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

Во-вторых, Эгейское море – не лучшее место для подобных изысканий с экстраполяцией результатов на весь океан, поскольку эта часть Средиземноморья из-за нехватки питательных веществ чрезвычайно бедна формами жизни – как глубоководной, так и мелководной. Вся экосистема в этих водах, по существу, голодает. Если бы Форбс вел поиски в какой-нибудь другой части Средиземного моря и использовал более подходящее оборудование, которое не забивалось бы илом, то обнаружил бы, что живые организмы вполне могут существовать и на глубине более 550 метров.

И, наконец, Форбс не принял во внимание находки других исследователей, впрочем, как и большинство ученых того времени.

Дело в том, что примерно тридцатью годами ранее, в 1818 году, судно ВМФ Великобритании «Изабелла» под командованием капитана Джона Росса бороздило Северный Ледовитый океан в поисках северо-западного прохода между Атлантическим и Тихим океанами. В море Баффина, недалеко от побережья Канады, члены команды измеряли глубину, опуская в воду механическое приспособление, напоминающее щелкающие челюсти, которое при ударе о дно захватывало образец ила. В поднятом иле были найдены живые черви, а также крупная ветвистая корзиночная звезда. Это животное, как и морская звезда, относится к типу иглокожих, имеет пять ветвистых, похожих на кружева конечностей и достаточно большое, чтобы соорудить из него замысловатую шляпку. Команда Росса добыла это неизвестное тогдашней науке животное на глубине около 600 саженей, или 1100 метров. Это открытие должно было раз и навсегда опровергнуть азойскую гипотезу, но оно не получило широкой огласки из-за разногласий и споров, разгоревшихся по возвращении корабля в Британию. Несколько членов экипажа поссорились из-за отчетов, в которых, по их словам, не был полностью отражен их вклад в экспедицию. А сам Росс был дискредитирован после того, как заявил, что в проливе Ланкастер, что по соседству с морем Баффина, имеется горная цепь, что впоследствии оказалось неправдой.

Тем временем накопилось уже достаточно много новых сообщений о жизни на менее экстремальных глубинах. Пока Эдвард Форбс исследовал дно Эгейского моря, племянник Джона Росса – Джеймс Кларк Росс – возглавил научную экспедицию в Антарктиду. Там он поднял кораллы с глубины 730 метров. Еще больше глубоководных кораллов было извлечено в 1850-е годы в водах Норвегии профессором зоологии Майклом Сарсом, доказавшим, что эти животные строят рифы не только на тропическом мелководье, они вполне способны процветать и в темных глубинах, по крайней мере на глубине 200 или 300 саженей (от 365 до 550 метров). Однако большинству натуралистов были нужны более веские аргументы в пользу того, что жизнь есть и гораздо глубже.

В 1860 году научный истеблишмент отклонил рассмотрение новых свидетельств существования жизни на большой глубине, предоставленных британским хирургом и натуралистом Джорджем Чарлзом Валлихом после возвращения из экспедиции в Исландию и Гренландию на корабле ВМФ Великобритании «Бульдог» (Bulldog). Валлих обнаружил на конце поднятого лотлиня[11] тринадцать морских звезд, которые не могли уцепиться за него выше дна, поскольку они донные обитатели. Лотлинь достиг морского дна и поднял этих животных с глубины 1260 саженей, или 2305 метров.

Тем не менее открытие Валлиха также было проигнорировано, и азойская гипотеза Форбса не была опровергнута. Большинство натуралистов твердо верило, что жизнь на больших глубинах невозможна, поэтому они отказывались принимать противоречащие их убеждениям доказательства. Ученые отвергли их, ссылаясь на то, что Валлих использовал подручные средства, а не специально изготовленное научное оборудование. Кроме того, в научных кругах у него была скверная репутация: многие считали, что он страдает манией величия. В частности, Валлих нажил заклятых врагов в лице Чарлза Уайвилла Томсона и Уильяма Карпентера, влиятельных членов Лондонского королевского общества. Эти двое ученых решили сами заняться поисками жизни на глубине и с 1868 по 1870 год возглавляли экспедиции Королевского общества на суднах Королевского ВМФ «Молния» (Lightning) и «Дикобраз» (Porcupine). Они усовершенствовали сети, привязав к ним отрезки веревки, называемые пеньковыми путами, которые цепляли морских и корзиночных звезд, а также сотни других видов донных обитателей. Таким образом, в последние десятилетия девятнадцатого века азойская гипотеза Форбса была наконец опровергнута.

Непостижимые размеры океанов и связанные с этим фактором экстремальные условия заставляли таких людей, как Эдвард Форбс, сомневаться в существовании жизни на столь больших глубинах. Во-первых, каждое живое существо должно как-то справляться с колоссальным давлением масс воды. Сухопутные животные не замечают постоянного атмосферного давления, но стоит только погрузиться в море, задержать дыхание и начать погружение на глубину, очень скоро вы почувствуете, как сдавливает изнутри грудную клетку. Уже на глубине десяти метров ваши легкие сожмутся в половину нормального размера, а на отметке в тридцать метров они съежатся на три четверти. В сумеречной зоне или еще глубже человеку станет совсем плохо. В бездне давление воды в 400 раз превышает давление на поверхности, оно примерно в 150 раз больше, чем в накачанной автомобильной шине.

Помимо этого, есть еще две серьезные проблемы, с которыми приходится сталкиваться обитателям глубин. Бездна огромна, в ней темно, одиноко и голодно. Здесь нелегко найти себе партнера – ни передвигаясь по морскому дну, ни бороздя бескрайние водные просторы.

В 1950-х годах японские ученые Нобору Судзуки и Кэндзи Като, глядя в иллюминатор тесного металлического аппарата – гидростата под названием «Куросио», первыми наблюдали частички, свободно падающие сквозь толщу океана. Ученые назвали их морским снегом и предположили, что они являются частью океанического цикла «превращения из воды в живую материю и затем в землю». Иными словами, морские животные могли бы питаться так называемым морским снегом. И они в самом деле им питаются, хотя эти пушистые частицы далеко не так привлекательны, как может показаться, поскольку состоят в основном из мертвого фитопланктона, а также зоопланктона[12] и его экскрементов, соединенных между собой при помощи клейкой субстанции, сформированной из молекул, выделяемых планктоном и бактериями. И все же это еда. На большей части глубоководных районов океана морской снег – единственный источник пищи для существ, находящихся на самом дне пищевой цепочки. В его поисках по абиссальным равнинам бродят стада морских огурцов, морских звезд, офиур и других представителей иглокожих. А некоторые ловят морской снег прямо в воде, еще до его падения на дно. Так, муннопсиды – ракообразные с длинными волосатыми конечностями, во много раз превышающими длину их тела, прочесывают воду в поисках этой органики. Крошечные водоплавающие улитки, известные под названием «морские бабочки», раскидывают широкую клейкую паутину, охотясь на нее. Как ни странно, к ловцам глубоководного «снега» относится даже существо, чье название вызывает жуткие ассоциации, – адский кальмар-вампир (Vampyroteuthis infernalis)[13] с кожей кроваво-красного цвета, красными выпуклыми глазами и белым клювом. В момент опасности он обхватывает себя всеми восемью конечностями, становясь похожим на зонт, вывернутый порывом ветра, и демонстрирует ряды устрашающих крючьев. Эти «вампиры» – по сути маленькие головоногие моллюски, меньше 30 сантиметров в длину, и большую часть времени они проводят в средних океанских слоях в абсолютной неподвижности, забросив длинный спиралевидный волосок. Длина волоска в восемь раз длиннее тела самого моллюска! Этот тонкий отросток можно ошибочно принять за приманку или ловушку либо за чувствительный усик, который, точно растяжка меж деревьев, ждет прикосновения жертвы. Но на самом деле липкий волосок просто висит, цепляя на себя падающие сверху частицы морского снега. Время от времени кальмар-вампир медленно сворачивает свой волосок и тщательно скребет его своими щупальцами. Он собирает все налипшие на него частички, уплотняет в комочек, ловко используя свои крючки, и отправляет получившийся «снежок» в рот. Затем этот моллюск, чья диета совсем не типична для головоногих, вновь раскручивает волосок и продолжает свою мирную деятельность по сбору органических остатков. Проблема в том, что глубин достигает ничтожная доля морского снега: максимум два процента от еды, производимой на поверхности, оказывается на глубоководных участках дна. Чтобы смоделировать похожую ситуацию на суше, представьте, что у нас нет ни травы, ни деревьев, ни цветов, ни семян и фруктов, а есть лишь россыпь крошек, падающих с неба… и изредка на берегу оказывается мертвый кит.

Из-за необъятных размеров океанов глубоководным биологам приходится нелегко, ведь это еще относительно новая отрасль исследований. В настоящее время лишь около пятисот специалистов считаются штатными глубоководными биологами и могут все свое рабочее время посвящать изучению этого невероятно огромного и малоизведанного пространства. Если разделить фронт работ между ними поровну, каждому ученому достанется для исследований более двух миллионов кубических километров океана.

Эдвард Форбс и другие биологи викторианской эпохи даже не мечтали о технологиях, которые в наше время позволяют достичь настоящей океанской бездны. Автоматизированные аппараты рассекают воды недосягаемых ранее глубин, словно механические киты, используя звуковые волны, позволяющие ориентироваться во тьме. Ни один из них пока еще не столкнулся ни с демонами, ни с божествами, зато они всегда встречают на своем пути реальные живые диковины.

Автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) – это беспривязные агрегаты, которые обычно выглядят как торпеды длиной 3–4,5 метра. Они оснащены измерительными приборами, гидролокаторами, камерами и системами наведения, подобными тем, что используются для ракетных установок. На тот редкий случай, если аппарат затеряется на глубине, на его обшивку наносят надпись «Безопасный научный инструмент». Запрограммировав АНПА на определенную миссию, ученые выпускают его в море, не имея возможности до его возвращения установить с ним прямую связь сквозь толщу воды.

Другие глубоководные агрегаты управляются дистанционно посредством длинных кабелей, обеспечивая ученым наблюдение в режиме реального времени вместе с возможностью тщательного сбора и извлечения образцов воды, животных, а также пород и отложений морского дна. Изначально такие глубоководные телеуправляемые аппараты с дистанционным управлением (ТНПА)[14], рассчитанные на глубину до 6000 метров, были разработаны для нефтегазовой промышленности с целью строительства и обслуживания морских буровых платформ и трубопроводов. Некоторые отчаянные и удачливые смельчаки решаются сами погрузиться на глубину; подводники, скорее всего, остаются в верхних слоях сумеречной зоны (хотя точная глубина, на которую опускаются подводные лодки, засекречена), а вот ученые погружаются гораздо глубже.

Астрономов куда больше, чем астронавтов, и то же самое можно сказать о глубоководных биологах и глубоководных акванавтах. Лишь несколько существующих ныне подводных аппаратов способны погрузить людей на глубину ниже первых трехсот метров[15]. Наиболее известен подводный аппарат ВМС США «Элвин», эксплуатируемый Океанографическим институтом в Вудс-Хоуле штата Массачусетс. Аппарат используется для различных целей начиная с 1960-х годов и способен спускать в бездну сразу трех человек – двух ученых и пилота. Японскому агентству по морским наукам и технологиям (JAMSTEC) принадлежит аппарат «Синкай 6500», способный доставлять исследователей на глубину до 6500 метров. Китайцы назвали свой глубоководный аппарат «Цзяолун» – в честь водного дракона, вызывающего наводнения.

Обеспечение безопасности людей в морской бездне – гораздо более дорогостоящая затея, чем применение автоматизированных и дистанционно управляемых агрегатов. Вот почему относительно ограниченные бюджеты, выделяемые на глубоководные исследования, чаще всего тратятся на отправку роботов вместо людей[16]. Тем не менее океанологи, как правило, всегда на несколько шагов опережали своих космических коллег. Люди стали спускаться на большие глубины раньше, чем запускать спутники. В 1930-х годах американский натуралист Уильям Биби и американский изобретатель Отис Бартон в тесной металлической батисфере погрузились на 800 метров – в сумеречную зону недалеко от Бермудских островов, и это за двадцать лет до полета советского космонавта Юрия Гагарина по низкой околоземной орбите! В 1960 году люди впервые достигли глубочайшей точки Мирового океана, когда швейцарский океанограф Жак Пиккар и лейтенант ВМС США Дон Уолш спустились в Марианскую впадину в батискафе «Триест». И пока сегодняшние миллиардеры все еще мечтают о покорении космоса, некоторые уже проложили путь на глубину. В 2012 году канадский кинорежиссер Джеймс Кэмерон предпринял смелую попытку погрузиться на дно Марианской впадины в своем одноместном батискафе «Дипси Челленджер», а спустя семь лет его подвиг повторил американский предприниматель и исследователь Виктор Весково, который воплотил свою мечту и достиг глубочайших точек в каждом из пяти океанов планеты.

Однако по длительности пребывания астронавты оставили акванавтов далеко позади. Первые живут в космосе месяцами, тогда как каждый визит в бездну длится менее двадцати четырех часов. Глубоководные исследовательские станции пока не стали реальностью, так что на сегодняшний день морские глубины можно изучать, лишь задействуя с этой целью большие суда. Функционируя как мобильные исследовательские платформы, они парят над бездной и служат домом для команды из биологов, геологов, химиков, физиков и инженеров, работающих сообща в стремлении понять, что находится под водой. Так называемые исследовательские круизы обычно длятся неделями или месяцами, в течение которых ученые исследуют неизведанные, отдаленные районы морей. В ходе такого круиза глубоководные биологи должны забыть о своих гипотезах и научиться видеть то, что не искали, и замечать то, чего никто не ожидал увидеть.

Кит и червь

«Всегда удивляюсь, когда нахожу их на том же месте», – сказал Крейг МакКлейн, исполнительный директор Морского консорциума университетов Луизианы (LUMCON) и один из научных руководителей экспедиции в Мексиканский залив на судне «Пеликан». Мы смотрели прямую трансляцию с глубины 2000 метров. На экране было видно, как подводный аппарат поднимает с морского дна кусок бревна. Оставив нечто подобное на коралловом рифе или среди морских водорослей, вы вряд ли могли ожидать, что по возвращении найдете предмет на том же месте. Сильное течение или штормовая волна подхватили бы его и унесли. Но этот кусок бревна вместе с десятками других лежал там, где МакКлейн оставил его восемнадцать месяцев назад, – в тихой морской бездне.

МакКлейн и раньше оставлял на дне моря обломки древесины, и делал это не просто так. Однажды у побережья Калифорнии он сбросил на глубину 3200 метров тридцать шесть поленьев, а через пять лет вернулся, чтобы поднять их. Он обнаружил, что древесина кишит глубоководными ксилофагами – моллюсками, которые пристрастились к специализированной диете, состоящей исключительно из древесины, как следует из их научного названия – Xylophaga[17]. Моллюски вгрызаются в твердые поленья острыми краями раковин, а затем поедают древесные опилки, которые усваивают, вероятно, с помощью живущих внутри них симбиотических бактерий. Благодаря стараниям этих двустворчатых моллюсков в деревянный фрагмент теперь могут проникнуть и другие животные: улитки, черви, морские звезды, морские огурцы и ракообразные. Многие из них питаются самими моллюсками или их экскрементами. Так со временем на полене формируется уникальная экосистема, большинство видов которой, включая моллюсков-ксилофагов, больше нигде не живут и полностью зависят от наличия разлагающейся древесины.

В океанских глубинах ничто не пропадает даром. Крупные реки по всему миру уносят в море всевозможный мусор, включая сухие деревья и упавшие ветки. Они плавают в открытом море, пока в конце концов не пропитываются водой настолько, что тонут. Эти спорадические скопления углерода способствуют увеличению биоразнообразия, поддерживая жизнь видов, питающихся исключительно древесиной, и становятся связующим звеном между сушей и морской пучиной. Работая с Клифтоном Наннелли, специалистом по глубоководным экосистемам, МакКлейн разработал эксперименты, которые позволили бы лучше понять, как работают эти древесные экосистемы. Более крупные деревянные блоки содержат больше пищи, но как эта пища используется? Переселяется ли туда больше видов и формируют ли они более сложную пищевую цепочку или же куски дерева захватывают только самые успешные виды, где они набирают силу и размножаются? Как соседство нескольких поленьев влияет на обитающих в них живых существ? Все эти знания помогут спрогнозировать, как повлияют на глубоководное биоразнообразие изменения, происходящие на суше, например, если вырубка лесов приведет к уменьшению количества затонувших деревянных фрагментов или климатические изменения повлекут за собой увеличение числа ураганов и наводнений, в связи с чем на глубине окажется больше древесины.

Проведение подобных экспериментов на суше не составило бы большого труда. Достаточно было бы просто разложить разноразмерные куски дерева в определенных местах. Но МакКлейн и Наннелли укладывали и доставали поленья при помощи подводного аппарата, в кромешной тьме и находясь от них на расстоянии более мили. Это была весьма трудоемкая задача, требующая значительных затрат времени.

На экране монитора, находящемся на корабельном камбузе, роботизированные «руки» аппарата выглядели очень по-космически. Когда металлический захват промахивался и ронял кусок древесины, тот медленно опускался на морское дно, словно уровень гравитации там был ниже[18]. Робот-аппарат должен был аккуратно поднимать каждый деревянный фрагмент и укладывать его в мелкосетчатый мешок, чтобы не стряхнуть живность, оказавшуюся на нем; затем мешок нужно было закрыть с помощью рычага и поместить в большую металлическую клетку-лифт, который в конце каждого двенадцатичасового погружения поднимался лебедкой, доставляя на «Пеликан» материал для исследований.

Тем временем я находилась в судовой лаборатории и надписывала миниатюрные этикетки для целой кучи пластиковых банок с винтовыми крышками, готовых принять и сохранить маленьких древесных обитателей. Я была сосредоточена на том, чтобы сделать надписи как можно более убористыми и аккуратными, когда один из членов экипажа просунул голову в дверь и объявил, что по правому борту замечены китовые фонтаны. Я поднялась на мостик и присоединилась к первому помощнику капитана Бреннону Карни, который одолжил мне свой бинокль и указал направление, куда следует смотреть. Когда мои глаза привыкли к яркому солнечному свету, я стала внимательно рассматривать водную гладь, но так ничего и не заметила. Думая, что опоздала, я вдруг увидела густой клуб пара – то было дыхание кита.

Ближе к кораблю взвилось несколько фонтанов, а затем над волнами показались серые тела с коротким бугристым спинным плавником. Еще ближе к кораблю струя пара ударила в одну сторону. По характерному однобокому выдоху можно было определить, что это кашалоты; эти животные дышат через одну ноздрю, расположенную на левой стороне морды.

Затем один из них выпрыгнул из воды, взмыв в небо. Мне удалось рассмотреть его тупую прямоугольную морду и маленькие грудные плавники, прижатые к бокам, как будто это были руки, засунутые в карманы. Судя по небольшой для кашалота длине – всего около шести метров, можно было понять, что это самка. С громким плеском она плюхнулась в воду. Мгновение спустя она снова взмыла вверх, а затем в третий и последний раз мы видели, как взметнулся ее хвостовой плавник и, скользнув вниз, исчез под водой.

Я поспешила обратно в лабораторию, где по видеоканалу было видно, как подводный аппарат поднимает очередной кусок дерева. Я надеялась, что кашалот появится на экране и посмотрит в камеру на глубине 2000 метров, что отнюдь не является невозможной для этих животных глубиной. Кашалот – один из самых глубоководных китов[19]. Взрослые особи регулярно погружаются на час и более в сумеречную и батиальную зоны, чтобы поохотиться, и проводят там более трех четвертей своей жизни. Ареал обитания кашалотов значительно удален от нас, и все же они веками были связующей нитью между человеком и морскими глубинами.

Китобои первыми осознали, как глубоко могут погружаться кашалоты. Зачастую они наблюдали, как эти загарпуненные животные устремлялись вниз, унося за собой лини колоссальной длины. В XIX веке американские охотники на китов обычно использовали канаты длиной 225 саженей (около 412 метров). Часто им приходилось соединять по три или четыре таких каната вместе, прежде чем кит сдавался. Даже если пытавшиеся скрыться кашалоты не ныряли вниз, длина линя могла достигать мили или даже больше. Английский натуралист Джордж Валлих в 1862 году пересказал правдивую историю капитана Уильяма Скорсби о том, как загарпуненный кит утащил вельбот на такую глубину, что из древесины был выжат весь воздух, и после того, как судно вытащили на поверхность, оно уже не могло держаться на воде и камнем пошло ко дну.

В романе Германа Мелвилла «Моби Дик» капитан Ахав разговаривает с отрезанной головой кашалота, которая свисает с борта китобойного судна «Пекод»:

В процессе забоя и разделки китобои узнали, что заставляет короля таинственных белых китов заплывать в столь далекие глубины. Вскрытие желудков кашалотов показало, что они питаются различными видами рыб, включая акул, но их излюбленное лакомство – кальмары. Внутри кашалотов скапливается огромное количество твердых неперевариваемых клювов многих видов этих головоногих моллюсков, в том числе двух самых крупных – гигантского и антарктического глубоководного кальмара. Хотя чаще всего встречаются особи среднего размера, не более полутора метров в длину. Все кальмары, которыми питаются кашалоты, большие и маленькие, проводят большую часть времени на глубине.

Отправляясь в батиальную и сумеречную зоны охотиться на кальмаров, кашалоты берут с собой запас кислорода, но не в легких, которые под давлением на глубине 300 метров обратимо схлопываются, чему способствует складная структура их реберной клетки, а в мышцах и крови. Пятую часть веса кашалота составляет огромный объем крови, которая сочится, густая, как патока, по артериям и венам такого размера, что в одну из них вы могли бы легко просунуть руку. Липкость крови обусловлена массой красных кровяных телец, заполненных гемоглобином – белком, связывающим кислород. От другого белка, миоглобина, мышцы кашалота приобретают почти черный цвет. Он тоже связывает кислород и отдает его, когда это необходимо. У китов, а также выдр, тюленей, дельфинов и других ныряющих млекопитающих в мышцах в десять раз больше миоглобина, чем у человека. Его так много, что теоретически он должен был бы слипаться и превращать их тела в отвердевшие блоки. Но все эти пловцы остаются гибкими, потому что у них выработалась форма миоглобина с небольшим положительным зарядом, заставляющим молекулы отталкиваться друг от друга. Так что морские млекопитающие обладают антислипающейся версией миоглобина.

[11] Лотлинь – специальная веревка с грузом на конце для измерения глубины (прим. пер.).

[12] Зоопланктон – животный компонент планктона, включающий крошечных личинок рыб и ракообразных.

[13] Строго говоря, это не кальмар, а единственный известный вид отряда головоногих вампироморфов.

[14] ТНПА – телеуправляемый необитаемый подводный аппарат. На протяжении всей книги я буду называть их просто подводными аппаратами или субмаринами.

[15] Если у вас есть лишние деньги, вы можете приобрести частный подводный аппарат, рассчитанный на глубину до нескольких десятков метров. Они выглядят, как космические корабли, какими их представляли в 1960-х, и достаточно компактны, чтобы уместиться на палубе суперъяхты.

[16] В 2019 году общий бюджет Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), которое курирует американские научные исследования во всех океанах, водных путях и атмосфере Земли, составил 5,4 млрд долларов – на 8 % меньше, чем годом ранее; в то же время бюджет НАСА сократился всего на 3,5 % и составил 21,5 млрд долларов.

[17] Xylo – означает «древесина», а phaga – происходит от слова phagus, то есть «обжора».

[18] Земная гравитация в разных местах планеты имеет разные значения (по нескольким причинам, включая и тот факт, что наша планета не является идеальной сферой); на глубоководных участках ее уровень ниже, и он также неравномерный. Эффект низкой гравитации порождает выталкивающая сила соленой воды.

[19] Помимо кашалотов на огромную глубину способны нырять и некоторые другие виды морских млекопитающих, в том числе рекордсмен – клюворыл Кювье, открытый французским анатомом Жоржем Кювье, который в 1823 году описал его по найденным в Средиземном море окаменевшим останкам. В 2014 году сообщалось, что клюворыл погрузился на глубину 2992 метра у побережья Южной Калифорнии.