Дорогами подводных открытий: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Важно еще, что результаты ценны и своим комплексным характером — ведь наблюдение за любым объектом может сопровождаться измерением разнообразных характеристик окружающей среды.

Преимущество второе. Подводное судно доставляет измерительную аппаратуру прямо к объекту, а это повышает точность измерений и уменьшает их трудоемкость.

В самом деле, ошибки в показаниях многих опускаемых с надводного судна приборов и устройств растут с глубиной.

С возрастанием измеряемой глубины падает точность эхолотов. Ошибка эхолотов увеличивается, кроме того, и в случае изрезанного или наклонного дна. На ее величину также влияет и изменение плотности морской воды. Так, для глубины 1000 метров ошибка может составить 40 метров, то есть 4 процента измеряемой величины. Профиль дна на эхограмме обозначается неверно: глубины неточны, уменьшены углы наклона дна, сглажены неровности.

Правда, многие исследователи смирились с «пороками» эхолота, считая, что они перекрываются такими его качествами, как автоматическое действие и наглядность изображения результатов. А если поставить эхолот на подводной лодке? Погружаясь, она сокращает глубину, приближает приемо-излучающую систему эхолота к объекту, искажения в показаниях уменьшаются.

Приближать эхолот нужно еще и потому, что с возрастанием измеряемой глубины ослабляется эхосигнал. Он может ослабнуть настолько, что его нельзя будет уловить. В океане существует целая группа факторов, ослабляющих звуковую энергию. Ока теряется при переходе сигнала через слой скачка плотности; ослабляющее влияние оказывают также и волнение моря, и насыщенность верхнего слоя воды пузырьками воздуха, примерно до глубины 50 метров, и, наконец, планктон, концентрирующийся главным образом тоже в верхних слоях воды до 300 метров. Подводные лодки, движимые электроэнергией, имеют в отличие от надводных судов сравнительно небольшой уровень собственных шумов. Чем не идеальные условия для изучения в океане звуков различного происхождения?

И еще одно: установка приборов на наружной части подлодки освобождает от необходимости думать о надежности лебедок, тросов, кабелей, не потеряется ли проба при подъеме, не изменится ли ее качество, то есть о том, что обычно волнует на надводных судах. А ведь и с подводной лодки можно опускать приборы на тросе еще глубже, за пределы ее погружения. Свердруп описывал устройство шлюзового колодца «Наутилуса», предназначенного для этого. Опускать приборы с подлодки можно независимо от погоды.

Преимущество третье. Движущееся подводное судно позволяет делать непрерывные комплексные измерения в трехмерном пространстве. Как это понять?

Обычно надводное научно-исследовательское судно позволяет выполнить две гидрологические станции в сутки. Так называется остановка в океане для выполнения измерений. При этом невозможно опустить за борт сразу все многочисленные приборы — не хватит места на палубе, да и лебедок маловато. Кроме того, метод станций не позволяет составить точную картину об окружающем пространстве, то есть обладает пониженной информативностью. Другое дело подводная лодка. Ее можно направить любым курсом: вверх, вниз, вбок, вперед и при этом непрерывно измерять и регистрировать недоступные глазу физические и химические характеристики среды: температуру, соленость, электропроводность, радиоактивность и многое другое.

Для этого на лодку ставят разную аппаратуру. Но любой ее вид содержит источник питания, датчики и регистраторы. Представьте: лодка идет, приборы работают и исследователь сразу же получает данные о распределении многих физических и химических полей в океане. Есть приборы, которые автоматически вычерчивают графики распространения таких полей.

Разумеется, в пределах глубины погружения лодки и чувствительности приборов.

А если поставить на подлодку фильтр с ионитами, как это делают на надводных кораблях, то можно определять концентрацию растворенных в воде элементов (стронция, висмута, селена, меди, железа, алюминия, цинка, драгоценных металлов) не только на поверхности, но и на глубине. Интересно, что единственный непрерывный температурный профиль от поверхности до самой большой в океанах глубины 10 919 метров был получен в 1960 году с помощью исследовательской подводной лодки «Триест».

Совершив посадку на грунт или став на подводный якорь, подводное судно можно использовать и как многосуточную станцию, иначе говоря, как подводную обсерваторию. Тогда можно, например, измерять элементы внутренних волн[10], период которых в большинстве случаев определяется часами, а иногда даже днями.

Преимущество четвертое. Подводное судно позволяет получать информацию, которая недоступна для других средств, а также дает возможность применить новые методы для получения известных данных.

Если сопоставить подводные фотоснимки с увиденным в иллюминатор подводной лодки, то сравнение будет не в пользу фотоаппарата. Оказывается, человеческий глаз лучше разбирается в деталях и в цвете. Часто некоторые мелкие морские организмы, легко опознаваемые через иллюминатор подлодки, были неразличимы на фотопленке. Но фотографировать нужно. И лучше это делать с подлодки, чем опускать фотоаппарат на тросе, так как исследователь сам способен выбрать объект съемки, определить освещенность, установить фокусное расстояние. То же и с киносъемкой. Убедительное этому доказательство — кинокадры, снятые на недоступных водолазам глубинах с подводных лодок «Северянка» и «Дениза».

Хуже, чем глаз, различает предметы и передающая телевизионная трубка. Но все-таки поворотная телевизионная камера, если ее установить на подлодке, может увеличить поле и дальность зрения наблюдателя, ограниченное иллюминаторами. Ведь существуют же подводные лодки, где конструкторы вместо иллюминаторов предусмотрели только телевизионные «окна» в подводный мир.

Немало придонных живых существ благодаря окраске и форме так могут слиться с фоном, что нет никакой возможности их обнаружить, не заставив их каким-то образом сдвинуться с места. В апреле 1959 года в Териберской губе мы именно таким образом обнаружили камбалу и крабов. В поисках промысловой рыбы в районе Мурманского побережья мы несколько раз садились на грунт. Однажды, как только осело облако частиц, вызванное прикосновением лодки к грунту, наблюдавшие в иллюминатор обратили внимание, как во многих местах неподвижное до этого дно «ожило». С него медленно поднимались имеющие такую же, как и грунт, окраску, похожие на лепешки камбалы и, энергично двигая хвостами, устремлялись под корпус «Северянки». Невозможно было заметить и крабов до того момента, пока и они не начали ползти под лодку. По-видимому, и камбалы, и крабы под корпусом лодки искали защиту от проникающего сквозь толщу воды дневного света, который мог действовать на них раздражающе. Известно, что камбала и краб могут изменять окраску. Все зависит от характера дна, от биологического состояния животного, его пола и возраста.

Интересный факт приводят американские исследователи, работавшие у Калифорнийского побережья. Бурное развитие фитопланктона в этих водах заметно ослабляет проникновение солнечного света, и уже на 180 метрах его уровень может быть ниже порога чувствительности человеческого глаза.

В этой тускло-зеленой от планктона воде обитает множество совершенно прозрачных живых организмов. Ни на фото-, ни на кинопленку заснять их практически не удается, а между тем через иллюминаторы эти живые существа наблюдаются легко.

Если опуститься глубже, в сумеречную зону, то там только наблюдатель способен различить цвет биолюминесцентных вспышек[11], оценить их продолжительность, интенсивность, удаленность, прикинуть объем концентрации и увидеть, кто же испускает свет. Приборы здесь, пожалуй, пока не справятся.

Когда сумерки переходят в темноту, надо включать искусственное освещение. Но даже в прозрачной воде, где можно осветить большие участки дна, фотосъемка бывает затруднена или попросту невозможна. Дело в том, что морское дно — плохой отражатель света. А это означает, что изображение будет, как говорят фотографы, вялым. Подсчитано, что суммарная площадь морского дна, сфотографированного к сегодняшнему дню при помощи дистанционных камер с надводного корабля, гораздо меньше той, которую можно осмотреть и снять на кинопленку за одно погружение движущейся подводной лодки.

^{Офиуры. Так называются эти, похожие на морских звезд, глубоководные обитатели дна океанов. С помощью замедленной киносъемки через иллюминатор совершившей посадку на грунт подводной лодки впервые удалось запечатлеть и воссоздать на рисунке траектории их движения}

Уже говорилось о том, что определять распространение и концентрацию планктона традиционными методами можно лишь приблизительно. Эти мелкие и мельчайшие живые существа часто сосредоточиваются на границе слоев воды с разной плотностью. Обитатели средних глубин дрейфуют хаотично, ориентируя тело произвольно, вне зависимости от течения и влияния силы тяжести. Увидеть это можно из подводной лодки.

Из «Северянки» мы видели, что планктон в море распределяется пятнами. Как же определять его количество и состав? Единственным выходом представляется непрерывное измерение распространения планктона в пространстве по изменению освещенности с помощью фотометра с движущегося подводного судна. А качественный состав можно будет определять на глаз через иллюминатор или беря пробы воды. То есть создается уникальнейшая возможность зондирования биологического параметра.

Все это можно будет делать и подо льдом. Интересно мнение X. Свердрупа, высказанное еще в 30-х годах, о том, что условия для океанографических работ в арктических морях много благоприятнее на подводной лодке, нежели на обыкновенном судне. По-видимому, это мнение укрепилось после того, как норвежскому исследователю все-таки привелось заглянуть под воду. Это случилось, когда удалось затолкнуть под лед нос «Наутилуса». Нескольких минут, проведенных таким образом подо льдом, оказалось достаточно, чтобы X. Свердруп мог заключить: «Я был поражен, как много света проникало к нам не только сквозь воду, но и сквозь лед. Над нами вздымался лед в 3 м толщины, и все-таки мы могли видеть на расстоянии 20–30 м от нижнего глазка». Это впечатления. А вот вывод: «Самый лед был настолько прозрачен, что я положительно уверен в том, что подводная лодка не пойдет в темноте, если мы когда-нибудь доживем до плавания подо льдом на подводной лодке».

Теперь два слова о взятии проб внутрь лодки. В шлюзовой камере их можно сохранить и анализировать под давлением, равным забортному. Снижение давления до атмосферного может привести к неверным результатам. Так, во время эксперимента с советским пневматическим подводным домом «Спрут» определялось содержание кислорода в воде. В пробе, обработанной на берегу, оно составляло 4,7–5,2 мл/л, а в анализе, выполненном в подводном доме (то есть под давлением), — 5,7–6,5 мл/л.

Существует мнение, что науке до сих пор известно не более 10 процентов бентических[12] животных, главным образом относительно мелководных. До остальных 90 процентов пока еще не добрались. И опять, чтобы решить эту проблему, мы с надеждой смотрим на подводное судно.

На дне непочатый край работы. Необходимо, в частности, исследовать и сообщества животных и растений, и микроформы подводного рельефа, нефиксируемые эхолотами, и состав грунтов. Интересно, что по ориентации донных организмов можно определять направление и скорость течений.

Кстати, исторические свидетельства относительно господствовавших в свое время течений и других условий среды были зарегистрированы по ориентации остатков отмерших организмов, имеющих скелет или жесткую структуру, например, таких, как живущий колониями веерный коралл.

[10] Как известно, на разделе между двумя слоями разной плотности, например двумя слоями с разной температурой и соленостью, могут возникать волны и внутри океана, как обычные, так и длинные, со скоростью, не превышающей 2 узлов, но большой высоты (до 80 метров). Обнаруживаются с помощью длинных рядов измерений температуры и солености.

[11] Биолюминесценция — свечение живых организмов.

[12] Бентические — населяющие дно водоема.