Путешествие “Челленджера”
На фронтоне здания старейшего в мире Океанографического института в Монако золотыми буквами записаны названия кораблей, совершивших выдающийся подвиг ради служения науке. Рядом с именем русского корвета «Витязь» стоит имя «Челленджера», британского военного корабля водоизмещением 2306 тонн.
«Челленджер» начал свой рейс 7 декабря 1872 года. На его борту находились исследователи во главе с 42-летним профессором Эдинбургского университета, естествоиспытателем Чарлзом Уайвиллом Томсоном.
Корабль пробыл в плавании три с половиной года и прошел 68 890 морских миль. В течение всего этого времени участники экспедиции производили измерения глубин, брали пробы грунта и тщательно записывали результаты наблюдений. Исследователи, в распоряжении которых были самые лучшие инструменты того времени, собрали столь богатый материал, что на его обработку и подготовку к опубликованию потребовался двадцать один год. Пятьдесят объемистых томов заполнили ведущие ученые всех стран научными выводами из материалов этой экспедиции, которая признана классической. Работа «Челленджера» послужила основой для очень многих достижений современной океанографии.
Исследование морских течений
С окончанием второй мировой войны для океанографов наступил золотой век. Развитие военной техники привело к созданию высокочувствительных приборов, таких, как ультразвуковой глубомер – эхолот. Эти инструменты позволили исследователям морей достичь в своей работе невиданной доселе точности. Ученые все больше убеждались в том, что океан – это не однородная масса воды, а некий комплекс из самостоятельных, четко разграниченных водных слоев, каждый из которых отличается специфическим характером своей биологической и физической структуры. Иногда мощные течения, тесно соприкасающиеся друг с другом, движутся в противоположных направлениях.
Американский исследовательский корабль «Атлантис» совершил плавание по Северной Атлантике. Всего 43 метра длины было в стальном корпусе судна, в бурном океане оно было беззащитно, словно ореховая скорлупка. У него был маломощный двигатель, и плыть приходилось большей частью под парусами. Но профессор Колумбус Айзелин и его группа охотно мирились с этим: их окрыляла цель экспедиции – заново произвести исследования мощного океанического течения – Гольфстрим.
Пользуясь системой дальней гиперболической радионавигации – так называемой системой «Лоран», – ученые установили, что Гольфстрим движется неравномерным широким потоком, но часто отклоняется на сотни километров в сторону, в отдельных местах разветвляется на рукава, а кое-где даже течет в обратном направлении. И лишь как сумма всех этих движений воды рождается теплое течение, омывающее берега Европы.
В 1951 году другие американские исследователи, желая испытать японский метод лова глубоководной рыбы – тунца, выбросили в воду тунцовые снасти западнее Галапагосских островов. Удивленно смотрели они на поплавки, скользившие в сторону востока, в то время как Южное экваториальное течение несло их корабль на запад. Океанограф Кромвелл сумел найти подтверждение своей догадки о наличии здесь Экваториального противотечения.
И наконец, советским ученым удалось доказать, что подобные течения существуют и на самых больших глубинах. Четыре раза выходил в район Тихого океана советский исследовательский корабль «Витязь», оказавшийся достойным своего славного имени. Он получил это имя в честь русского корвета, которым в восьмидесятые годы прошлого столетия командовал вице-адмирал Степан Макаровоснов – оположник русской океанографии, один из создателей современных методов изучения океана.
Советские исследователи Тихого океана обнаружили поразительные явления. Они открыли, что на глубине многих километров имеются течения, движущиеся со скоростью 3,5 – 4 километра в час. Сконструированная в Советском Союзе аппаратура для подводных съемок доставила на поверхность фотографии морского дна, сделанные на глубине 10 000 метров. На снимках были видны волноприбойные знаки – точно такие же, какие можно наблюдать в мелкой воде прибрежных зон.
Подводные лавины
Глубинные течения, вгрызающиеся в морское дно, кажутся, однако, медлительными, как улитки, в сравнении с теми потоками, которые низвергаются с подводных круч на глубину многих тысяч метров, достигая порой скорости ста километров в час. В Пуэрто-риканской впадине, как, впрочем, и во многих других глубоководных каньонах, ученые обнаружили на глубине около 8400 метров известковый песок и останки микроорганизмов, которые могли жить только в мелких, освещаемых солнцем прибрежных водах. Советские и американские исследователи с помощью глубинных неводов и так называемых ударных трубок подняли из глубоководных областей океана осадочные породы, которые в виде илистых лавин были с головокружительной скоростью увлечены туда течениями из зон мелководья.
Исследование подводных течений приобрело в наши дни большое практическое значение. Англичане сбрасывают в море радиоактивные отходы из своих ядерных реакторов; другие капиталистические страны также намереваются спускать в глубоководные впадины океанов «атомные отходы» своей промышленности. В результате крупнейшей в истории подводного флота катастрофы, происшедшей с «Трешером» в апреле 1963 года, в океане появилась радиоактивная масса, выделившаяся из расплющенного корпуса судна.
Радиоактивность в море! Глубоководные течения увлекают за собой радиоактивные вещества. Возникает опасность радиоактивного заражения больших пространств океана. Как это предотвратить? Океанографам предстоит найти ответ и на этот вопрос.
Там, где бушует стихия
В Ламонтской геологической обсерватории Колумбийского университета молодой геолог Мэри Тарп работала над составлением карты рельефа дна Атлантического океана. Она вычертила изученный еще восемьдесят лет тому назад Срединно-Атлантический хребет – этот удивительный глубоководный горный массив, который проходит почти через весь океан, деля его на две половины. Внезапно ее внимание привлекло нечто неожиданное: на своем чертеже она увидела проходящую через весь горный хребет продольную трещину, которой здесь не должно было быть. Никто – ни океанологи, ни гидрогеологи – не знал о существовании этой расселины в подводной горной цепи.
Карту Мэри Тарп подвергли проверке. Были сделаны чертежи по записи осциллографа, полученной в результате нескольких тысяч эхолотных промеров. Ученые с удивлением констатировали, что чертежный карандаш Мэри Тарп, в точности следуя этим кривым, вычертил то, чего раньше никто не замечал: пропасть около 2 километров глубиной и 15 – 20 километров шириной. Более чем на 500 километров в длину тянется она через высочайшие горы Срединно-Атлантического хребта. Большой Каньон на реке Колорадо глубиной всего каких-нибудь 1300 метров и длиной не более сотни километров выглядит почти карликом по сравнению с ней.
Никто не подозревал, что открытие расселины в горах на больших глубинах станет первым звеном целой цепи научных сенсаций. Прежде всего, выяснилось, что эта трещина по всей своей длине представляет огромную зону землетрясений в Атлантическом океане. Из года в год срываются с этих подводных круч илистые лавины и со скоростью ста километров в час, а иногда и больше, обрушиваются на покрытое вечным мраком океанское дно. Судно, плавающее в этих местах, качает с такой силой, точно оно наскочило на риф. С других океанов также поступали сообщения о моретрясениях, посылаемые сейсмическими станциями. Зоны всех этих подводных землетрясений находились в углублениях, длинными полосами пересекающих океаны.
В 1957 году всемирно известный ученый, директор Ламонтской обсерватории профессор Морис Юинг опубликовал труд, в котором говорилось о системе глубоководных впадин, опоясывающей весь земной шар. Юинг высказал гипотезу, согласно которой по дну Мирового океана проходит гигантская трещина глубиной приблизительно 3 километра, шириной около 30 километров и длиной более 65 000 километров. Он создал теорию, по которой эта грандиозная трещина, проникающая с океанского дна вглубь континентов, образовалась под действием огромных напряжений земной коры. Глубоководные океанские впадины – весьма неустойчивые участки земной оболочки. Там, на больших глубинах, где оболочка Земли тоньше всего, образуются трещины, мощные потоки лавы вырываются из этих трещин и затвердевают.