ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
Сколько человек побывало на Луне?
Двенадцать. А в самом глубоком месте Мирового океана — на дне Марианского жёлоба? Всего трое! Хотя океан находится на Земле, а Луна в космосе, почти в 400 тысячах километров от нас. Что же представляет собой Марианская впадина, кто там живёт и почему она так негостеприимна?
Эта статья была опубликована в журнале OYLA №2(30). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.
Марианский жёлоб находится в северо-западной части Тихого океана близ Марианских островов, которые, собственно, и дали название впадине. Самое глубокое место жёлоба (и всей поверхности Земли) — Бездна Челленджера глубиной 10 994 метра, что почти на 1000 метров ниже средней глубины впадины. Если в Марианскую впадину поместить самую высокую гору на Земле — Эверест, то она на два километра уйдёт под воду. А если «вывернуть» Марианскую впадину наизнанку, она окажется на высоте, где летают гражданские самолёты.
«Челленджером» называлось британское судно, команда которого открыла Марианский жёлоб и провела первые измерения в 1875 году. Тогда намерили всего 8184 метра, только в 1951 году участники экспедиции «Челленджер II» при помощи эхолота зарегистрировали новый рекорд — около 11 километров.
Приёмопередатчик прибора посылает звуковые импульсы в заданном направлении. Когда волна достигает объекта (рыбы, подводной лодки, дна), она отражается и фиксируется прибором. По времени отражения сигнала и определяют расстояние до объекта, а заодно его форму. Трудность эхолокации в океане состоит в том, что скорость звука в воде зависит от её свойств, а они зависят от глубины: например, чем ближе ко дну, тем плотнее вода — из-за давления сверху. Отсюда и возможная неточность в измерениях.
На большой глубине человеку не выжить без специального оборудования. И дело не только в том, что мы не способны дышать под водой: убьёт давление.
Атмосферное давление (100 кПа), которое действует на нас постоянно, мы не замечаем. Однако плотность воздуха меньше плотности воды в 800 раз, поэтому при погружении каждые 10 метров увеличивают давление на 1 атмосферу (100 кПа). Таким образом, на глубине 10 000 метров давление превышает атмосферное в тысячу раз! Кстати, подводные аппараты оснащают приборами, фиксирующими давление воды,— чтобы узнать глубину погружения.
Точная глубина — 10 994 метра (±40 метров, такова погрешность измерений) — была установлена океанографической экспедицией из Университета Нью-Гэмпшир (США). Та же экспедиция обнаружила и четыре хребта высотой до 2,5 км.
Марианская впадина находится на границе двух литосферных плит: Тихоокеанской и Филиппинской (эту небольшую плиту ещё называют Марианской). Впадина образовалась очень давно, порядка 180 млн лет назад, вследствие субдукции — погружения одной плиты под другую: Тихоокеанской под Филиппинскую.
Батискаф — подводный аппарат для погружения на глубину. Первый батискаф (FNRS-2), созданный швейцарским учёным Огюстом Пикаром, успешно прошёл испытания в 1948 году.
Аппарат состоит из двух частей: высокопрочного стального корпуса, который должен выдерживать огромный перепад давления, и поплавка, заполненного бензином или другим несжимаемым веществом легче воды. Главная трудность проникновения в Марианскую впадину состояла в необходимости разработать такой батискаф, в котором человек не только оставался бы жив-здоров, но и был в состоянии заниматься научной работой.
Чтобы опуститься на дно, батискафу нужен балласт. Когда приходит время всплыть, часть балласта сбрасывается, и поплавок тянет гондолу на поверхность. Так, повинуясь закону Архимеда, аппарат погружается в воду, становясь тяжелее её, и поднимается, когда теряет в весе.
Впервые люди побывали на «дне Земли» 23 января 1960 года. Подводник Дон Уолш и океанолог Жак Пикар опустились на глубину 10 916 метров на батискафе «Триест», сконструированном отцом Жака — физиком и изобретателем Огюстом Пикаром. Друг Жака Пикара океанограф Роберт Дитц писал:
«Я попал в сердце “Триеста” — миниатюрную океанографическую лабораторию. В батискафе меня поражало всё. Во-первых, то, что его построила бригада, состоящая всего из двух человек: отца и сына. Отец, физик, инженер-воздухоплаватель, дал идею и разработал проект. Сын осуществил его. <…> Как правило, такая титаническая работа оказывается под силу только военному ведомству морской державы. И тем не менее именно Пикары лидировали в этой области. Более того, они опередили на 10 лет соответствующие ведомства крупнейших морских держав!»
Батискаф «Триест», на котором люди впервые опустились на дно Марианской впадины, назван в честь итальянского города, где его построили. Корпус, изготовленный из стального листа толщиной 5 мм, имел цилиндрическую форму, на носу и корме были установлены обтекатели. Поплавок состоял из 14 отсеков, 12 из них были заполнены бензином, 2 — морской водой. Отсеки отделялись друг от друга эластичными перегородками, позволявшими бензину сжиматься на глубине.
Жак Пикар и Дон Уолш находились в гондоле — специальной камере внизу аппарата. Несмотря на большой размер самого батискафа (длина корпуса около 17 м, ширина — 3,5 м, высота — 5,7 м), в гондоле, по словам путешественников, было почти так же тесно, как в обычном холодильнике. Общее время погружения и всплытия составило 8 часов 25 минут. Сегодня «Триест» выставлен в Военно-морском историческом центре Вашингтона.
Погружение Уолша и Пикара можно сравнить с первым полётом в космос. «Давление на такой глубине — 800 килограмм на квадратный сантиметр. Если батискаф с нами внутри дал бы течь, мы бы даже не узнали об этом: всё закончилось бы в два счёта», — рассказывал Уолш журналу National Geographic в 1960 году.
А повод для тревоги был. Во время спуска треснул один из иллюминаторов — нетронутой осталась только его внутренняя часть. Исследователи пробыли на дне впадины всего полчаса, но узнали много интересного. А главное, они увидели живого обитателя морской бездны.
«В момент приземления поднялось облачко тончайшего ила. Не было видно мелких нор — обычной картины на малых и средних глубинах. Дно было совершенно ровное, если не считать нескольких комочков. Но — главное! — за миг до соприкосновения с дном в световой круг вплыла рыба. В одну секунду, вместившую годы труда и подготовки, мы разрешили проблему, десятки лет мучившую океанографов… Жизнь в её высшей организованной форме возможна в море повсюду, на любой глубине. Это доказала увиденная нами костистая рыба, очень похожая на ската, сантиметров 30 длиной и 15 толщиной… На глубине 11 тысяч метров мы добыли доказательство того, что ни давление, ни тьма, ни холод, вместе взятые, не в силах остановить жизнь»
из книги Жака Пикара «Глубина 11 тысяч метров. Солнце под водой»
Третьим и пока последним исследователем, рискнувшим спуститься на дно Земли, стал знаменитый американский режиссёр Джеймс Кэмерон (тот самый, что снял первых «Терминаторов», «Титаник» и «Аватар»). 26 марта 2012 года он опустился на дно Бездны Челленджера в батискафе Deepsea Challenger и достиг глубины 10 898 метров. Аппарат Deepsea Challenger в 10 раз легче «Триеста» — всего 11,8 тонны. А ещё, в отличие от предшественника, он прошёл полноценные испытания в барокамере Университета штата Пенсильвания.
Одна из особенностей батискафа — 3D-камеры высокого разрешения, с помощью которых Кэмерон снимал фильм. Аппарат рассчитан на одного пилота, поэтому внутренний диаметр гондолы составляет всего 97 см, а толщина стенок — 6,4 см. Чтобы уменьшить давление на аппарат, поплавок заполнили специальной твёрдой пеной из полых стеклянных сфер в полимерной смоле. Форму батискафа позаимствовали у рыб кораллового рифа, плавающих вниз головой. Одежда пилота была огнестойкой (обилие электроники на борту повышает угрозу возгорания) и с подогревом — на случай, если выйдет из строя «отопление» кабины.
Единственным живым существом, которое удалось увидеть режиссёру, было нечто похожее на крошечную креветку. В самом глубоком месте планеты Кэмерон провёл более трёх часов, в течение которых вёл фото- и видеосъёмку. Через два года он выпустил документальный фильм «Вызов бездне».
В образцах грунта, взятых со дна Бездны Челленджера, было обнаружено множество неизвестных науке микроорганизмов, в том числе раковинных одноклеточных. Учёные предполагают, что живущие здесь существа питаются минералами и газами, которые бьют из гидротермальных источников. И сами в свою очередь служат пищей для более крупных организмов.
ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
ПОДПИСКА НА ПЕЧАТНОЕ ИЗДАНИЕ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Самое интересное в научных дисциплинах и технологиях простым языком
Высокое качество печати
Выходит 12 раз в год
Бесплатная доставка до двери по всему Казахстану
Доступ к архиву и новым номерам