Мэтры глубин. Человек познаёт глубины Океана. От парусно-парового корвета «Челленджер» до глубоководных обитаемых аппаратов
Шрифт:
И снова Королевское общество начало переговоры с секретарем Адмиралтейства, и снова судно предоставили. На этот раз это был «Покьюпайн», деревянный двухтрубный пароход 1844 года постройки, сопровождавший в 1858 году «Агамемнон» и «Ниагару» при прокладке трансатлантического телеграфного кабеля и позже использовавшийся на кабельных работах. В 1862 году на этом судне открыли западнее Ирландии мелководную банку (154 метра), которой дали имя парохода, и здесь же провели несколько драгировок. С середины мая до середины сентября «Покьюпайну» предписывалось в трех районах северо-восточной Атлантики (западнее Исландии, юго-западнее Исландии и в Фареро-Шетландском районе) провести следующие исследования: измерение температуры на глубине; измерение солености морской воды и концентрации содержащихся в ней газов и органического вещества; определение затухания света на глубине. Драгировать предписывалось «глубоко, как только возможно». По задачам, организации, техническому уровню парка приборов и по квалификации научного состава экспедицию на «Покьюпайне» 1869 года следует
Драгирование проводилось через деррик (грузовая стрела) длиной 11 метров и диаметром 23 сантиметра, укрепленный через двухшкивовые тали оттяжками. К концу стрелы был подвешен блок диаметром 38 сантиметров, и через него пропускался драгировочный канат диаметром 2 сантиметра, к концу которого крепилась драга. Драгировочный блок имел оттяжку с амортизатором (его называли аккумулятором), сделанным из резиновых лент в виде цилиндра с конусами по концам, принимавшим на себя нагрузку при зацепах драги за дно. Километры драгировочного каната, который предстояло вытравить (спустить за борт), были скойланы (свернуты кольцами) на специальных шпильках, изготовленных из полос железа с закругленными деревянными наконечниками и прикрепленных к фальшборту (ограждение палубы, выполняемое как продолжение борта). Кстати сказать, от таких шпилек (на «Покьюпайне» шпильку называли «тетей Салли») отказались через восемь лет, когда при проведении глубоководных работ растительные канаты заменили ваерами – более тонкими тросами из стальной проволоки, укладывавшимися на барабаны.
Для экспедиции изготовили крупные и тяжелые драги, и капитан Э.К. Калвер прикрепил к ним длинные пучки хлопчатобумажной пряжи, из которой на судне изготовлялись швабры для мытья палубы: в таких пучках пряжи запутывались губки, гидроиды и иглокожие. Выборку каната после драгирования проводили с помощью двухцилиндрового вспомогательного двигателя, так что вскоре «тети Салли» вновь заполнялись намокшим канатом, который укладывался вручную. В час нужно было уложить примерно 1100 метров каната. Во время очередной такой выборки каната над бортом показалась драга, и оказалось, что петля каната захлестнулась вокруг мешка драги, но, тем не менее, драга принесла 150 килограммов «атлантического ила». С помощью джиггера (хват-талей), укрепленного на грузовой стреле ниже драгировочного блока, драгу затянули на палубу. Ил промыли на ситах, размер ячеи самого мелкого из которых составлял 0,8 миллиметра. В улове с глубины более 4000 м оказались прекрасный лопатоногий моллюск денталиум, ракообразные, несколько аннелид и гиферей, замечательная неизвестная морская лилия со стеблем длиной 10 сантиметров, несколько морских звезд, два гидроида и много фораминифер. Ч.В. Томсон был счастлив.
С июля по октябрь 1870 года «Покьюпайн» под командой Э.К. Калвера вновь работал в научной экспедиции. На этот раз первые станции выполнили западнее входа в Ла-Манш, спустились вдоль 10° з. д. до северо-западной Испании и шли с работами вплоть до Гибралтарского пролива. Работы продолжили в Средиземном море, перемещаясь вдоль североафриканского побережья, с востока обогнули Сицилию и вернулись в Гибралтар. Самая глубоководная драгировка в Атлантике превысила глубину 1820 метров, а в Средиземном море – 2740 метров. Полученные пробы донной фауны показали, что жизнь на больших глубинах есть и в Средиземном море, но она гораздо беднее жизни в глубинах Атлантики, а в некоторых случаях дно почти безжизненно уже на глубине нескольких сот метров, что и ввело в заблуждение Э. Форбса.
Коллекции, собранные на «Лайтнинге» и «Покьюпайне», поступили в Британский музей, «Лайтнинг» пошел на слом в 1872 году, а «Покьюпайн» был продан в 1883 году и списан с баланса Адмиралтейства.
«Челлендясер»: В. Томсон, Дж. Меррей
Факты о животной жизни на больших глубинах океана, добытые «Лайтнингом» и «Покьюпайном», поражали воображение. Уже несколько столетий назад было очевидно, что нашу планету справедливее было бы называть Океаном, а не Землей, а теперь становилось ясно, что с названием Океан может конкурировать название Жизнь. Через 50 с лишним лет после вышеописанных событий российский академик Владимир Иванович Вернадский (1863–1945) в своей книге «Биосфера» (1926) скажет, что характернейшая и важнейшая особенность земной коры заключается «во всюдности жизни, в захвате ею всякого свободного пространства биосферы». В 60-х – 70-х годах XIX века выяснили, что северная Атлантика на всех глубинах «захвачена жизнью», предстояло лишь узнать, справедливо ли это для всего Мирового океана? Самым эффективным методом решения этой проблемы могла стать кругосветная научная экспедиция, которая попробовала бы «узнать всё о море». Расходы предстояли немалые, но и научные дивиденды могли оказаться солидными, к тому же играл не последнюю роль международный престиж государства, которое возьмет на себя решение этой задачи.
Королевское общество Англии, Адмиралтейство и даже Казначейство выразили формальное одобрение этой идеи в апреле 1872 года, и вскоре в Ширнессе, восточнее Лондона, в устье Темзы, южнее места ее впадения в Северное море, на переоборудование встал трехмачтовый парусно-паровой военный корвет «Челленджер», которому предстояло до конца года «бросить вызов» всем океанам, кроме Северного Ледовитого. «Челленджер» построили в 1858 году: его длина – 69 метров, водоизмещение – 2036 тонн, двигатель – мощностью 400 лошадиных сил с двулопастным винтом, который можно было поднимать, когда судно шло под парусами, из 22 орудий на время экспедиции оставили только два, по штатному расписанию на корвете должны были нести службу 290 человек, но в экспедицию вышло, вероятно, примерно 240 человек. Пространство, освободившееся после удаления орудий из-под палуб, использовали для устройства зоологической и химической лабораторий, темной фотокомнаты и для размещения шести гражданских специалистов. На верхней палубе установили вспомогательный двигатель мощностью 18 лошадиных сил, а над ним, как мост, настелили драгировочную платформу; небольшие промерные платформы разместили возле обоих бортов поблизости от грот-мачты. Три подставки для хранения каната, каждая из которых вмещала 3700 метров скойланного каната, приготовленного для драгирования или траления, были установлены вдоль левого борта. Все эти изменения, которые корвет «Челленджер» претерпел при превращении его в научно-исследовательское судно, были выполнены за полгода, за это же время его снабдили всем необходимым для почти четырехлетнего плавания, в том числе более чем 400 километрами растительного каната разной толщины, от 8-миллиметрового для промеров до 24-миллиметрового для тралений и драгировок.
Капитаном «Челленджера» был назначен Джордж Стронг Нэрс (1831–1915), «чертовски славный парень», опытный моряк, который уже 16 лет плавал на судах с паровым двигателем, но прекрасно знал и работу с парусами. В 1860 году он написал «Морскую практику» для кадетов, которая долгое время была настольной книгой молодых моряков при работе с парусами и канатами. Научным руководителем экспедиции назначили, конечно же, Ч.В. Томсона: за его плечами был опыт работы на «Лайтнинге» и «Покьюпайне». Он родился 5 мая 1830 года на берегу залива Фёрт-оф-Форт, что в юго-восточной Шотландии, и в 16-летнем возрасте начал изучать медицину в Эдинбургском университете, не оставив при этом своего увлечения зоологией, ботаникой и геологией. На третьем курсе покинул университет по причине плохого здоровья, но вскоре уже преподавал ботанику в Абердине, затем перебрался в Корк на юге Ирландии, где в Колледже Королевы получил место профессора естественной истории, затем преподавал зоологию и ботанику в Белфасте и Эдинбурге. То был блестящий педагог, обожаемый студентами, очень демократичный в общении с ними, мастер проведения учебных экскурсий на природе, непременный член жюри цветочных выставок, незаурядный художник, лично иллюстрирующий свои научные публикации.
В. Томсон и «Челлснджер».
Все лето Ч.В. Томсон и Дж. С. Нэрс провели в доках Ширнесса, наблюдая за переоборудованием «Челленджера». Среди массы вопросов, требовавших их совместного решения, был один принципиально важный: чему отдать предпочтение при проведении глубоководных работ – растительным канатам, преимущественно пеньковым, очень громоздким, но с которыми есть опыт работы, или новейшей технологии, а именно стальным тросам, которые в морских экспедициях еще не использовались, но которым, безусловно, принадлежит будущее? Совместное решение было принято в пользу канатов, и «Челленджер» оказался последней крупной экспедицией, которая их использовала: уже в 1877 году пароход Береговой службы США «Блейк» под научным руководством Александра Агассиса имел на борту приблизительно 11 километров стального троса диаметром 0,9 сантиметра с пеньковой сердцевиной для глубоководных тралений и рояльную струну для промера глубин.
Для сбора образцов донной фауны на каменистых грунтах для «Челленджера» изготовили 34 «драги натуралиста» с рамой с максимальным размером 1,4 x 0,38 метра и швабрами, для мягких океанических илов предназначались 22 однобимовых трала, каркасы которых представляли собой две небольшие рамы, соединенные поперечной деревянной перекладиной, или бимом, длиной 3 метра. Планктонные сети были незахлопывающимися, диаметром от 30 до 46 сантиметров. Кроме вспомогательного двигателя для выборки каната при драгировках и тралениях, применялась паровая промерочная лебедка – модифицированная машина «Гидра» для промеров, лотлинь которой представлял собой тонкий растительный канат.
Научная группа, возглавлявшаяся Ч.В. Томсоном, состояла из шести человек – не более 3 % от численности всего экипажа, основную массу которого составляли морские офицеры и матросы, морские пехотинцы разных рангов и юнги первого класса. В состав группы входили художник и секретарь научного руководителя экспедиции Д.Д. Уайлд, натуралисты Джон Меррей, Генри Ноттидж Мозли и Рудольф фон Виллемос-Зум, сменивший Уильяма Стерлинга, химик Джон Янг Бьюкенен, из гражданских лиц, кроме ученых, в экспедиции участвовали лаборант Фредерик Перси и слуга Ч.В. Томсона. Общими любимцами были хромоногий попугай Роберт и огромный черный пес. Годовой оклад Ч.В. Томсона составлял 1000 фунтов стерлингов, Д.Д. Уайлда – 400, остальных ученых – по 200 фунтов стерлингов.