Полная версия
Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям
Считается, что миллиард лет назад огромный океан под названием Мировия окружал суперконтинент Родиния. Континенты разделялись, затем снова соединялись.
Старейшим, самым обширным и глубоким является Тихий океан, его возраст – не менее 250 миллионов лет; затем образовались Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Наконец, 30 миллионов лет назад Антарктика отделилась от Южной Америки, и воды Южного океана начали свое кружение по часовой стрелке вокруг Южного полюса планеты.
* * *Зоны глубоководного морского дна, абиссальных равнин и подводных гор, каньонов и желобов, а также вся толща воды над ними образуют самое обширное на планете единое пространство, наполненное жизнью. Более 95 % земной биосферы – среды обитания живых организмов – это глубокие участки океана. Весь этот колоссальный объем, находящийся под голубой поверхностью океанских вод, превосходит все остальное жизненное пространство, то есть леса и луга, реки и озера, горы, пустыни и прибрежное мелководье.
Если выйти в открытое море и бросить за борт стеклянный шарик, в течение первых шести-семи минут он будет падать сквозь верхний слой воды, в который еще проникают лучи солнца. Его называют эпипелагической, или эвфотической, зоной обитания. Это участок, освещаемый солнцем, – самая изученная часть океана, где обитает большинство известных видов, и именно здесь происходит океанический фотосинтез. «Ловцы солнца» здесь встречаются как в форме крупных водорослей, так и в виде микроскопических одноклеточных существ, называемых в совокупности фитопланктоном[4], которые поглощают углекислый газ, превращая его в пищу практически для всех остальных представителей океана. По мере погружения шарика свет тускнеет, пока на глубине около двухсот метров не становится совсем слабым, еще позволяющим что-то разглядеть, но исключающим процесс фотосинтеза, поэтому фитопланктон не рискует опускаться на такую глубину (по крайней мере, пока жив). Здесь наш стеклянный шарик входит в глубоководную зону. Ниже, одна над другой, как слои цветного желе в высоком стакане, располагаются горизонтальные зоны. На глубине 200 метров начинается сумеречная зона, также известная как мезопелагическая. Чтобы миновать эту толщу воды цвета индиго, шарику понадобится почти полчаса, пока на глубине 1 километра он не войдет в царство вечного мрака, или батипелагическую зону. На такой глубине температура воды, понижавшаяся все это время, начинает стабилизироваться. Вплоть до сего момента шарик проходил через зоны термоклина, где вода стремительно холодела, – от прогретой солнцем поверхности до темных глубин. В батипелагической зоне почти по всей планете температура воды остается равной примерно 3,9 градуса Цельсия[5]. Через полтора часа шарик выйдет из зоны вечного мрака и достигнет нового глубинного горизонта, простирающегося на глубине приблизительно от 4 до 6 километров. Эта часть океана сегодня официально известна как бездна[6].
На протяжении всего пути стеклянный шарик будет встречать разнообразных животных. Его гладкая поверхность будет отражать вспышки света – не от солнца, а от многочисленных морских обитателей, таких как светящиеся черви и рыба-удильщик, которые станут недоумевать, что это за существо мигает им в ответ. Какая-нибудь крошечная креветка оседлает его и немного прокатится, желая поживиться прилипшими к нему частичками органики. В открытых водах зоны вечного мрака шарик может попасть под удар хвоста кашалота, гонящегося за кальмаром, отскочить от отвесных скалистых стен каньона или приземлиться на мягкое дно абиссальной равнины, возможно, рядом со стаей морских огурцов, похожих на маленьких розовых поросят, правда, со множеством ножек. На спинах некоторых из них будут сидеть красные колючие крабы, потому что им больше негде спрятаться. Шарик может упасть на склон подводной горы и затеряться в дремучем лесу неподвижных животных, которые жили там веками, или же опуститься рядом с обжигающе горячим источником, бьющим из расщелин срединно-океанического хребта, а может оказаться среди скоплений гигантских моллюсков и огромных червей с алыми перьями.
А если ваш бросок окажется достаточно метким, шарик погрузится в глубоководный желоб и достигнет «зоны Аида» – самого глубокого океанического слоя. Но даже там он окажется среди местных обитателей – призрачных белых рыб. В конце концов, спустя шесть часов после того, как вы бросили его в океан, стеклянный шарик окажется на самом дне – на глубине одиннадцати километров, где привлечет рой голодных ракообразных, жаждущих проглотить его.
Разумеется, ученые еще далеки от того, чтобы подсчитать число всех глубоководных видов, учитывая обширность зон их обитания. Систематические исследования выявили лишь жалкие крохи, и основную массу видов еще предстоит познать. В 1984 году американские ученые Фред Грассл и Нэнси Масьолек при помощи коробчатого пробоотборника – инструмента, напоминающего огромную форму для печенья, – взяли пробы ила на глубине от полутора до двух с половиной километров у берегов Нью-Джерси и Делавэра. Тщательно просеяв ил, они извлекли из него всех живых существ, вплоть до самых мелких: червей, ракообразных, морских звезд, голотурий, моллюсков и улиток, идентифицировав 798 видов, более половины из которых были неизвестны науке. Основываясь на среднем значении – три новых вида на квадратную милю морского дна, Грассл и Масьолек подсчитали, что на абиссальных равнинах планеты могут обитать до тридцати миллионов видов. Вместе с тем ученые признали, что плотность видов в некоторых глубоководных областях может быть ниже, поэтому снизили свою оценку до более скромных десяти миллионов видов на квадратную милю.
Более тридцати пяти лет после научного прорыва Грассла и Масьолек ученые не прекращают попыток расширить свои знания о формах жизни в океанской бездне. В 2019 году команда из семнадцати ведущих ученых опубликовала итоги трехлетнего исследования глубоководного района Тихого океана размером больше, чем штат Калифорния. Поиски включали сотни часов погружений с использованием глубоководных аппаратов с дистанционным управлением. Исследователям удалось сфотографировать 347 000 животных, из которых только каждое пятое относилось к известному науке виду. Некоторые оказались очень мелкими, а фотографии слишком размытыми, чтобы их идентифицировать, но большинство из обнаруженных живых существ никто раньше не видел.
Морская бездна поражает разнообразием форм жизни, соперничая с мелководьем и известными обитателями морей, а возможно, и суши!
Начиная с 2012 года составляется каталог глубоководных обитателей – Всемирный реестр глубоководных морских видов. Работа по сбору данных еще далека от завершения, поскольку он постоянно дополняется. К 2020 году в реестре насчитывалось 26 363 вида. Все эти и многие другие организмы выработали способы выживания и процветания в экстремальных условиях морских глубин, что до относительно недавнего времени считалось невозможным.
* * *Долгое время люди считали, что в морской бездне живут только монстры, демоны и божества. Создатели подобных мифов помещали этих могущественных существ подальше от любопытных глаз. Порой тоскующим по дому и зачастую страдающим галлюцинациями морякам мерещились всевозможные морские чудовища, и это способствовало тому, что люди продолжали верить в их реальность.
Кракен, Левиафан, Тритон и Посейдон делят океан с десятками других известных монстров и богов, выпущенных на волю и поставленных во главе водного царства благодаря мифотворчеству народов мира. Японский Умибодзу, или «морской монах», имеющий человекообразный вид, угольно-черную кожу и иногда щупальца, обрушивает на море гигантские шторма. В кельтском фольклоре – в гэльских мифах – морем повелевает змей Кейран, а в исландских сагах – гигантское морское чудовище Хафгуфа маскируется под острова. Тангароа – морской бог маори, породивший множество морских существ. У древней финской морской богини Велламо было много дочерей, воплощенных в волнах, которые разводили скот и выращивали урожай на морском дне. Тиамат – древняя вавилонская богиня моря, ее часто изображали в виде морского змея. В норвежской мифологии Йормунгандр, также известный как Змей Мидгарда, был брошен в море богом Одином и вырос настолько большим, что опоясал Землю и укусил себя за хвост. Считается, что, когда Йормунгандр отпустит свой хвост, начнется грандиозная битва Рагнарек.
Несмотря на то что все эти воображаемые существа имеют отношение к морской тематике, далеко не каждая легенда или миф о морской пучине связаны с океанскими глубинами. Английское слово abyss (бездна) имеет много значений и происходит либо от латинского abyssus (бездонная яма), либо от греческого ἄβυσσος (огромная глубина). Понятие «бездна» относится к представлению древних о первозданном хаосе, из которого были созданы Земля и небеса, а также ассоциируется с бездонной пропастью и адом, о которых говорит ветхозаветный ангел бездны и о которых Джон Мильтон в 1667 году написал в своей поэме «Потерянный рай»:
Творец Всевластный не велитИм новые миры образовать;У этой бездны осторожный Враг,С порога Ада созерцая даль,Обмысливал свой предстоящий путь:Ведь не пролив же узкий переплытьЕму придется [7]!Бездна – это нечто безграничное, непостижимое и неизмеримое. Как писал немецкий философ семнадцатого столетия Якоб Беме в сочинении «О рождении и значении всего сущего», или «Значение всех вещей»: «Это око вечности, которое ни в чем не стоит и ни во что не смотрит, ибо оно бездна»[8]. Множество авторов отправляли своих героев на край бездны, чтобы те, буквально или в переносном смысле, заглянули или прыгнули туда, откуда они не надеются вернуться. В романе Джейн Баркер «Лоскутная ширма для дам» (1723 год) есть такие стихотворные строки:
Возьмем хотя бы сумасбродства всех людей,Рассмотрим их – иль в общей массе, или врознь —Там бездна, и разум утопает в ней[9].Метафора бездны, безусловно, прекрасно подходит для описания морских глубин. Бездонный океан вообразить нетрудно, многие представляют его как нечто необъятное и непостижимое, и если что-нибудь бросить в него, этот предмет сгинет навсегда. Но только в середине девятнадцатого века самые глубокие места океана стали официально называться бездной. Именно тогда моряки и ученые начали измерять его глубину. То было первое поколение глубоководных исследователей, взявших на себя нелегкий труд по травлению свинцовых грузил через борт корабля до тех пор, пока те не достигнут дна.
Эдвард Форбс, молодой британский натуралист, не только популяризовал само понятие морской бездны, но и изгнал из нее чудищ и немало другой живности. В 1841 году он отправился исследовать глубины Эгейского и Средиземного морей между Грецией и Турцией, чтобы понять, какие силы влияют на глубоководную жизнь. Полтора года, в течение которых судно Королевского военно-морского флота «Маяк» (Beacon) бороздило морской простор, Форбс извлекал животных с глубины до 230 саженей[10], или 420 метров.
Тянуть сети по дну и затем поднимать их на борт, используя лишь силу ветра и нечеловеские усилия рабочих, было сложнейшей задачей. Форбсу удалось собрать большую коллекцию подводных обитателей. Используя каюту капитана отчасти как музей, отчасти как лабораторию, он препарировал найденные образцы, консервировал их и зарисовывал. Его интерес заключался не только в выявлении различных видов животных, но и в тщательном изучении мест их обитания. Сорока годами ранее немецкий натуралист Александр фон Гумбольдт сформулировал теорию зон жизни на суше. Он заметил, что растения на склонах гор совершенно иные, чем в лесах на уровне моря, и чем дальше от экватора, тем скуднее растительность. Форбс искал эквивалентные этой теории вертикальные модели, простирающиеся от поверхности вод вглубь моря.
В ходе своей работы он открыл многие существенные аспекты экологии морской жизни. Он показал, что найденные им виды животных связаны с типом дна – илистого, песчаного или каменистого, и некоторые из них обитают только в определенных местах. Принципиально важным стало его открытие относительно того, что жизнь беднеет с увеличением глубины: чем глубже он заглядывал, тем меньше животных находил.
Форбс довел свои исследования в Эгейском море до логического конца, дойдя до той точки, где, как он предположил, вообще нет жизни. И в 1843 году ученый вывел общее правило, согласно которому на глубине ниже 300 морских саженей, или 550 метров, нет ничего живого. Он провел линию недалеко от верхней границы сумеречной зоны и объявил ее пределом жизни на планете.
Поскольку в свое время Форбс пользовался большим научным авторитетом, его идеи были сразу подхвачены. Проживи ученый дольше, он вполне мог бы сделать множество новых научных открытий о морских глубинах. В 1852 году он первым применил термин «бездна» по отношению к глубоководным участкам океана, отведя ей зону ниже 180 метров. Но два года спустя, в возрасте тридцати девяти лет, исследователь скончался, так и не дописав свою книгу «Естественная история европейских морей». Его друг Роберт Годвин-Остин завершил этот труд, включив в него идею Форбса о безжизненных глубинах:
«По мере того как мы опускаемся все глубже и глубже в эту область океана, его обитатели принимают все более причудливые формы, их становится все меньше и меньше, что указывает на то, что мы приближаемся к бездне, где жизнь либо совсем угасает, либо демонстрирует лишь некоторые проблески, свидетельствующие о ее затянувшемся присутствии».
Эта идея, получившая известность как азойская гипотеза, стала популярной отчасти потому, что Форбс располагал данными, подтверждающими его вывод об отсутствии жизни на больших глубинах. Он считал, что вряд ли что-либо способно выжить в темной, холодной, смертельной бездне. Но он ошибался. Во-первых, его глубоководное оборудование было далеко не идеальным. Форбс использовал устройство, по сути представлявшее собой холщовый мешок с маленькими дырочками. Когда ученый с командой судна «Маяк» тащил этот мешок по дну, он быстро заполнялся илом, и дырочки забивались. Поэтому в распоряжении Форбса было всего несколько мгновений, чтобы поймать какое-либо животное, пока не забились отверстия в мешке.
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.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
Примечания
1
На самом деле часть тела, напоминающая обрубок, на котором раньше находилась голова курицы, является ротовым отверстием розового морского огурца, окруженным кольцом из коротких щупалец.
2
В Карибском бассейне также имеется желоб Кайман, или Кайманова впадина, образовавшаяся не в зоне субдукции, а в результате разлома Срединно-Кайманового центра спрединга.
3
Я говорю «океаны», но на самом деле на Земле всегда существовала лишь общая взаимосвязанная масса воды. В этой книге я буду то и дело оперировать понятиями «море», «океан», «океаны». Если я не даю конкретного названия, например Тихий или Атлантический, следует считать, что имеется в виду Мировой океан – то есть вся земная соленая вода, каковым он по сути и является.
4
Фитопланктон, который когда-то считали растениями и до сих пор в различных источниках называют водорослями, на самом деле представляет собой пеструю коллекцию организмов из разных надцарств и типов, расположенных на древе жизни, включая такие формы жизни, как диатомовые водоросли, кокколитофориды, динофлагелляты и цианобактерии.
