На дне: кто побывал в Марианской впадине и почему это так сложно?
Средняя глубина Мирового океана — 3700 метров. Это уже немало, но тектонические процессы на дне создают и более глубокие места. Дело в том, что земная кора не монолитна: она состоит из огромных структур, называемых плитами, которые плавают на магме. На границах плиты взаимодействуют друг с другом: трутся, наползают и подминают под себя одна другую. На западе Тихого океана возле Марианских островов Тихоокеанская тектоническая плита ушла под Филиппинскую. Этот процесс сформировал протянувшийся на 1500 километров Марианский желоб — самое глубокое из известных нам мест на планете.
В 1875 году парусный корвет британского флота Challenger уже третий год находился в океанографической экспедиции. Во время одного из 492 промеров глубины ученые зафиксировали максимальную глубину Марианского желоба в 8184 метра. Спустя семьдесят лет, в 1951 году, исследовательское судно Challenger II исследовало то же место уже с помощью гидролокатора. Оно обнаружило расщелину глубиной 10994 метра — впоследствии это место назвали Бездной Челленджера в честь обоих кораблей.
Первое погружение
Первыми достигли дна Марианской впадины лейтенант ВМС США Дон Уолш и океанолог Жак Пикар. В 1960 году они совершили погружение на батискафе «Триест», спроектированном отцом Жака Пикара Огюстом. Прежде чем отправиться в рекордное путешествие, «Триест» несколько раз погружался в Средиземном море. Затем аппарат купили ВМС США, он был доработан, однако Жак Пикар остался основным пилотом и техником батискафа — во всем мире не было человека, более опытного в погружениях.
На глубине около 11 километров «Триест» пробыл всего 20 минут, хотя путь туда занял порядка пяти часов. Но и этого времени хватило, чтобы окружающие условия вывели из строя гидролокатор, несколько двигателей, а на одном из иллюминаторов появилась трещина. На аппарате не было практически никаких научных приборов и даже фотоаппарата. Уолш и Пикар могли только вести наблюдения, впрочем, весьма ограниченные, ведь батискаф поднял со дна отложения, сделавшие и без того темную воду совсем мутной. Но главное открытие было сделано: даже на такой глубине есть жизнь!
Жак Пикар очень хотел установить на «Триест» научные приборы и повторить погружение. Однако ВМС США сочло риск для жизни исследователей неприемлемым: глубина погружения батискафа была ограничена шестью километрами.
Прошло пятьдесят лет…
«Мне казалось, что я буквально за один день попал на другую планету и вернулся обратно. Это был очень сюрреалистичный день», — так описал Джеймс Кэмерон 26 марта 2012 года. Режиссер и заядлый исследователь морских глубин, до того погружавшийся к затопленным лайнеру «Титаник» и немецкому линкору «Бисмарк», стал лишь третьим человеком на планете, достигшим дна Марианской впадины.
Батискаф Deepsea Challenger создавался более семи лет — в начале ХХI века в мире по-прежнему не было ни одного аппарата, который мог бы работать на глубине 11 километров. Так что команда Кэмерона построила его самостоятельно. У батискафа на этот раз были научные инструменты, камеры и даже гидравлический манипулятор для сбора образцов. Одна из самых удивительных систем аппарата — освещение, ведь на глубине царит полная темнота. Команда инженеров, по сути, изобрела систему LED-светильников, которые могли бы эффективно работать так глубоко под водой. Сам Кэмерон находился в круглой сфере из прочного металла — больше в нее никто не поместился бы. Кэмерон провел на дне три часа в полусогнутом состоянии (хотя планировал семь, но пришлось всплывать из-за поломки двигателей).
Прошло еще семь лет, прежде чем Бездну Челленджера вновь потревожили. Предприниматель и исследователь Виктор Весково на глубоководном аппарате «Тритон» стал первым человеком, который дважды побывал на дне Марианской впадины. Также Весково организовал в течение 2019–2020 годов несколько погружений, во время которых в самом глубоком месте побывали еще около десятка человек, включая первую женщину — Кэтрин Салливан, астронавта, геолога, первую американку, вышедшую в открытый космос.
10 ноября 2020 года было совершено последнее на сегодня погружение в Бездну Челленджера. Трое китайских исследователей спустились на дно на аппарате «Борец». Они провели первую в истории трансляцию с глубины 11 километров, которую могли в прямом эфире смотреть китайские зрители.
Условия, далекие от идеальных
Почему же на Джомолунгме — высочайшей вершине мира — побывали уже тысячи человек, а в самом глубоком месте — не больше полутора десятков? Что делает глубоководные погружения таким сложным и опасным делом?
В первую очередь, разумеется, чудовищное давление. На дне Бездны Челленджера оно составляет 110 мегапаскалей, а это более чем в тысячу раз превышает атмосферное давление на уровне моря. Такие условия могут выдержать только самые прочные материалы. Батискаф «Триест» был изготовлен из стального листа толщиной пять миллиметров, но и он сжимался на глубине. Уолш и Пикар измерили диаметр батискафа на дне: оказалось, что он уменьшился на три миллиметра.
Во-вторых, уже на глубине примерно 1,5 километра наступает абсолютная, непроглядная темнота. На дно Марианской впадины не попадает ни единый луч света с поверхности. В-третьих, температура — там она не превышает четырех градусов выше нуля. Внутри гондолы «Триеста» было всего +4,5 градуса.
Эти условия делают погружение на глубину чрезвычайно опасными. Есть байка о том, что Кэмерон спросил Дона Уолша, который присутствовал на корабле во время погружения Deepsea Challenger, что делать, если режиссер услышит треск. «Спокойно продолжай погружение, — ответил Уолш. — Треск, который тебя убьет, ты даже не услышишь». По всей видимости, именно так и произошло с аппаратом «Титан», который недавно погиб, погружаясь к обломкам «Титаника». Никто из находившихся на борту не осознал случившееся, все они погибли мгновенно, когда давление раздавило батискаф. И это произошло на глубине всего три километра.
Источник
Исследование Мирового океана. История и современность.
В ХХ веке человечество устремилось в космос, однако на нашей планете две трети территории, занимаемые Мировым океаном, до сих пор остаются очень слабо исследованными.
В этом нет ничего удивительного, ведь серьёзными исследованиями морей и океанов человечество занялось относительно недавно – всего около ста пятидесяти лет назад.
Первопроходцы Мирового океана
Первыми исследователями океанов в известной нам истории человечества стали финикийцы. Этот небольшой, но очень предприимчивый торговый народ ещё в VII-VI веках до н.э. сумел проложить морской путь вокруг Африки и составить достаточно подробные карты Средиземного моря. В разные исторические периоды морскими исследованиями занимались представители европейских народов, индийцы, китайцы, арабы, полинезийцы и т.д. Начавшаяся в XV веке эпоха Великих географических открытий позволила экспериментальным путём проверить гипотезу о шарообразности нашей планеты. В течение трёх последующих столетий были открыты и нанесены на карту все более-менее крупные участки суши.
Однако к систематическому изучению Мирового океана человечество приступило лишь в XIX веке. Годом рождения науки океанологии считается 1872-й год, когда британское исследовательское судно «Челленджер» отправилось в первую научную экспедицию. В 362 точках океана были проведены достаточно подробные исследования, проделаны замеры морских глубин. Конечно, точность этих замеров оставляла желать лучшего – для определения глубины в той или иной точке с борта корабля сбрасывали привязанный к верёвке шар весом около центнера, а затем измеряли длину верёвки. Тем не менее, экспедиция собрала уникальный массив океанологической информации и фактически положила начало системному изучению Мирового океана.
С изобретением эхолота в начале ХХ века появилась возможность более плотного исследования океанского дна, определения морского рельефа и глубин. В настоящее время эхолот является обязательным оборудованием любого корабля, причём не только морского, но и предназначенного для пресноводных водоёмов. Ещё одним инструментом, позволившим вплотную приблизиться к разгадке многих тайн океана, стали батискафы и батисферы – аппараты, позволяющие опускаться под воду на глубину в сотни метров, чтобы изучать геологическое строение морского дна, биологические особенности его обитателей, физико-химические свойства глубинных слоёв воды и т.д.
Глубоководные аппараты
Основным препятствием к изучению и освоению пространства Мирового океана для человека стала невозможность длительное время находиться под водой. Богатство и разнообразие водного мира остаются недоступными людям, так как человек не может свободно дышать, полностью погрузившись в воду. Акваланги и водолазные скафандры позволяют находиться под водой лишь короткое время и обладают существенными ограничениями по глубине погружения. Тем не менее, с их помощью удалось добиться достаточно серьёзных результатов.
Так, в 1960-м году исследователям удалось опуститься на дно самой глубокой точки Мирового океана – Марианской впадины. Её глубина составляет почти 11 тысяч метров, а давление воды на дне сминает обычный корабль буквально в лепёшку. Тем не менее, опустившись на эту чудовищную глубину, люди с удивлением обнаружили, что на дне кипит жизнь. Морские рачки, моллюски и даже рыбы сумели приспособиться к огромному давлению, почти полному отсутствию кислорода и солнечного света.
Повторный всплески интереса к Марианской впадине случился уже в наши дни: за последние двадцать лет были организованы несколько экспедиций с погружениями. Последняя, под руководством В. Весково, состоялась в 2019 году. Тогда же состоялась российская экспедиция с погружением на дно автоматического глубоководного аппарата «Витязь», который взял образцы грунта и выполнил замеры характеристик глубоководных слоёв воды.
Исследовательские суда
Основным инструментом современных океанологов являются научно-исследовательские суда. Это обычные суда, оборудованные современной измерительной и исследовательской аппаратурой, позволяющей проводить исследования в сфере гидрологии, гидрохимии, геофизики, геологии, гидрографии и других направлении океанологии. Одной из крупнейших в мире флотилий научно-исследовательского назначения обладал Советский Союз. В настоящее время в состав флота России входят научно-исследовательские суда «Адмирал Владимирский», «Янтарь» и несколько других.
На сегодняшний день наиболее обширным научно-исследовательским флотом располагают Соединённые Штаты Америки. В его состав входят более двух десятков кораблей разных классов. Кроме того, исследовательскими судами обладают Япония, Великобритания, Канада, Франция, Германия и несколько других стран.
Космические исследования океана
В настоящее время огромное количество исследовательских данных учёные-океанологи получают из космоса, с научно-исследовательских спутников. Современная аппаратура позволяет делать точные замеры температуры и скорости морских течений и ветров, колебаний солёности морской воды, состояния морской поверхности, миграции косяков рыбы, биологической активности планктона и т.д. В СССР для приёма этих данных существовала специальная Служба космических исследований, в состав которой входили более десятка исследовательских кораблей, в том числе самое большое в мире исследовательское судно «Космонавт Юрий Гагарин».
Исследования океана в течение последнего столетия существенно продвинулись вперёд. Тем не менее, по оценкам учёных, более-менее изучено сегодня лишь около 7% морского дна. Океан скрывает немало тайн, разгадке которых предстоит посвятить немало лет научной работы.
Источник