширные донные прерии лежат на глубине от трех до пяти километров и образуют самую обширную зону океанского дна, в совокупности покрывая более половины земной поверхности. Даже великая Евразийская степь, раскинувшаяся от Венгрии до Китая, кажется крохотным участком по сравнению с ними. Если бы вы решили прогуляться по донным океанским равнинам, то обнаружили бы, что они мягкие; в большинстве мест до твердой породы можно добраться, лишь углубившись на полтора километра в ил, а в некоторых местах и на все десять. Согласно обновленной в 2019 году карте донных отложений океана, ила там на 30 % больше, чем ранее предполагалось. Эти отложения представляют собой смесь из размытых горных пород, привнесенных с водами рек, таянием ледников или выветриванием, а также из микрочастиц планктона, которые попадают сюда из поверхностных вод и оседают на морском дне обширными пятнами. Абиссальные равнины – не просто бесконечные плоские участки ила. Их пересекают извилистые холмы и долины, грязевые вулканы и шипящие «джакузи» из пузырьков метана.

Известные как подводные горы, эти изолированные пики отличаются от срединно-океанических хребтов, хотя могут находиться поблизости от них. Самые крупные горы обычно расположены в центральных областях тектонических плит, в горячих точках, где расплавленная магма прорывается наружу через толщу океанической коры. По мере прохождения тектонических плит над такими горячими точками цепочки подводных гор формируются одна за другой, подобно пирожным на фабричном конвейере.

Путешествуя по абиссальной равнине, огибая подводные горы и удаляясь все дальше от срединно-океанического хребта, вы будете ступать по все более древнему дну, пока в конце концов не доберетесь до края глубочайших частей океана. Тектонические плиты сталкиваются в зонах субдукции, вдоль которых происходит погружение одних блоков земной коры под другие. В том месте, где старое морское дно погружается в жидкие недра Земли, чтобы подвергнуться там переплавке и переработке, возникают океанические впадины глубиной более 6000 метров. По всему миру насчитывается двадцать семь таких впадин, и именно они в основном образуют хадальную зону (названную в честь древнегреческого бога подземного мира Аида), или ультраабиссальную зону. В поперечном сечении впадины имеют V-образную форму и могут простираться на тысячи миль по горизонтали. В Атлантическом и Индийском океанах имеется по одной такой впадине: желоб Пуэрто-Рико, расположенный к северу от Пуэрто-Рико и Виргинских островов[2], и Зондский желоб, расположенный к югу от индонезийских островов Ява и Суматра. В Южном океане, за оконечностью архипелага Огненная Земля, находятся Южно-Сандвичев и Южно-Оркнейский желоба. Все остальные впадины расположены вдоль Тихоокеанского вулканического огненного кольца – подковообразной области, проходящей через восточную, северную и западную части Тихого океана. Здесь чаще всего происходит столкновение тектонических плит, что вызывает интенсивную сейсмическую активность: 90 % всех землетрясений в мире приходится именно на этот регион. Впадины, протянувшиеся цепью от России до Новой Зеландии, имеют глубину более 9500 метров. Это Курило-Камчатский, Филиппинский и Тонга-Кермадекский желоба, а также самый глубокий из всех (11 километров) – Марианский.

Сейсмологи очень внимательно прислушиваются к морским впадинам. Расположенные в зонах субдукции, где тектонические плиты сталкиваются друг с другом, отвесные стены желобов регулярно вздымаются и сотрясаются в результате мощнейших землетрясений. Датчики, установленные в Японском желобе, настроены на обнаружение колебаний, способных предупредить о следующем мегаземлетрясении, подобном тому, которое вызвало разрушительное цунами 2011 года, унесшее жизни восемнадцати тысяч человек и затопившее электростанцию «Фукусима-1», вызвав страшнейшую ядерную аварию со времен Чернобыля. В апреле 2020 года группа советников японского правительства предупредила, что на северную область страны, в окрестностях острова Хоккайдо, в любой момент могут обрушиться мощные землетрясения и цунами. Хотя ученые и не могли точно предсказать, когда это произойдет, изучив древние отложения, они обнаружили, что каждые триста-четыреста лет в данном регионе случалось сильнейшее землетрясение, и последний раз – в семнадцатом веке.

Отступая от содрогающейся хадальной зоны, мы будем продвигаться через спокойную часть абиссальной равнины к суше. Глубоководные участки морского дна заканчиваются там, где начинается континентальный шельф. Чтобы подняться на мелководные плато – знакомые нам части океана, подходящие вплотную к побережью, необходимо преодолеть огромные массы отложений, область, называемую континентальным подъемом. Затем перед нами встают континентальные склоны, похожие на гигантские скалы, прорезанные примерно девятью тысячами каньонов с крутыми обрывами. Многие великие реки – Амазонка, Конго, Гудзон, Ганг и другие – ведут к подводным каньонам, которые образованы не постоянным водным потоком, как русла рек, а подводными оползнями, когда осадочные породы накапливаются и сползают с краев континентальных шельфов. Средняя длина подводных каньонов – сорок километров, а глубина – два с половиной, но некоторые имеют гораздо более внушительные размеры. Самый большой в Европе – каньон Назаре, он простирается на 210 километров по направлению к португальскому побережью. Благодаря такому рельефу дна атлантическая водная зыбь у берегов Португалии превращается в дикие волны, достигающие рекордной высоты. Именно здесь в 2017 году бразильский серфер Родриго Кокса оседлал самую большую волну в истории (более 24 м), а в 2020 году его соотечественница серфингистка Майя Габейра установила женский рекорд (22,4 м). Эта волна стала самой большой волной, покоренной кем-либо в течение того зимнего сезона, а также для женщин в профессиональном серфинге. А на другой стороне планеты, в Беринговом море, у берегов Аляски, находится каньон Жемчуг, ширина которого более 96,5 км. Для сравнения: ширина Большого каньона в США в среднем составляет около 13 км, а высота этого культового наземного каньона Америки вдвое меньше самого впечатляющего его аналога в океане – Большого Багамского каньона, стены которого возвышаются над бездной на 4285 метров.

Но эта грандиозная панорама океанского дна скрыта под колоссальной массой воды. Общий объем глубинных вод океана – всего, что находится ниже 200 метров, – составляет примерно миллиард кубических километров. Для наглядности приведу пример: река Амазонка изливает в океан один кубический километр воды каждые час и двадцать минут. При таких темпах ей потребуется около 150 000 лет, чтобы заполнить все глубинные участки океана.

Однако изначально океанские бассейны заполнялись все-таки по-другому. Океаны существуют почти столько же времени, сколько существует планета Земля, но для космологов остается загадкой, как здесь оказалось столько воды. Многие ученые полагают, что вода была занесена из внешних областей Солнечной системы, когда ледяные кометы бомбардировали древнюю Землю. Следы воды, обнаруженные в частицах пыли каменистого астероида в форме арахиса под названием Итокава, указывают на то, что половина запасов воды на Земле могла быть получена из этой широко распространенной формы космических объектов. Кроме того, Земля могла иметь и свою собственную воду глубоко в породах, из которых сформировалась планета 4,5 миллиарда лет назад. Тогда, в условиях гораздо более высоких температур, минералы, богатые водородом и кислородом, могли плавиться и вступать в реакции друг с другом. Получившаяся таким образом вода извергалась из коры планеты, затем она испарялась и поднималась в атмосферу, которая только начинала формироваться. Впоследствии, по мере остывания Земли, водяной пар конденсировался, образовались облака и пролились дождем, что, возможно, и послужило началом образования на планете океанов примерно 4,4 миллиарда лет назад. Древнюю историю океанов нелегко отследить, поскольку их геологическая летопись постоянно стирается[3]. Океаническая кора тонкая, молодая и недолговечная по сравнению с толстой первобытной материковой, находящейся гораздо ближе к поверхности. Морское дно существует десятки, может быть, сотни миллионов лет (недолго с геологической точки зрения), прежде чем его затянет обратно в зонах субдукции, чтобы расплавить, переработать и снова выдавить в виде новой океанической коры. Иногда плита древнего морского дна выталкивается на материк, где ее могут изучить геологи, чтобы реконструировать далекое прошлое. Один такой фрагмент первобытного морского дна, обнаруженный в регионе Аутбэк, в Западной Австралии, позволил заглянуть в прошлое. Эта находка подтвердила, что более трех миллиардов лет назад большая часть планеты была покрыта водой. Химические следы в ее породах указывают на существование водного мира без огромных, богатых почвой континентов, но с некими микроматериками, скорее похожими на скалистые островки, выглядывающие над поверхностью воды то тут, то там. Со временем образовались полноценные материки и начали скользить в медленном танце по поверхности планеты, непрерывно изменяя очертания мирового океана. Появлялись частично замкнутые бассейны, возникали и исчезали древние океаны. Во времена, когда материки были сгруппированы вместе, образуя единый суперматерик, их окружали воды суперокеана.

Считается, что миллиард лет назад огромный океан под названием Мировия окружал суперконтинент Родиния. Континенты разделялись, затем снова соединялись.

Старейшим, самым обширным и глубоким является Тихий океан, его возраст – не менее 250 миллионов лет; затем образовались Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Наконец, 30 миллионов лет назад Антарктика отделилась от Южной Америки, и воды Южного океана начали свое кружение по часовой стрелке вокруг Южного полюса планеты.

Зоны глубоководного морского дна, абиссальных равнин и подводных гор, каньонов и желобов, а также вся толща воды над ними образуют самое обширное на планете единое пространство, наполненное жизнью. Более 95 % земной биосферы – среды обитания живых организмов – это глубокие участки океана. Весь этот колоссальный объем, находящийся под голубой поверхностью океанских вод, превосходит все остальное жизненное пространство, то есть леса и луга, реки и озера, горы, пустыни и прибрежное мелководье.

Если выйти в открытое море и бросить за борт стеклянный шарик, в течение первых шести-семи минут он будет падать сквозь верхний слой воды, в который еще проникают лучи солнца. Его называют эпипелагической, или эвфотической, зоной обитания. Это участок, освещаемый солнцем, – самая изученная часть океана, где обитает большинство известных видов, и именно здесь происходит океанический фотосинтез. «Ловцы солнца» здесь встречаются как в форме крупных водорослей, так и в виде микроскопических одноклеточных существ, называемых в совокупности фитопланктоном[4], которые поглощают углекислый газ, превращая его в пищу практически для всех остальных представителей океана. По мере погружения шарика свет тускнеет, пока на глубине около двухсот метров не становится совсем слабым, еще позволяющим что-то разглядеть, но исключающим процесс фотосинтеза, поэтому фитопланктон не рискует опускаться на такую глубину (по крайней мере, пока жив). Здесь наш стеклянный шарик входит в глубоководную зону. Ниже, одна над другой, как слои цветного желе в высоком стакане, располагаются горизонтальные зоны. На глубине 200 метров начинается сумеречная зона, также известная как мезопелагическая. Чтобы миновать эту толщу воды цвета индиго, шарику понадобится почти полчаса, пока на глубине 1 километра он не войдет в царство вечного мрака, или батипелагическую зону. На такой глубине температура воды, понижавшаяся все это время, начинает стабилизироваться. Вплоть до сего момента шарик проходил через зоны термоклина, где вода стремительно холодела, – от прогретой солнцем поверхности до темных глубин. В батипелагической зоне почти по всей планете температура воды остается равной примерно 3,9 градуса Цельсия[5]. Через полтора часа шарик выйдет из зоны вечного мрака и достигнет нового глубинного горизонта, простирающегося на глубине приблизительно от 4 до 6 километров. Эта часть океана сегодня официально известна как бездна[6].

На протяжении всего пути стеклянный шарик будет встречать разнообразных животных. Его гладкая поверхность будет отражать вспышки света – не от солнца, а от многочисленных морских обитателей, таких как светящиеся черви и рыба-удильщик, которые станут недоумевать, что это за существо мигает им в ответ. Какая-нибудь крошечная креветка оседлает его и немного прокатится, желая поживиться прилипшими к нему частичками органики. В открытых водах зоны вечного мрака шарик может попасть под удар хвоста кашалота, гонящегося за кальмаром, отскочить от отвесных скалистых стен каньона или приземлиться на мягкое дно абиссальной равнины, возможно, рядом со стаей морских огурцов, похожих на маленьких розовых поросят, правда, со множеством ножек. На спинах некоторых из них будут сидеть красные колючие крабы, потому что им больше негде спрятаться. Шарик может упасть на склон подводной горы и затеряться в дремучем лесу неподвижных животных, которые жили там веками, или же опуститься рядом с обжигающе горячим источником, бьющим из расщелин срединно-океанического хребта, а может оказаться среди скоплений гигантских моллюсков и огромных червей с алыми перьями.

А если ваш бросок окажется достаточно метким, шарик погрузится в глубоководный желоб и достигнет «зоны Аида» – самого глубокого океанического слоя. Но даже там он окажется среди местных обитателей – призрачных белых рыб. В конце концов, спустя шесть часов после того, как вы бросили его в океан, стеклянный шарик окажется на самом дне – на глубине одиннадцати километров, где привлечет рой голодных ракообразных, жаждущих проглотить его.

Разумеется, ученые еще далеки от того, чтобы подсчитать число всех глубоководных видов, учитывая обширность зон их обитания. Систематические исследования выявили лишь жалкие крохи, и основную массу видов еще предстоит познать. В 1984 году американские ученые Фред Грассл и Нэнси Масьолек при помощи коробчатого пробоотборника – инструмента, напоминающего огромную форму для печенья, – взяли пробы ила на глубине от полутора до двух с половиной километров у берегов Нью-Джерси и Делавэра. Тщательно просеяв ил, они извлекли из него всех живых существ, вплоть до самых мелких: червей, ракообразных, морских звезд, голотурий, моллюсков и улиток, идентифицировав 798 видов, более половины из которых были неизвестны науке. Основываясь на среднем значении – три новых вида на квадратную милю морского дна, Грассл и Масьолек подсчитали, что на абиссальных равнинах планеты могут обитать до тридцати миллионов видов. Вместе с тем ученые признали, что плотность видов в некоторых глубоководных областях может быть ниже, поэтому снизили свою оценку до более скромных десяти миллионов видов на квадратную милю.

Более тридцати пяти лет после научного прорыва Грассла и Масьолек ученые не прекращают попыток расширить свои знания о формах жизни в океанской бездне. В 2019 году команда из семнадцати ведущих ученых опубликовала итоги трехлетнего исследования глубоководного района Тихого океана размером больше, чем штат Калифорния. Поиски включали сотни часов погружений с использованием глубоководных аппаратов с дистанционным управлением. Исследователям удалось сфотографировать 347 000 животных, из которых только каждое пятое относилось к известному науке виду. Некоторые оказались очень мелкими, а фотографии слишком размытыми, чтобы их идентифицировать, но большинство из обнаруженных живых существ никто раньше не видел.

Морская бездна поражает разнообразием форм жизни, соперничая с мелководьем и известными обитателями морей, а возможно, и суши!

Начиная с 2012 года составляется каталог глубоководных обитателей – Всемирный реестр глубоководных морских видов. Работа по сбору данных еще далека от завершения, поскольку он постоянно дополняется. К 2020 году в реестре насчитывалось 26 363 вида. Все эти и многие другие организмы выработали способы выживания и процветания в экстремальных условиях морских глубин, что до относительно недавнего времени считалось невозможным.

Долгое время люди считали, что в морской бездне живут только монстры, демоны и божества. Создатели подобных мифов помещали этих могущественных существ подальше от любопытных глаз. Порой тоскующим по дому и зачастую страдающим галлюцинациями морякам мерещились всевозможные морские чудовища, и это способствовало тому, что люди продолжали верить в их реальность.

Кракен, Левиафан, Тритон и Посейдон делят океан с десятками других известных монстров и богов, выпущенных на волю и поставленных во главе водного царства благодаря мифотворчеству народов мира. Японский Умибодзу, или «морской монах», имеющий человекообразный вид, угольно-черную кожу и иногда щупальца, обрушивает на море гигантские шторма. В кельтском фольклоре – в гэльских мифах – морем повелевает змей Кейран, а в исландских сагах – гигантское морское чудовище Хафгуфа маскируется под острова. Тангароа – морской бог маори, породивший множество морских существ. У древней финской морской богини Велламо было много дочерей, воплощенных в волнах, которые разводили скот и выращивали урожай на морском дне. Тиамат – древняя вавилонская богиня моря, ее часто изображали в виде морского змея. В норвежской мифологии Йормунгандр, также известный как Змей Мидгарда, был брошен в море богом Одином и вырос настолько большим, что опоясал Землю и укусил себя за хвост. Считается, что, когда Йормунгандр отпустит свой хвост, начнется грандиозная битва Рагнарек.

Несмотря на то что все эти воображаемые существа имеют отношение к морской тематике, далеко не каждая легенда или миф о морской пучине связаны с океанскими глубинами. Английское слово abyss (бездна) имеет много значений и происходит либо от латинского abyssus (бездонная яма), либо от греческого ἄβυσσος (огромная глубина). Понятие «бездна» относится к представлению древних о первозданном хаосе, из которого были созданы Земля и небеса, а также ассоциируется с бездонной пропастью и адом, о которых говорит ветхозаветный ангел бездны и о которых Джон Мильтон в 1667 году написал в своей поэме «Потерянный рай»:

Бездна – это нечто безграничное, непостижимое и неизмеримое. Как писал немецкий философ семнадцатого столетия Якоб Беме в сочинении «О рождении и значении всего сущего», или «Значение всех вещей»: «Это око вечности, которое ни в чем не стоит и ни во что не смотрит, ибо оно бездна»[8]. Множество авторов отправляли своих героев на край бездны, чтобы те, буквально или в переносном смысле, заглянули или прыгнули туда, откуда они не надеются вернуться. В романе Джейн Баркер «Лоскутная ширма для дам» (1723 год) есть такие стихотворные строки:

Метафора бездны, безусловно, прекрасно подходит для описания морских глубин. Бездонный океан вообразить нетрудно, многие представляют его как нечто необъятное и непостижимое, и если что-нибудь бросить в него, этот предмет сгинет навсегда. Но только в середине девятнадцатого века самые глубокие места океана стали официально называться бездной. Именно тогда моряки и ученые начали измерять его глубину. То было первое поколение глубоководных исследователей, взявших на себя нелегкий труд по травлению свинцовых грузил через борт корабля до тех пор, пока те не достигнут дна.

Эдвард Форбс, молодой британский натуралист, не только популяризовал само понятие морской бездны, но и изгнал из нее чудищ и немало другой живности. В 1841 году он отправился исследовать глубины Эгейского и Средиземного морей между Грецией и Турцией, чтобы понять, какие силы влияют на глубоководную жизнь. Полтора года, в течение которых судно Королевского военно-морского флота «Маяк» (Beacon) бороздило морской простор, Форбс извлекал животных с глубины до 230 саженей[10], или 420 метров.

Тянуть сети по дну и затем поднимать их на борт, используя лишь силу ветра и нечеловеские усилия рабочих, было сложнейшей задачей. Форбсу удалось собрать большую коллекцию подводных обитателей. Используя каюту капитана отчасти как музей, отчасти как лабораторию, он препарировал найденные образцы, консервировал их и зарисовывал. Его интерес заключался не только в выявлении различных видов животных, но и в тщательном изучении мест их обитания. Сорока годами ранее немецкий натуралист Александр фон Гумбольдт сформулировал теорию зон жизни на суше. Он заметил, что растения на склонах гор совершенно иные, чем в лесах на уровне моря, и чем дальше от экватора, тем скуднее растительность. Форбс искал эквивалентные этой теории вертикальные модели, простирающиеся от поверхности вод вглубь моря.

В ходе своей работы он открыл многие существенные аспекты экологии морской жизни. Он показал, что найденные им виды животных связаны с типом дна – илистого, песчаного или каменистого, и некоторые из них обитают только в определенных местах. Принципиально важным стало его открытие относительно того, что жизнь беднеет с увеличением глубины: чем глубже он заглядывал, тем меньше животных находил.

Форбс довел свои исследования в Эгейском море до логического конца, дойдя до той точки, где, как он предположил, вообще нет жизни. И в 1843 году ученый вывел общее правило, согласно которому на глубине ниже 300 морских саженей, или 550 метров, нет ничего живого. Он провел линию недалеко от верхней границы сумеречной зоны и объявил ее пределом жизни на планете.

Поскольку в свое время Форбс пользовался большим научным авторитетом, его идеи были сразу подхвачены. Проживи ученый дольше, он вполне мог бы сделать множество новых научных открытий о морских глубинах. В 1852 году он первым применил термин «бездна» по отношению к глубоководным участкам океана, отведя ей зону ниже 180 метров. Но два года спустя, в возрасте тридцати девяти лет, исследователь скончался, так и не дописав свою книгу «Естественная история европейских морей». Его друг Роберт Годвин-Остин завершил этот труд, включив в него идею Форбса о безжизненных глубинах:

«По мере того как мы опускаемся все глубже и глубже в эту область океана, его обитатели принимают все более причудливые формы, их становится все меньше и меньше, что указывает на то, что мы приближаемся к бездне, где жизнь либо совсем угасает, либо демонстрирует лишь некоторые проблески, свидетельствующие о ее затянувшемся присутствии».

Эта идея, получившая известность как азойская гипотеза, стала популярной отчасти потому, что Форбс располагал данными, подтверждающими его вывод об отсутствии жизни на больших глубинах. Он считал, что вряд ли что-либо способно выжить в темной, холодной, смертельной бездне. Но он ошибался. Во-первых, его глубоководное оборудование было далеко не идеальным. Форбс использовал устройство, по сути представлявшее собой холщовый мешок с маленькими дырочками. Когда ученый с командой судна «Маяк» тащил этот мешок по дну, он быстро заполнялся илом, и дырочки забивались. Поэтому в распоряжении Форбса было всего несколько мгновений, чтобы поймать какое-либо животное, пока не забились отверстия в мешке.

[2] В Карибском бассейне также имеется желоб Кайман, или Кайманова впадина, образовавшаяся не в зоне субдукции, а в результате разлома Срединно-Кайманового центра спрединга.

[3] Я говорю «океаны», но на самом деле на Земле всегда существовала лишь общая взаимосвязанная масса воды. В этой книге я буду то и дело оперировать понятиями «море», «океан», «океаны». Если я не даю конкретного названия, например Тихий или Атлантический, следует считать, что имеется в виду Мировой океан – то есть вся земная соленая вода, каковым он по сути и является.

[4] Фитопланктон, который когда-то считали растениями и до сих пор в различных источниках называют водорослями, на самом деле представляет собой пеструю коллекцию организмов из разных надцарств и типов, расположенных на древе жизни, включая такие формы жизни, как диатомовые водоросли, кокколитофориды, динофлагелляты и цианобактерии.

[5] На большей глубине температура воды в океане опускается до 2 градусов Цельсия, а на полюсах даже ниже.

[6] Хотя под термином «бездна» ученые-океанологи понимают морское дно, располагающееся на глубине более 4 километров, его по-прежнему употребляют по отношению ко всем глубоководным участкам Мирового океана. Зону на глубине между 4-м и 6-м километрами называют абиссопелагической.

[8] Перевод Сергея Шаулова (прим. пер.).

[10] Морская сажень, приблизительно равная 1,83 метра, изначально соответствовала расстоянию в размах рук взрослого мужчины.