Мэтры глубин. Человек познаёт глубины Океана. От парусно-парового корвета «Челленджер» до глубоководных обитаемых аппаратов
Шрифт:
Еще при жизни Э. Форбса норвежский профессор Михаэль Саре (1805–1869) в 1850 году опубликовал список из 19 видов животных, обитавших в норвежских фьордах на глубинах более 550 метров. Эту работу продолжил его сын Георг Оссиан Саре (1837–1937), правительственный рыбный инспектор, выяснивший в 1864 году, что у берегов Норвегии на глубинах 360–550 метров обитает 92 вида животных. Его список в 1868 году насчитывал уже 427 видов – не так мало для края «пропасти, где жизнь исчезает». Среди поднятых видов многие не были известны науке и не имели корректных латинских названий, которые со времен публикации Карлом Линнеем (1707–1778) десятого издания его сочинения «Система Натура» (1758) состояли из двух слов – родового и видового названий. Обращало на себя внимание элегантное иглокожее животное морская лилия, описанная Сарсом-отцом как Ризокринус лофотенсис (современное родовое название – конокринус).
Нахождение ризокринуса вызвало сенсацию среди зоологов,
В 1851 года со второй попытки был уложен кабель на дно Ла-Манша и установлена телеграфная связь между Англией и Европой. Вскоре телеграф связал Англию с Ирландией, Данией и Швецией, Корсику – с материком, Сардинию – с Африкой, Нью-Йорк – с Ньюфаундлендом. Реальной становилась связь Старого и Нового Света – прокладка кабеля поперек Атлантики между Ньюфаундлендом и Ирландией. Но сначала следовало составить хотя бы приблизительную карту глубин северной части Атлантического океана, чтобы рассчитать длину кабеля.
Эту задачу решали английские и американские моряки. В 1842 году Хранилище карт и инструментов флота США возглавил Мэтью Фонтэн Мори (1806–1873). За шесть лет до этого он опубликовал «Новый теоретический трактат о навигации» – книгу, которая стала настольной у молодых штурманов, затем – «Карты ветров и течений», благодаря которым стало возможным достигать самых отдаленных уголков Мирового океана намного быстрее, чем прежде. В 1855 году он публикует книгу «Физическая география моря», принесшую ему мировое признание: в одной только Англии она выдержала 19 изданий, в США – девять, ее перевели на многие европейские языки и сделали учебником в военно-морских училищах.
М.Ф. Мори понимал, что к исследованиям, проводимым на поверхности океана, следует добавить промеры глубин и изучение нижних слоев воды. Вместе с тем для него было очевидно несовершенство методов этих измерений, которые практически не изменились за последнюю сотню лет, и, кроме того, они требовали много времени и не оставляли уверенности в том, что груз на конце каната достиг дна. М.Ф. Мори в 1852 году предложил заняться усовершенствованием метода измерения морских глубин слушателю второго курса Военно-морской академии мичману Джону Бруку. Через несколько дней Дж. Брук уже обсуждал с М.Ф. Мори план устройства, которое впоследствии стали называть лотом Брука. Примерно 18 километров тонкого каната (10000 морских саженей), размеченного через каждые 182 метра (100 саженей) красной маркой, следовало уложить на барабаны, а в качестве груза использовать пушечное ядро весом 15–29 килограммов. Ядро крепилось на специальном штоке, с которого соскальзывало при ударе о грунт, что при измерениях служило гарантией достижения грузом дна. На конце штока имелась маленькая чашечка, заполнявшаяся мылом или воском, к которым должны были прилипнуть частицы, слагающие морское дно. Обратная выборка каната проводилась при помощи небольшого механического устройства.
Э. Форбс.
Измерение глубины Дж. К. Россом в 1840
Новый глубомер установили на судне Береговой службы США «Дельфин», провели серию измерений, причем чашечка на конце штока регулярно приносила мягкую желто-коричневую глину, которую сначала хотели выбросить за борт, но затем упаковали и к каждой такой «пробе» прикрепили ярлык («этикетку»), на котором указали координаты и глубину замера. На самого М.Ф. Мори эти образцы не произвели никакого впечатления и были переданы профессору Военной академии США в Уэст-Пойнте Д.В. Бейли (1811–1857), большому мастеру исследований при помощи микроскопа. Профессор пришел к выводу, что поднятый грунт состоит из раковин одноклеточных организмов фораминифер. М.Ф. Мори не согласился с этим: он, как и многие его современники, полагал, что огромное давление делает невозможной жизнь на глубине, а среди исследованных проб были и пробы с 4000 метров. Материал переслали в Германию К.Г. Эренбергу (1795–1876), который подтвердил, что в пробах содержатся фораминиферы, и не обитающие в толще воды (пелагические), а донные (бентические). К такому же выводу в Англии пришел Т.Г. Гекели (1825–1895), соратник Ч. Дарвина, изучая пробы, собранные с судна «Сайклопс» в северной Атлантике в 1857 году. Через три года английское судно «Бульдог» подняло в той же части Атлантики с глубины 2300 метров на промерном канате 13 экземпляров иглокожих животных – офиур: вероятно, при измерении глубины канат перетравили, т. е. спустили его с грузом слишком много, и не уловили момент касания дна, так что канат лег на грунт, где офиуры к нему и прикрепились. Так подготовительные работы по прокладке трансатлантического кабеля помогли становлению геоморфологии и глубоководной биологии.
Уже в первом издании своей «Физической географии моря» М.Ф. Мори опубликовал «батиметрическую» карту северной Атлантики, на которой рельеф морского дна изображен при помощи изобат – линий, соединяющих точки с одинаковыми значениями глубин. В восьмом издании в 1861 году М.Ф. Мори опубликовал новую версию этой карты – от 52° с. ш. до 10° ю. ш. Уже в первой версии карты впервые была показана непрерывная, обширная, более мелководная зона, идущая на север и юго-запад от Азорских островов и разделяющая северную Атлантику на две части – западную и восточную. Впрочем, южнее 20° с. ш. эта зона прослежена не была. В версии 1861 года зона, идущая вдоль 50° с. ш., названа Телеграфным плато, а вся целиком более мелководная зона, от 52° с. ш. до 20° с. ш., Срединной Землей. Это были первые штрихи к картированию грандиозной системы срединно-океанических хребтов протяженностью в десятки тысяч километров, которая была закончена только в конце 1950-х годов, почти через 100 лет после первых опытов М.Ф. Мори, человека, на надгробии которого написано: «…следопыт моря, гений, который первым вырвал у океана и атмосферы тайны моря».
С 1857 по 1866 год предпринято пять попыток проложить телеграфный кабель через Атлантику. Все они состоялись благодаря энергии сына американского пастора Сайруса Филда, который не был ни моряком, ни инженером. Первые три попытки предприняли самый крупный военный корабль Англии «Агамемнон», флагманское судно английского флота под Севастополем, и «Ниагара», крупнейший фрегат США водоизмещением 5000 тонн. Их сменил «Грейт Истерн», четырехтрубный пароход водоизмещением 22000 тонн, способный принять весь огромный груз кабеля, вторая экспедиция на этом судне увенчалась успехом. У Стефана Цвейга среди восьми исторических миниатюр «Звездные часы человечества» есть одна, посвященная этому событию, – «Первое слово из-за океана». Она оканчивается следующими словами: «Вчерашнее чудо стало нынешней действительностью, и с этого момента пульс времени забился одновременно по всей земле. Все страны и народы одновременно слышат, и видят, и понимают друг друга во всех концах земли, и человечество стало божественно вездесущим благодаря своим собственным творческим силам. Победа над временем и пространством навеки объединила людей…»
В 1860 году с глубины 2000–2800 метров в Средиземном море подняли для ремонта кабель, соединявший Сардинию с северной Африкой, и обнаружили на нем моллюсков и кораллы. Собранная коллекция была столь значительной и необычной, что французский зоолог Альфонс Милн-Эдвардс (1835–1900) посвятил ей специальную публикацию (1861). Накапливалось всё больше и больше фактов, опровергавших «азойную теорию» Э. Форбса, назревала необходимость в специализированных экспедициях по изучению фауны на глубинах более 550 метров, и в июне 1868 года Королевское общество Англии обратилось в Адмиралтейство с просьбой выделить военный пароход «Лайтнинг» для драгировок между Фарерскими и Гебридскими островами с выходом в Атлантический океан западнее 10° з. д. Просьба была удовлетворена, и в августе Ч.В. Томсон, В.Б. Карпентер и его сын вышли в море. Погода не баловала экспедицию. Деревянному судну уже исполнилось 45 лет, и в 1854–1855 годах оно успело повоевать на Балтике против России, но капитан В.Г. Мэй старался содержать его в рабочем состоянии.
До середины сентября провели работы на 17 станциях (геологические исследования и драгировки), из них на четырех – с глубинами 900-1190 метров, и обнаружили массу губок и иглокожих, в том числе морскую лилию ризокринус. Многие виды были новыми для науки, и Ч.В. Томсон считал, что они имеют кайнозойский или даже мезозойский возраст. Температура воды на глубине к северо-востоку от линии между Фарерскими и Шетландскими островами оказалась очень низкой (от 0 до 0,5 °C), тогда как к юго-западу от этой линии, в открытой Атлантике, вода была гораздо теплее (от 4,5 до 8,5 °C). Как гидрологические, так и зоологические результаты экспедиции были столь значительны, что дали импульс организации еще одной экспедиции.