Полная версия
Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям
Хелен Скейлс
Сверкающая бездна
Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям
Helen Scales
Brilliant Abyss
* * *© 2021 by Helen Scales Published by arrangement with Folio Literary Management, LLC
© Онуфриенко М. А., перевод на русский язык, 2024
© Оформление. ООО «Издательство „Эксмо“», 2024
Вступление
Я стояла на палубе научно-исследовательского судна «Пеликан» и наблюдала за происходящим внизу. Тридцатипятиметровая лодка вышла из порта полтора дня назад и, пройдя в ночной темноте прибрежные солончаки Южной Луизианы, оказалась в теплых объятиях пенистых волн Мексиканского залива. В последнее время мой мир сузился: я вошла в команду из десяти специалистов-океанологов, намеревавшихся провести ряд глубоководных исследований. Кроме нас был экипаж, состоявший из одиннадцати человек, которые обеспечивали бесперебойную работу судна. Ежедневно мы все собирались в кают-компании для приема пищи и иногда, чтобы посмотреть телевизор. Кроме того, имелась небольшая научная лаборатория и несколько тесных четырехместных кают, в одной из которых у меня была похожая на гроб койка, куда я училась вкатываться, а потом выбираться оттуда. Была также общая ванная комната, или «голова», как ее называют моряки, с крепкой горизонтальной перекладиной, за которую можно ухватиться во время качки.
Проснувшись в первое утро, я увидела за бортом простиравшиеся во все стороны до самого горизонта воды залива. Впрочем, в скором времени наши горизонты должны были значительно расшириться.
Самый жизненно важный для нашей миссии агрегат висел на крюке подъемного крана над кормовой палубой, ожидая погружения. Глубоководный аппарат размером с небольшой автомобиль имел каркас из металлических трубок, ярко-желтые поплавки и впечатляющий набор закрепленных на нем электронных устройств и датчиков. Пара близко посаженных стеклянных «глаз» на передней части придавали ему вид милого и чем-то озабоченного робота. То были объективы стереокамер, которым предстояло на глубине стать нашими глазами. У нашего батискафа также имелась и пара «рук». Одна из них – причудливая конечность с суставами-шарнирами, обеспечивающими подвижность в семи направлениях, – должна была повторять движения опытного оператора, который находился на судне. Вторая конечность управлялась при помощи клавиш и выполняла простые команды типа вращения, захвата и отпускания. С помощью длинной, похожей на шланг пылесоса ребристой пластиковой трубы можно было мягко всасывать на борт различные глубоководные предметы и возвращать их обратно. Несколько небольших гребных винтов позволяли направлять аппарат вверх, вниз, вправо и влево. Трос толщиной с мое запястье соединял аппарат с 250-килограммовым грузом электроники. Энергопитание и все сигналы аппарату передавались с судна по длинному кабелю, а взамен поступала видеосъемка в реальном времени. Для человека там места не оставалось, и вся команда должна была находиться на борту «Пеликана».
Четыре человека в желтых касках повисли на тросах, закрепленных на каждом из углов батискафа, и, словно укротители, пытались удержать его на месте, пока сам аппарат качался над палубой. Наконец батискаф перемахнул через борт и завис в ожидании. Будь он и в самом деле диким животным, то, зная, что его ждет, стал бы рваться с привязи, желая вернуться туда, где чувствовал себя свободным. Затем стрела крана качнулась и стала опускать аппарат на воду. Коснувшись поверхности, он удовлетворенно вздохнул роем пузырьков и, покачиваясь на волнах, немного отдалился от судна. Сверху мне было прекрасно видно, как включилась лебедка и стала стравливать трос, погружая высокотехнологичное оборудование стоимостью в миллионы долларов в морскую пучину.
Мониторы, расположенные по всему судну, транслировали видео с борта батискафа и цифры, по которым отслеживалось его продвижение: сначала сквозь бурлящую голубую стихию с золотистыми вкраплениями саргассовых водорослей, затем по зеленой воде, темнеющей по мере того, как счетчик отображал неуклонное снижение, пока фары аппарата не высветили вечный мрак.
Чтобы достичь дна, то есть пройти немногим более двух тысяч метров, батискафу потребовался час. По пути промелькнули любопытные фрагменты глубоководной жизни (разнообразные медузы и кальмары), однако операторы подводного аппарата не получали указаний приостановить погружение для наблюдений. Первое животное, которое мне удалось разглядеть, плавало у самого дна. Это было полупрозрачное создание алого цвета, которое иногда называют «безголовым куриным монстром», потому что оно по форме напоминает ощипанную тушку цыпленка из супермаркета, которую оживили и пустили в свободное плаванье[1]. Этот морской огурец, или, по-научному, энипниаст, иногда плавает, что необычно для семейства голотурий. В отличие от своих более медлительных сородичей, предпочитающих просто лежать на дне, он время от времени приходит в движение и грациозно парит над морским дном, извиваясь всем телом, складки которого напоминают юбку с оборками танцовщицы фламенко. Проплыв по течению, энипниаст вернется на дно, по которому продолжит свою тяжеловесную поступь в поисках пищи. Такие всплески движения можно объяснить как попытку побега. Вероятно, он просто испугался батискафа, а может быть, отправился на поиски упавшей сверху пищи. На большой глубине, где еда в дефиците, чем больше способов отыскивать пропитание, тем лучше. И, как многие глубоководные обитатели, энипниасты развили способность светиться в темноте. Если его потревожить, морской огурец сбрасывает внешний слой своей светящейся кожи, создавая сияющий призрак самого себя (вероятно, чтобы сбить с толку нарушителя спокойствия), а сам в это время удирает. Но из-за слепящих лучей батискафа нам не удалось зафиксировать это явление. К тому же наблюдение за морскими огурцами не входило в наши планы.
В течение следующих двенадцати часов ученые на борту «Пеликана» по очереди, группами по двое-трое, заступали на дежурство в рубке управления батискафом – большом металлическом ящике, стоящем на палубе, – решая свои научные задачи. Все это время через экраны мониторов мы наблюдали за сценами, происходящими на глубине более двух километров, и каждый из нас становился удаленным исследователем глубин.
* * *Моря и океаны всегда сильно влияли на жизнь человека, но до сих пор наибольшее значение имели их поверхность и прибрежные районы. Люди приходили на побережье, чтобы поселиться на границе между сушей и морем; они бороздили морские просторы в поисках пищи и отдаленных земель, посылали армии для их захвата, дабы сделать своими колониями и привезти домой экзотические сокровища. И в наши дни большое количество пищи поступает с мелководья, с поверхностных вод, а затем распространяется транспортными путями по суше. В экономике многих стран дары моря стали доминирующими.
Но теперь наконец пришло время, когда тесные связи человечества с океаном становятся все глубже.
Без сомнения, для исследований океанской бездны настала золотая эра. Имея в распоряжении новейший научный инструментарий, и прежде всего глубоководные аппараты, ученые открывают обширные неизведанные миры, о которых даже не подозревали. Еще недавно считалось, что жизни на таких глубинах нет, но оказалось, что они являются домом для бесчисленных и самых невообразимых форм жизни. Это царство желеобразных существ, таких хрупких, что они распадаются от прикосновения и просачиваются сквозь пальцы при попытке взять их в руки. В то же время колоссальное давление, которое способно разрушить каждую клетку вашего тела, не причиняет этим существам никакого вреда. Здесь живут миллиарды и триллионы мелких светящихся рыбок, которые постоянно снуют стайками то вверх, то вниз. Здесь сокрыты целые экосистемы, отрезанные от остального мира непроницаемой тьмой, жизнь которых зиждется на химической энергии микроорганизмов, здесь обитают черви длиной более двух с половиной метров, танцуют крабы, а улитки выращивают доспехи, не уступающие металлической броне.
Исследования глубин заставляют по-иному взглянуть на само понятие жизни, эти наблюдения меняют привычные представления о том, что возможно, а что нет. Не исключено, что именно здесь зародилась жизнь и именно здесь она развивалась и усложнялась, а затем заселила все более мелкие и сухие части планеты. Но это еще не все. Чем дольше ученые всматриваются в океанские глубины, тем больше понимают, какое огромное значение они имеют. Влияние морских пучин простирается далеко за их пределы: они поддерживают атмосферный и климатический баланс, накапливая и выделяя жизненно важные вещества, воздействующие на все процессы, без которых жизнь на Земле стала бы невыносимой или попросту невозможной. Все существа на планете зависят от них.
В то время как океанологи делают свои громкие открытия, растет потребность человечества в постижении того, что происходит в океанских глубинах. То, что когда-то считалось эталонным образцом нетронутой дикой природы, все больше испытывает на себе влияние и негативные последствия жизнедеятельности человека, который постоянно наращивает свои потребности, властвуя на планете. Все большее число людей начинает интересоваться глубоководными тайнами. Некоторые задаются вопросом: решат ли эти исследования проблемы, стоящие сегодня перед человечеством? Смогут ли океанские глубины накормить нас, излечить от болезней, спасут ли от климатического кризиса?
Других больше интересует, могут ли океанские глубины обогатить их. Там, внизу, находятся вещества и животные, добыча которых до недавних пор считалась слишком дорогостоящей затеей, но ситуация стремительно меняется. По мере того как рыбные запасы морского мелководья постепенно исчерпываются, рыболовецкие флотилии год за годом внедряются все дальше вглубь, истощая популяции медленно растущих и долгоживущих рыб. Планируется также разработка полезных ископаемых морского дна. Эта новая отрасль грозит уничтожением хрупким глубоководным экосистемам и тем самым может нанести экологии планеты невосполнимый урон. И все это ради добычи металлических руд, используемых в электронных устройствах, от которых все сильнее зависит современное общество.
Так или иначе, будущее океана связано с тем, что станет с его глубоководными частями. Его определит наш выбор и решения, которые принимаются сейчас. Если промышленники и могущественные государства добьются реализации своих планов по разработке морских глубин, нас ожидает довольно мрачная перспектива скорого опустошения глубоководных районов, которые, по иронии судьбы, станут такими безжизненными, какими люди их раньше и представляли.
Исторически сложилось так, что исследования Земли всегда сопровождались освоением ее ресурсов, и мало кого заботили возможные последствия. Открываются и исследуются новые регионы, изучаются территории, содержащие ресурсы, которые будут извлечены и в конечном счете истощены: нефть и иные полезные ископаемые, лес и рыба, киты и морские выдры, слоны ради их бивней и тигры ради их костей.
Но всему этому есть альтернатива.
Сейчас появилась возможность установить иные отношения с живой планетой. У нас есть шанс отказаться от некоторых на самом деле ненужных вещей ради сохранения уникальных и жизненно важных мест – таких как океанские глубины.
Часть первая
Погружение
Добро пожаловать в морскую бездну!
Если взглянуть на Землю из космоса, она выглядит как планета, состоящая из воды. Семь десятых ее поверхности покрыто тем, что мы называем голубым океаном. Голубой солнечный свет проникает сквозь морскую воду, а все остальные цвета спектра остаются на мелководье, где их поглощают вибрирующие молекулы H2O. Именно устойчивость к поглощению более коротких волн света, до 450 нанометров, придает нашей планете особый голубой оттенок. Но даже эти фотоны-ныряльщики не в силах проникнуть на глубину. Ниже двухсот метров, что примерно равно длине типичного чикагского квартала, от голубой части спектра остается лишь слабый тусклый свет. Начиная от этой отметки физические условия меняются, и формы жизни на дне океана значительно отличаются от тех, что царят на мелководье и у поверхности воды. Здесь официально начинаются большие глубины.
Средняя глубина океанов на Земле составляет около 3800 метров, что в десять раз больше высоты Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке. Через километровую толщу воды солнечные лучи не проникают вообще. Это значит, что огромная часть планеты не получает солнечного света. Царство ночи в нашем мире гораздо обширнее, чем царство дня, но большинство из нас не видит эти темные области и то, что в них происходит. Я часто слышу мнение, что о Луне мы знаем больше, чем об океанских глубинах, и в этом есть доля истины. Вся лунная поверхность нанесена на карту с разрешением в семь метров, в то время как на подробнейшей карте глубоководных частей Мирового океана можно увидеть объекты размером не менее 4800 метров в поперечнике. Но астрономическое сравнение некорректно прежде всего из-за огромной разницы в размерах лунной поверхности и абиссальных земных зон. Если бы поверхность Луны можно было разложить на дне глубоких частей океана, она уместилась бы на них почти десять раз. И хотя Луна от нас гораздо дальше, чем морские глубины, наносить ее части на карту гораздо легче, так как лунная поверхность абсолютно сухая – ни океанов, ни озер. В ясную ночь при помощи телескопа любой может получить представление о том, как выглядит повернутая к нам сторона Луны (доступ к обратной стороне затруднителен). А вот океанское дно таким образом разглядеть не получится. Если бы не толща воды – голубая сверху, черная снизу, – Земля из космоса выглядела бы совсем по-другому. Мы бы увидели захватывающую топографию глубоководного дна, поражающую своим сложным рельефом. Очевидно, перед нами предстала бы драматичная картина, рассказывающая о том, что планета была взорвана, а затем довольно грубо слеплена вновь. Гигантские зазубренные шрамы на морском дне указывают на самую длинную в мире грандиознейшую горную цепь. Она состоит из геологических образований, известных как срединно-океанические хребты, которые простираются на 55 тысяч километров. Их подводные пики достигают трех километров в высоту и местами почти 1600 километров в ширину. Отдельные части этой горной цепи названы по своему географическому расположению. Срединно-Атлантический хребет делит Атлантику пополам на северную и южную части – от Гренландии на юг до Антарктиды; Индийский океан пересекают Юго-Западный, Центральный и Юго-Восточный Индийские хребты; далее горный хребет продолжается как Тихоокеанско-Антарктический, огибая юг Австралии и Новой Зеландии; затем поворачивает на север, когда Восточная часть Тихого океана поднимается к Калифорнии в виде Восточно-Тихоокеанского поднятия. К великой горной цепи присоединяются и другие сегменты: Аденский хребет, расположенный между Сомали и Аравийским полуостровом; Западно-Чилийский хребет, простирающийся вдоль юго-восточной части Тихого океана – от материкового склона Южной Америки к Восточно-Тихоокеанскому поднятию; 500-километровый хребет Хуан-де-Фука проходит у тихоокеанского побережья Северной Америки – между Орегоном и островом Ванкувер. Все эти хребты формируются по краям семи крупных и множества мелких тектонических плит – гигантских кусков пазла твердого внешнего слоя Земли, или земной коры, скользящих по вязкому слою мантии. Когда подводные тектонические плиты расходятся, из глубин мантии вырывается лава, она выталкивает срединно-океанические пики и тем самым формирует новые участки морского дна, которые, расширяясь по сторонам, образуют базальтовую океаническую кору толщиной от пяти до десяти километров.
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.
