Текст книги "От «Наутилуса» до батискафа"
Автор книги: Пьер Латиль
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 20 страниц)
На самом дне вечного мрака
Прежде всего бросается в глаза один бесспорный факт: все животные, населяющие океанские бездны, очень малы ростом.
Тенденция к уменьшению в размерах заметна у океанских жителей уже начиная с 3500 метров глубины! Так, экспедиция «Альбатроса», много раз проводившая траление на глубинах от 4000 до 5000 метров, считала исключительной по величине рыбу, пойманную на глубине 4570 метров. Рост ее был равен 67 сантиметрам.
В величайших океанических впадинах тенденция эта приобретает ярко выраженный характер. Оба вида морских огурцов, добытых со дна Филиппинского желоба, имели от 7 до 17 миллиметров в длину, в то время как их сородичи, живущие в береговой зоне, достигают в среднем размеров овоща, название которого они носят. Два песчаных рачка, похожие на морских блох, которые так и скачут в разные стороны, если вы толкнете ногой кучу водорослей на морском берегу, не превышают 3–6 миллиметров. Двустворчатые ракушки, напоминающие по виду морские блюдца, но прозрачные, – не более 7–8 миллиметров в диаметре. Морские анемоны – меньше ногтя на мизинце.
Чем вызвано к жизни такое племя карликов? Вся биология единодушно отвечает на этот вопрос, основываясь на многочисленных, всегда совпадающих примерах: там, где пищи много, животные достигают максимальных размеров; там же, где пищи мало и она редка, рост их заметно сокращается.
Поэтому на океанском дне, где очень мало пищи, все животные очень маленького роста. А поскольку они так малы сами, они представляют весьма скудную пищу для других, более крупных животных. Получается заколдованный круг: нет пищи, потому что некого есть; некого есть, потому что нет пищи.
Второй вывод: все эти животные – обитатели океанского дна: морские анемоны, прикрепляющиеся к камням и скалам; голотурии, медленно передвигающиеся по придонному илу; морские черви, устраивающие свои жилища в самом иле; крошечные рачки, подобные тем, которые живут на песчаном дне в мелководных зонах океана.
И третий вывод: все существа, обитающие на десятикилометровой глубине, – «микрофаги» (так называются в биологии животные, которые едят совсем немного). Голотурии, ползающие по океанскому дну, питаются придонным илом, вернее, заглатывают этот ил, и пропускают сквозь свой пищеварительный тракт, извлекая питательные частицы, которые в нем содержатся. Морские черви питаются таким же способом. Что же касается анемон, то они принимают пищу, как мы дышим: непрерывно. И если отдельные виды анемон, живущие на небольших глубинах, способны заглатывать даже маленьких рыбок (вы можете наблюдать это в морских аквариумах), то подавляющая часть этих хрупких морских цветочков добывает себе пищу, непрерывно процеживая сквозь свое тело воду и удерживая мельчайшие крупинки органических веществ, заключенные в ней.
Крошечные животные с крошечным аппетитом – вот из кого состоит фауна глубочайших океанских впадин.
Но чем же питаются самые крохотные из них?
Конечно, бактериями.
А что едят бактерии?
Вот вопрос, на который не так-то легко ответить.
Что же едят глубоководные бактерии?
При каждом глубоководном драгировании ученые «Галатеи» находили в траловом мешке полусгнившие куски дерева – большие и маленькие – и даже целые кокосовые орехи.
«Вот что может служить пищей для абиссальных бактерий, вот что дает начало новому циклу жизни!» – тотчас же подумали датские океанографы. Между тем после первых тралений они еще могли предполагать, что эти куски дерева попали в траловую сеть случайно. Ничего подобного! Они продолжали находить древесные обломки при каждом новом подъеме трала. Более того: скоро ученые заметили, что чем больше гнилого дерева содержит траловая сеть, тем богаче улов глубоководных морских животных.
Но почему так много обломков дерева в глубоководных впадинах? Во-первых, потому что намокшее дерево становится тяжелее воды и падает на дно. Во-вторых, потому что все глубоководные желоба в Тихом океане да и в других океанах нашей планеты расположены, как правило, близ побережий материков или островов. И, в-третьих, потому что в этих краях очень часты тайфуны и цунами, а после каждого из них море уносит от берегов деревья и ветки, доски и бревна, оторванные ветром и волнами.
Значит, если бы глубоководные океанские впадины находились вдали от побережий, за тысячи километров от всякой земли, они не были бы заполнены кусками дерева и жизнь не могла бы существовать там?
Возможно…
Но мы не можем представлять себе мир иным, чем он есть на самом деле.
А на нашей планете все самые глубокие океанские впадины и желоба расположены близ побережий, это неоспоримый факт. Поэтому они все время заполняются кусками дерева, унесенными морем от островов и континентов.
И эти обломки древесины служат пищей для донных бактерий, которыми питаются морские животные, населяющие океанское дно.
А что представляют собой эти куски дерева? Откуда они? Да ведь их создал все тот же зеленый хлорофилл, который создает и всю остальную пищу на нашей планете! Так чудо зеленого хлорофилла, казавшееся немыслимым в этом царстве вечного мрака, и здесь, на десятикилометровой глубине, как и всюду на земле, является источником и основой жизни во всех ее проявлениях.
Ну разве это не замечательно?
Мир без перемен
Но являются ли обломки дерева единственным источником пищи и, следовательно, жизни на больших глубинах? Мы думаем, что нет. И вот почему.
Даже если будет доказано, что «живой суп», «живой снег» или «манна» иссякает на глубине 7000–8000 метров, никто не убедит нас в том, что ни одна микроскопическая частица пищи не избежит желудков бесчисленных обитателей толщи океанских вод. Какая-то ничтожная доля таких частиц обязательно ускользнет от них. Практически частицы эти могут быть настолько редки, что анализ глубинных проб морской воды не обнаруживает их. Но, несмотря на это, они все же существуют. На океанском дне такие крупинки «манны» оседают тонким слоем, и, как бы ни был тонок подобный слой, он не будет от этого менее питательным.
Одно простое сравнение делает такое предположение совершенно правдоподобным. Воздух в вашей хорошо проветренной и убранной комнате кажется вам совершенно чистым и прозрачным. Между тем завтра утром вы обнаружите на мебели и других предметах тончайший слой пыли. Присутствие ее в воздухе совершенно неощутимо; оно заметно лишь на поверхности предметов, где она осаждается. Если бы существовали какие-нибудь животные, питающиеся пылью, они, конечно, жили бы на полу комнаты, но никак не в воздухе над полом.
Так вот: пока «манна» обильна и густа, животные, питающиеся ею, могут жить в толще морских вод: им достаточно открывать пошире рот, чтобы получать пищу. Когда же она становится настолько редкой, что никакая пасть, даже самая огромная, не в состоянии обеспечить животное нужным количеством пищи, тогда жители океанских вод вынуждены в поисках еды опускаться на самое дно, где очень скудная пища скапливается очень тонким слоем и где бактерии могут кормиться различными органическими отбросами.
Теперь мы уже можем достаточно ясно представить себе жизнь в обители вечного мрака и холода: бактерии питаются гнилым деревом и редкими остатками животных, которым удается достигнуть дна; все остальные жители океанского дна питаются бактериями.
А может быть, в океанских безднах есть и другие, более крупные животные, которые питаются крошечными анемонами, голотуриями, морскими червями и прочими обитателями морского дна? Что ж, это вполне возможно! И, быть может, недалек тот день, когда на этих огромных глубинах будут пойманы наконец глубоководные рыбы, достаточно проворные, чтобы ускользнуть сегодня от наших несовершенных сетей и тралов.
Впрочем, такое предположение совершенно не обязательно. Вполне вероятно, что в глубоководных океанских впадинах совсем нет крупных хищников и крохотные морские цветочки, голотурии и рачки являются единственными обитателями и полновластными хозяевами царства вечной ночи.
Если мы захотим сравнить этих странных животных с хорошо знакомыми нам зоологическими формами, мы должны в первую очередь вспомнить животных, населяющих самые глубокие подземные пещеры. Там, так же как и на дне океанов, нет ни смены времен года, ни света, ни изменений температуры. И там, как и здесь, жалкие существа влачат жалкое, полуголодное существование…
Уже на глубине нескольких сот метров океанская вода становится очень холодной. А на глубине, измеряемой тысячами метров, где температура воды круглый год остается неизменной, состав населяющих океанское дно морских животных одинаков как под тропиками, так и в самых высоких широтах[22]22
Эта проблема еще не решена окончательно. Исследования советских ученых дают основание утверждать, что и на дне океанских впадин имеются различия в составе фауны полярных, умеренных и тропических областей.
[Закрыть].
Одна необычайной формы глубоководная голотурия Elpidia glacialis получила свое имя потому, что ее неоднократно находили на большой глубине на дне полярных морей. И вот во время плавания «Галатеи» в экваториальных водах датские ученые поймали сотни Elpidia glacialis на глубине 6000 метров. По-видимому, такая глубина является обычной зоной их распространения.
Но все же, несмотря на это открытие, Elpidia glacialis по-прежнему сохраняет свое «ледяное» имя, данное ей когда-то океанографами прошлого столетия.
Глава седьмая
ПРЕЕМНИК КАПИТАНА НЕМО
Значит, надо оставить всякую мысль…
Забрасывать в море сети и удочки, измерять его глубину, волочить по океанскому дну трал, стараясь зацепить и вытащить со дна кусочки «чего-нибудь», – все это, разумеется, прекрасно и увлекательно, но таким путем едва ли можно решить по-настоящему проблему познания океанских бездн.
Представьте себе, что вы живете в Заоблачной стране, по ту сторону туч и облаков. Вместо земли под ногами у вас сверкающая белая пена, похожая на хорошо взбитые сливки, которая называется «морем облаков». Вам незнакомы серые сумерки, тусклые краски, пасмурные дни.
Кругом, насколько хватает глаз, лишь бесконечные белоснежные гряды облаков, позолоченных яркими лучами солнца, с округлыми вершинами и пологими склонами.
Ни дождей, ни гроз, ни туманов – одно неизменное ослепительно синее небо над головой.
Но жизнь среди этой сияющей белизны, под вечно лазурным небосводом течет немного монотонно, и временами вас охватывает неудержимое желание узнать, что представляет собой тот странный пестрый мир, который вы угадываете у себя под ногами или смутно различаете в разрывах белоснежной «почвы».
И вот ученые Заоблачной страны изобрели весьма хитроумные способы изучения этого необычайного «подоблачного» мира: они опускают туда на длинных канатах особые приспособления, могущие достигнуть самого «дна», глубже которого проникнуть уже невозможно. И с тех пор ученые мужи проводят все свое время, изучая то, что им удается вытащить с помощью изобретенных ими приспособлений.
Другие ученые исследуют подоблачный мир еще более эффективным способом: они закидывают с края облака вниз крючок на длинной прочной нитке, наживив его кусочком мяса или хлеба, и затем терпеливо ждут, что же произойдет. Таким путем удалось установить, что в подоблачном мире существуют животные тридцати двух различных видов, среди которых есть очень крупные экземпляры, достигающие более сорока сантиметров в длину!
Приспособления, опускаемые учеными на «дно» подоблачного мира, приносят им камни, комья земли, сломанные ветки и траву, иногда черепаху, червяка или живущих в земле личинок…
И вот в музеях Заоблачной страны выставлены рядом: чучело крысы, несколько муравьев, запутавшихся в траве, куколки бабочек, найденные на ветках, обломки глиняной посуды, пуговица от брюк, несколько банок из-под консервов, рог какого-то чудовищного животного, видимо жившего в давно прошедшие времена, и разные другие диковинки.
Но довольно шуток! Каждому из вас уже ясно, что наши современные способы глубоководной ловли сильно смахивают на действия вышеупомянутых ученых и дают столь же «полное» и реальное представление о неведомом мире океанских глубин.
В сущности говоря, все глубоководные исследования до последних дней велись вслепую. Никому не удавалось заглянуть своими глазами в океанские бездны.
Спуститься туда самим – вот единственный путь решения проблемы.
Но, когда человек хочет проникнуть в морские пучины как простой ныряльщик, он вынужден почти немедленно отказаться от подобной попытки.
Когда человек изобретает акваланг, позволяющий ему при погружении дышать сжатым воздухом под тем же давлением, что и окружающая его вода, воздух под действием давления очень скоро видоизменяет свои качества и становится для ныряльщика ядом.
Когда же человек, желая опуститься еще глубже, заковывает свое тело в стальную броню, он как бы попадает в плен, лишая себя возможности двигаться. Пожалуй, уж лучше отказаться от плена внутри полой статуи и заменить ее сферической стальной «тюрьмой» – батисферой, стенки которой лучше противостоят глубинному давлению. Но, подвешенная на тонком стальном канате, в полной зависимости от буксирующего ее корабля, такая батисфера весьма ненадежный и даже опасный способ исследования морских глубин.
Значит, человеку надо оставить всякую мысль о проникновении в океанские пучины?
Один из первых океанографов, который еще до знаменитой истории с подводным телеграфным кабелем Сардиния – Тунис в 1860 году верил в существование жизни на больших глубинах, немецкий ученый Г. С. Валлиш, писал в своей известной книге «В глубинах Атлантики», вышедшей в свет в 1862 году: «Этот мир навсегда скрыт от глаз человека, если не от его ума».
Рискованная вещь – пророчества! Мы знаем сегодня, что доктор Валлиш жестоко ошибался, как ошибся в том же XIX веке великий философ Огюст Конт, указывавший на химический состав звезд как на пример абсолютно непознаваемого для человеческого разума явления. Между тем сегодня астрономы определяют этот состав с предельной точностью; что же касается астрофизиков, то они вообще склонны рассматривать звезды как филиалы своих лабораторий, где гораздо удобнее изучать явления, которые почему-либо не могут быть воспроизведены в земных условиях…
Но, может быть, прежде чем отказаться окончательно от мысли проникнуть в неисследованные бездны океана, мы обратимся за помощью к нашему старому другу – Жюлю Верну? Может, твой чудесный «Наутилус», вдохновенный пророк грядущей науки, даст нам ключ к этой вековой тайне?
В самом деле, почему океанографам ни разу не пришла в голову мысль использовать подводную лодку для исследования морских глубин? Почему все подводные корабли сооружались до сего времени только для военных целей?[23]23
В Советском Союзе оборудована подводная лодка «Северянка», на которой проводились разнообразные научные исследования.
[Закрыть]
Вопрос стоит того, чтобы над ним задуматься. Но прежде всего вспомним один небольшой раздел физики.
Нет, на глубинную подлодку надеяться нечего
Обычно думают, что подводная лодка маневрирует под водой, регулируя количество воды или воздуха в своих балластных цистернах: увеличивает свой вес, когда ей нужно погрузиться на глубину, или облегчает его, когда ей необходимо подняться. Но это совершенно ошибочное представление.
Вода впускается в балластные цистерны лишь для того, чтобы лодка могла погрузиться под воду на несколько метров ниже поверхности, и, наоборот, выкачивается из этих цистерн, чтобы лодка имела возможность «вынырнуть» на поверхность, когда она уже находится совсем близко от нее. А для маневрирования между несколькими метрами глубины и морским дном подводники пользуются так называемыми рулями глубины, или горизонтальными рулями, этими стальными «плавниками» подводного корабля.
При погружении лодки балластные цистерны заполняются водой ровно настолько, чтобы подлодка находилась под водой в состоянии относительного равновесия, обязательно сохраняя какой-то минимум плавучести. Я подчеркиваю – относительного, – потому что равновесие это все время нарушается в ту или иную сторону.
И если в данный момент достигнуто полное равновесие, то уже минутой позже оно может быть нарушено, потому что плотность воды меняется в зависимости от температуры течений, а металлический корпус лодки, нагреваясь или охлаждаясь, меняет – пусть незаметно для глаз – свой объем. Кроме того, все время меняется и вес подлодки – ведь она непрерывно расходует горючее, провизию, воздух и воду.
Поэтому мы говорим, что подводная лодка находится под водой лишь в состоянии неустойчивого равновесия.
Схема действия рулей глубины на подводной лодке.
Если она способна двигаться в толще вод горизонтально, легко опускаться и сравнительно быстро подниматься, – словом, если она маневренна, то только потому, что она движется, то есть обладает известной скоростью. Управляя этой скоростью с помощью рулей глубины, выполняющих ту же роль, что и плоскости самолета, можно заставить подлодку опускаться и подниматься или плыть по горизонтали.
Таким образом, скорость так же необходима подводной лодке, как нужна она самолету.
Однако для аппарата, имеющего целью научное исследование подводных глубин, скорость скорее недостаток, чем положительное качество. Быстрое движение в толще воды при плохой или, во всяком случае, ограниченной видимости всегда чревато опасностью столкновения с каким-либо препятствием. Подводные лодки поэтому всегда держатся подальше от побережий, подводных скал, обрывов и ущелий, стараются не приближаться к неровному, каменистому дну. Но именно эти-то «закоулки» океана интересуют больше всего океанографов. Как же изучать их на судне, которое лишено возможности двигаться медленно?
Подводная лодка по самому принципу своего устройства неподходящий аппарат для исследования океанских глубин.
Но может ли она, по крайней мере, опускаться на большую глубину? Тоже нет! И вот почему.
Для того чтобы преодолевать сопротивление огромной массы воды, глубинная подводная лодка должна быть снабжена мощным мотором и – соответственно – большим запасом горючего. Следовательно, нам заранее известно, что объем ее должен быть увеличен. Вместе с тем при спуске на большую глубину придется значительно увеличивать и прочность стального корпуса лодки, то есть толщину его стенок. А это влечет за собой такое увеличение веса подлодки, при котором она рискует потерять свою плавучесть (мы уж не говорим о том, что место, где гребной винт подлодки выходит из корпуса наружу, может оказаться уязвимым для ее герметичности при колоссальном давлении на больших глубинах).
Как быть, если какое-нибудь тело, погруженное в воду, весит так много, что теряет свою плавучесть? По закону Архимеда, для обеспечения плавучести этого тела в воде нужно увеличить его объем, то есть вес вытесняемой им воды. Увеличение же объема подлодки влечет за собой новое увеличение веса металлического корпуса.
Итак, чем глубже вы хотите спуститься, тем толще должны быть стенки стального корпуса глубинной подлодки. Но чем толще эти стенки, тем больше вес подлодки. Для того чтобы облегчить ее вес, нужно увеличить объем корпуса. А увеличение этого объема означает новое увеличение веса подлодки.
Практический предел погружения для военных подлодок – 150–200 метров. Рекордная глубина, достигнутая некоторыми из них в последнее время, – 300–350 метров.
Концепция «Наутилуса», легко преодолевающего любые глубины, с научной точки зрения не выдерживает никакой критики. Решение проблемы должно было прийти совсем с другой стороны.
Юношеская мечта одного математика
Миллионы людей читают в детстве «Двадцать тысяч лье под водой» и «Пять недель на воздушном шаре». И в один прекрасный день, когда они уже стали взрослыми, способными сделать почти столько же, сколько герои этих романов, маленькое зернышко мечты, упавшее когда-то в их детское сознание, вдруг начинает расти, раскрывается, расцветает…
Одним из таких юношей был в конце прошлого столетия сын профессора Базельского университета Огюст Пикар, с ранних лет проявивший большие способности к механике и математике.
Огюст Пикар был студентом Политехнической школы в Цюрихе, знаменитого на весь мир учебного заведения, выпускавшего инженеров высокой квалификации. Еще на первом курсе ему попала в руки книга известного немецкого океанолога Карла Куна. Это был рассказ о только что закончившемся кругосветном плавании океанографического судна «Вальдивия». Как всякий человек, достойный этого звания, любознательный молодой студент был потрясен описанием глубинных тралов, извергающих на палубу корабля похожих на сверкающие драгоценности неведомых морских животных.
Это волшебное видение преследовало его всю жизнь.
Нам дважды пришлось слышать, как Огюст Пикар, чьи слова всегда так точны, скупы и холодны, вдруг начинал говорить вдохновенно, поэтично, страстно. Это случалось, когда он вспоминал о книге Карла Куна.
«Во время ночных тралений океанографы были поражены бесчисленными живыми огнями, потоком извергавшимися на палубу из глубинных сетей. То были настоящие фонари, отбрасывавшие во все стороны снопы ярких, разноцветных лучей. Но их мерцающие огни очень скоро переставали сиять, потому что все животные умирали».
Кто, представив себе подобную картину, не загорится желанием увидеть этих необычайных животных в их природной стихии, в глубинах моря?
Для большинства смертных такая мечта, как и многие другие, остается лишь мечтой. У очень немногих она превращается во вполне реальные замыслы и действия.
Огюст Пикар, конечно, мало думал о романтике подводных исследований. Но, поскольку нарисованная Куном волшебная картина ночного улова океанографов стояла перед его глазами, словно мираж, он немедленно проанализировал вопрос как теоретик и продумал – уже как инженер – некий «проект» для его реализации.
