«Тайны океана»

Тайны океана (fb2) - Тайны океана 3940K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Николай Николаевич Горский

Горский Николай Николаевич - 'Тайны океана'

(Издание 2-е, переработанное и дополненное)

Утверждено к печати редколлегией научно-популярной литературы Академии наук СССР

Редактор В. П. Большаков

Технический редактор В. В. Волкова

Сдано в набор 13/V 1967 г. Подписано к печати 17/X 1967 г

Формат 84x108 1/32. Бумага Типографская № 2.

Усл. печ. л. 13,9. Уч.-изд. л. 14,4. Тираж 45000 экз.

Т-14034. Тип. зак. 2876

Цена 43 коп.

Издательство «Наука».

Москва. К-62, Подсосенский пер., 21

2-я типография издательства «Наука».

Москва, Г-99, Шубинскйй пер., 10

К читателю

Цель этого предисловия - убедить Вас начать читать эту книгу. Дальше все пойдет само собой. Вы ее дочитаете и порекомендуете друзьям и знакомым. И это будет очень хорошо, очень нужно, так как каждому человеку, независимо от его специальности и интересов, полезно получить яркое представление о трех четвертях планеты, на которой мы живем.

Моряк и ученый Н. Н. Горский собрал интересный новый материал о Мировом океане, использовав для этого доклады, прочитанные на 2-м Международном океанографическом конгрессе, состоявшемся в 1966 г. в Москве, данные своих исследований, отечественную и зарубежную литературу. Он подобрал самые любопытные и яркие факты, остроумные догадки и высказывания ученых, исторические свидетельства, достижения новейшей техники и преломил их в свете исторических решений XXIII съезда КПСС о развитии народного хозяйства в части использования морских богатств.

Название книги "Тайны океана" выбрано не ради броского словца. Еще очень много неразгаданного и удивительного скрывает от человека многокилометровая толща холодной соленой воды. Океаны и моря - важнейший фактор развития лика нашей планеты и состава земной коры. В океане зародилась жизнь. В нем сохранились организмы, сформировавшиеся сотни миллионов лет назад. Океан - склад и источник огромных ресурсов - пищевых, минеральных и энергетических. Океан - регулятор климата и погоды нашей планеты. Океан - это пути-дороги, объединяющие континенты и народы, но в то же время и возможный театр военных столкновений, если миролюбивым народам не удастся предотвратить угрозу войны со стороны империалистических держав; поэтому многие разделы науки об океане имеют оборонное значение.

Все эти вопросы в сухом академическом освещении трудно усвоить широкому читателю. Поэтому Н. Н. Горский построил свою книгу сюжетно. Научные положения он иллюстрирует интересными примерами. Главная тема книги - победа человеческой мысли над суровой стихией и использование плодов этой победы.

Внутренние связи сложных процессов, происходящих в океане, могут быть установлены лишь на основе методологии материалистической диалектики. Зарубежные ученые порой прибегают к этому методу стихийно, ибо сама природа указывает им этот путь. Советская наука идет по нему сознательно, изучая океан как неразрывное целое, как результат сложного и длительного физико-географического и биогеохимического развития нашей планеты. В таком подходе - залог успеха советских ученых, решивших ряд важнейших проблем сложной науки океанологии.

Важность освоения морей для блага нашей Родины отчетливо представлял В. И. Ленин. По декрету, подписанному им в 1921 г., был организован первый в стране Плавучий морской научный институт.

Книга "Тайны океана" доступна каждому. Автор лаконичен и прост в объяснениях. Ярким, живым языком он излагает существо разнообразных проблем. Сопоставляя факты, читатель невольно сам начинает развивать мысли автора и вдумываться в механизм еще не разгаданных явлений. Книга увлекательна, и нельзя сомневаться в ее успехе. Это было доказано первым изданием, которое разошлось большим тиражом и переведено на языки многих стран. В новом издании автор, включив в него материалы исследований последних лет, перекомпоновал и расширил книгу.

Уверен, что читателя увлечет эта книга, заставит полюбить океан и задуматься над его судьбой. Именно задуматься, ибо сейчас действительно "Океан в опасности", как гласит название одной из глав.

Доктор географических наук профессор лауреат Государственной и Ленинской премий В. П. Зенкович

От автора

Верному другу, помощнику

и первому читателю

Вере Ивановне Горской

У науки есть одно "печальное" свойство - она настойчиво рассеивает очарование тайны, окружающее большие и малые секреты природы.

Когда первобытный человек впервые вышел на берег океана, он был поражен его безбрежным простором и мощью прибойной волны, неустанно набегающей на берег даже в тихую погоду. Ужас овладевал человеком, когда разъяренный океан обрушивал штормовые валы на прибрежные утесы. Но в трудные времена, если в лесу не хватало дичи, океан кормил человека. Человек стал бояться океана и поклоняться ему. Он населил его богами. В пене прибоя рождались блиставшие красотой богини, на волнах нежились манящие сирены - женщины с рыбьими хвостами, а в неведомом подводном царстве жил бог и повелитель морей Нептун.

С течением времени вера в богов иссякла, но океан не утратил таинственности, внушающей страх. Человек наполнил его гигантскими кальмарами и змеями, которые набрасывались на корабли и увлекали их в пучину, наделил океан неистовыми водоворотами, в которых гибли рыбачьи суда. В океане искали затерянные острова, населенные великанами и циклопами. Даже после плавания Колумба еще верили в "Счастливые острова", где жизнь текла, как в библейском раю. На поиски этих островов в 1513 г. отправился испанский мореплаватель Понсе де Леон, открывший вместо них начало Гольфстрима - Флоридское течение.

Прошли столетия. Широкие океанские пути были исхожены и изучены. Однако глубины могучего океана по-прежнему были полны тайн. Но это были уже тайны, созданные природой, а не человеческим вымыслом. Какова глубина океана и что собой представляет его дно? На какую глубину проникает в океане жизнь? Каковы океанские течения?

Пытливый ум человека не мирится с существованием неведомого и неизвестного. Стремление объяснить непонятное породило многие науки. Так родилась и океанография (океанология) - наука о море, об океане.

В наше время самые большие глубины океана измерены от поверхности до дна, от полюса и до полюса - повсюду обнаружена жизнь. Человек сумел погрузиться на глубину 11 км и собственными глазами взглянуть на подводный мир. И все же океан хранит еще очень много загадок. Как скоро обновляются придонные воды и не остаются ли они "погребенными" в глубинах в течение тысяч лет? Как образовались на дне океана одиночные горы с плоскими вершинами, словно срезанными ножом? Как возникли на дне подводные каньоны, напоминающие затопленные русла рек, или узкие, длинные и глубокие желоба, похожие на разломы в земной коре? Что собой представляют продольные ущелья, рассекающие подводные горные хребты, подобных которым нет на суше? Как возникает у берегов Южной Америки таинственное течение Эль-Ниньо, несущее неисчислимые беды прибрежному населению Перу? Что такое "красный прилив", приносящий гибель миллионам рыб? Какие силы временами разрывают подводные телеграфные кабели? Чем вызывается смена многолетних периодов обильных и скудных уловов рыбы?

В развитии науки есть три этапа - познание явления, понимание явления и использование его в интересах человека; польза и предвидение - такова конечная цель всякой науки. Наука о море широким фронтом вступает в этот третий этап.

Первое советское океанографическое судно - парусно-моторная шхуна «Персей». Водоизмещение 550 т., скорость 6-8 миль в час

Морские приливы имеют важное значение для мореплавания - их научились предвычислять; встречные ветры, волны и течения замедляют движение судна, попутные ускоряют - сейчас разрабатывают оптимальные маршруты для судов, позволяющие либо воспользоваться этими природными силами, либо их избежать; разрушительные волны - цунами смывают целые города - хоть незадолго, но все же их приближение научились предсказывать; море малопроницаемо для света, но достаточно прозрачно для звука - ученые создали акустические приборы, которые прощупывают не только толщу воды, но и дно; для использования энергии приливов строятся приливные электростанции; для опреснения морской воды и извлечения из нее химических элементов сооружают промышленные предприятия; для увеличения уловов рыбы конструируются новые орудия лова и ведется большая научная работа.

Многими богатствами океана овладел человек, но они не составляют и тысячной доли того, что океанские глубины могут ему дать. Океан - неиссякаемый источник будущего процветания человечества. Но на пути к овладению его богатствами немало еще закрытых дверей и много, очень много работы.

Океанология по сравнению со своими сестрами, науками об атмосфере и суше, - отстающая наука. И тем не менее в ней, как в фокусе, сходятся решительно все науки о Земле - геофизика, геология, гидрология, метеорология, химия и биология. Если в прошлом было немало причин для отставания океанологии, то сейчас их еще больше для быстрейшего ее развития. Океанология нужна человеку для того, чтобы покрыть недостаток белкового питания, от которого страдает почти половина человечества, для раскрытия секретов земной коры, таящей полезные ископаемые, для более совершенных предсказаний погоды и возможных перемен климата, для безопасности плавания по воде т под водой, наконец, для определения будущей судьбы нашей планеты, разгадка которой скрыта в строении и развитии земной коры, столь различной под материками и океанами.

В науке о море Советский Союз занимает одно из ведущих мест. В 1921 г., когда декретом В. И. Ленина был организован Плавучий морской институт, под советским флагом плавало только одно небольшое парусно-моторное исследовательское судно "Персей". Сейчас десятки советских океанографических и рыбопромысловых исследовательских судов ведут научную работу на всех океанах и на всех географических широтах от арктического бассейна до берегов Антарктиды. Кто сейчас не знает океанографического судна "Витязь", названного в честь парусно-парового корвета, который внес огромный вклад в науку об океане (1886-1889 гг.), плавая под руководством адмирала С. О. Макарова? Кто не слышал об исследовательских судах "Шокальский", "Книпович", "Воейков", названных именами наших крупнейших ученых, о дизель-электроходе "Обь", совершавшем регулярные рейсы в Антарктику, и о немагнитном судне "Заря", пересекшем все океаны при съемке магнитного поля планеты?

Советское океанографическое судно новейшего типа «Академик Курчатов». Водоизмещение 6800 т., скорость 18 миль в час, на борту 26 лабораторий

От первых научных рейсов парусно-моторного "Персея" в 1921 г. до вступления в строй в 1966 г. "Академика Курчатова" - исследовательского судна, обладающего водоизмещением 6800 т и скоростью хода 18 узлов, - проделан огромный путь. Он вывел Советский Союз на передовые позиции науки об океане, что наглядно показал Международный океанографический конгресс, состоявшийся в 1966 г. в Москве. "Осваивать новые районы и объекты промысла в Мировом океане", - сказано в директивах XXIII съезда КПСС. Советские океанологи приложат все свои способности и энергию, чтобы выполнить это задание.

Советский флаг на мачтах торговых, рыболовных и китобойных судов реет над волнами всех океанов, берега нашей страны омывают четырнадцать морей, советская морская граница протянулась на 60 тыс. км. Наша страна велика и широка. Многие советские люди живут далеко от моря, но все должны хоть немного его знать, потому что Советский Союз - великая морская держава.

В задачу автора не входило дать исчерпывающее представление о жизни океана. Цель этой книги - вызвать интерес к морю у широкой советской общественности, показать значение некоторых научных и технических проблем океанологии и привлечь к ним внимание ученых, инженеров и особенно молодежи, которой предстоит пополнять кадры океанологов и овладеть с течением времени всеми тайнами океана. Работа на море увлекательна и многогранна. В ней много места географам, физикам, химикам, геологам, биологам, метеорологам и приборостроителям. Океан зовет нас!

За полезные советы и указания при просмотре рукописи автор приносит благодарность профессору доктору географических наук В. П. Зенковичу и профессору доктору биологических наук Ю. Ю. Марти.

Рождение океана

"Всемирный потоп". - Умозрительные догадки. - 200 или 2000 миллионов лет? - Дрейф материков. - Водохранилище планеты в цифрах

Оторвавшись от раскаленного Солнца, космическая капля расплавленного вещества заняла свое место в мировом пространстве и начала самостоятельную жизнь. Вращаясь вокруг собственной оси, капля постепенно приняла шарообразную форму и стала описывать эллиптическую орбиту вокруг породившего ее Солнца. Этой каплей была наша Земля.

Она была окружена атмосферой, состоящей из раскаленных газов, а поверхность вязко-жидкого вещества новой планеты вздымали мощные приливы, вызванные притяжением Солнца. В то отдаленное время Земля вращалась очень быстро, сутки были короче теперешних раз в десять. Внутреннее трение в вязко-жидкой магме, из которой состояла Земля, препятствовало свободному распространению приливной волны. Поэтому приливы запаздывали по отношению к видимому суточному движению Солнца и постепенно тормозили вращение новорожденной планеты.

Земля понемногу теряла часть газов, составлявших ее атмосферу, и одновременно остывала. К ее поверхности из недр поднимались более легкие и легкоплавкие вещества. Удивительные законы кристаллизации превращали их в твердые породы, которые постепенно формировали островки земной коры. Под новорожденной сушей развивались радиоактивные процессы, сопровождавшиеся энергичным выделением тепла. Конвекционные потоки магмы поднимали и вспучивали участки земной коры. Подстилающая их базальтовая магма растекалась и в разрывах между ними устилала дно будущих океанов...

Все гипотезы образования Солнечной системы и Земли основаны на логических умозрительных заключениях, не содержащих в себе никаких экспериментальных доказательств; поэтому пусть читатель не посетует на выбор автором той гипотезы, которая ему интуитивно кажется вероятнее других. Кроме того, как-то приятней думать, что Земля образовалась из огненной плазмы, которую собирается подчинить себе человек, чем из космических отходов Вселенной.

Вернемся, однако, к нашей теме. Собственно говоря, образовавшиеся впадины не были еще океанами в полном смысле этого слова, так как их не заполняла вода. Это были сухие моря. Между тем в вихре атомов кислорода и водорода остывающей Земли, наряду с прочими минералами, образовался единственный и неповторимый по своим свойствам минерал. Он появился сперва в газообразном состоянии, в форме водяных паров, и доныне сохранил в себе три последовательные состояния остывающей звезды - газообразное, жидкое и твердое. Этим минералом была вода. Земля остывала все больше и больше. Теперь вода выделялась уже из твердеющих пород. Но земная кора все еще была горячей, ее окружали раскаленные газы. Выделившаяся вода сейчас же испарялась. Чем толще становилась земная кора, тем больше паров воды выделялось в атмосферу. Остывание Земли продолжалось. Миллионы лет, никем не считанные, как минуты, уходили в вечность. Пришло, наконец, время, когда атмосфера настолько остыла, что содержащиеся в ней обильные пары воды достигли насыщения. Началась конденсация водяных паров, и вот на Земле выпала первая капля дождя, полил первый дождь. Падая на горячую землю, вода мгновенно испарялась. Фонтаны водяных паров тут и там вздымались в атмосферу и снова падали на Землю теплым дождем.

Дождь лил дни, месяцы, годы, тысячи, может быть, миллионы лет. Это был действительно "всемирный потоп". Но на Земле еще не было ни малейших следов какой бы то ни было жизни и, конечно, не было человека. Рассказать об этом потопе было некому.

Дождевые капли падали на обнаженную и лишенную всякой растительности скалистую, неровную поверхность Земли. Вода скапливалась в расселинах скал и очень медленно стекала в приготовленные природой низины - бассейны будущих океанов, потому что материки в это время были низкими, над их бесплодной поверхностью, взъерошенной хаосом скал, еще не возвышались горы, и уклоны в сторону океанских бассейнов были незначительны.

Чем больше воды собиралось в океанских бассейнах, тем больше возрастало давление водной массы на их дно. Это давление росло и под тяжестью минеральных частиц, вымываемых с суши и отлагающихся на дне. Пластичная земная кора на дне океанов прогибалась и оседала. Подстилающая ее вязкая масса вытеснялась при этом в сторону материков, под которыми температура была выше и плотность меньше. Это соотношение температуры и плотности сохранилось и до настоящего времени. Температура придонной воды в океане немногим выше 0 º, между тем как под материками на уровне океанского дна температура достигает 200 º. По мере того как дно океанов под тяжестью воды оседало, материки все выше поднимались над уровнем моря.

Мнения ученых относительно древности океанских впадин расходятся. Одни утверждают, что океанские впадины - современники образования земной коры и сформировались более 2 млрд. лет назад. Некоторое сходство в строении материков они объясняют параллельным развитием геологических форм. Сходные виды сухопутных растений и животных на материках, разделенных обширными пространствами океанов, появились, по их мнению, путем переселения по островным мостам, которыми некогда соединялись древние материки. Другие ученые склонны считать "первобытным" только Тихий океан. Атлантический и Индийский океаны, по их мнению, были некогда сушей. Существует также взгляд, что не далее как 200 млн. лет назад все моря и океаны были мелководными, а глубоководные океанские котловины совсем недавнего происхождения.

По поводу образования ложа Тихого океана высказывалась любопытная гипотеза, связанная с рождением Луны.

Кора, покрывавшая молодую планету, была очень пластичной. Под действием приливной волны она прогибалась и вспучивалась, как осенний лед под ногами смельчака, переходящего только что застывшую реку. С течением времени толщина земной коры понемногу увеличивалась, скорость вращения Земли вокруг оси уменьшалась, а сутки постепенно удлинялись. Наконец, наступил момент, когда период собственных колебаний вязко-жидкой магмы сравнялся с периодом приливной волны. Это вызвало явление так называемого резонанса.

Под влиянием резонанса колебаний приливная волна стала непрерывно расти. Геологический "момент" резонанса длился достаточно долго. По подсчетам некоторых геофизиков, понадобилось около полумиллиона лет для того, чтобы приливная волна смогла преодолеть силу земного тяготения. Когда, наконец, это случилось, из толщи Земли в мировое пространство вырвалась огромная волна магмы и часть затвердевшей коры. Удалившись от Земли на некоторое расстояние, вся эта масса приняла шарообразную форму и превратилась в нашего постоянного спутника - Луну. Известный советский ученый академик В. И. Вернадский допускал, что отделение Луны от Земли могло случиться в так называемый лаврентьевский геологический период истории земной коры, около двух миллиардов лет тому назад.

И вот над Землей засияла Луна. Сначала она светила собственным светом, потом стала светить отраженным. После отрыва Луны в земной коре осталась огромная впадина - бассейн будущего Тихого океана.

Косвенное доказательство этой гипотезы дали советские космические ракеты. Вокруг Луны не обнаружено заметного магнитного поля, свойственного Земле. Предполагается, что магнитное поле Земли образовано ее внутренним ядром, состоящим преимущественно из железа. Если у Луны такого ядра нет, есть полное основание думать, что она образовалась из вещества верхних слоев Земли.

Можно себе представить, какое потрясение испытал земной шар в момент рождения Луны. Кора, покрывавшая его, треснула во многих местах. Весьма вероятно, что одновременно изменили свое положение полюса, а части коры, погруженные в вязкое подкоровое вещество, начали перемещаться. В разрывах между разъединившимися частями коры образовались океаны - Атлантический и Индийский.

Существует и другая гипотеза. Она утверждает, что объем океанских впадин оставался постоянным, но величина и очертания океанов менялись вследствие перемещения материков, как бы плавающих в подстилающем их вязком подкоровом веществе. В этой гипотезе предполагается первоначальное существование только одного материка. Потом материк раскололся. Перемещение его частей происходило и происходит якобы сейчас под действием разницы в силе тяжести на разных географических широтах и разницы в силах, возникающих при суточном вращении Земли, которые также неодинаковы на разных широтах. Таким образом Южная Америка оторвалась от Африки, Северная Америка - от Европы.

Трудно перечислить все "за" и "против" этой интересной гипотезы. Сторонники дрейфа материков указывают, например, на сходство в геологическом строении и некоторое совпадение очертаний западных берегов Европы, Африки и восточных берегов Америки. Автор гипотезы А. Вегенер относит разрыв и начало движения материков к сравнительно недавнему меловому периоду (70-140 млн. лет назад), когда дно океана уже достаточно сформировалось. А если так, то у окраин материков, на той стороне, куда направлено их движение, на дне океана должны были бы образоваться складки. Но таких складок нигде нет, что является серьезным аргументом в пользу противников движения материков.

Решительно возражает против возможности дрейфа материков известный советский геофизик В. В. Белоусов. По его мнению, материки тесно связаны с подстилающим их подкоровым веществом верхней мантии до глубины порядка 500-1000 км, что, конечно, совершенно исключает возможность горизонтального движения такой огромной массы.

Однако недавние исследования остаточного магнетизма (намагничения) древних коренных пород показывают, что материки были некогда расположены иначе по отношению к полюсам, чем сейчас. Причем в различные геологические периоды они были расположены по-разному. Это подтверждает гипотезу дрейфа материков, хотя, быть может, и в ином плане, чем полагал А. Вегенер. В пользу ее говорит также эксперимент, о котором рассказывается в очерке "Незримый континент".

По мнению академика А. П. Виноградова, к которому готов присоединиться и автор, вода образовалась при выплавлении и последующем остывании базальтов, формировавших первичную земную кору. Чем больше образовывалось базальтов, тем больше выделялось воды. Базальт, расплавленный в лабораторных условиях при температуре 1000 º и давлении 5-10 тыс. атмосфер, поглощает 7-8% воды. Очевидно, столько же должно выделяться при остывании базальта в условиях низкого давления. Соотношение между объемом земной коры, если считать всю ее прошедшей стадию базальта, и количеством воды в океане показывает, что образование первичной земной коры и заполнение водой океанских впадин происходили одновременно. Таким образом, океаны и материки - "ровесники", а изначальная океанская вода содержала в себе примерно столько же солей, сколько содержится в настоящее время.

Итак, дата рождения и эволюция океанских бассейнов, зашифрованная природой в глубоководных донных осадках, в химическом составе воды, в структурах океанической и материковой земной коры, остается пока спорной. Этапы развития океанских бассейнов также скрыты во мгле времен.

Не раскрыв перед читателем этих загадок, нам ничего не остается больше как дать общее представление о современном состоянии и положении Мирового океана на поверхности Земли. Поверхность Мирового океана равна 361 млн. км2. Среди этого огромного водного пространства с виду довольно беспорядочно разбросаны малые и большие клочки земли - острова и материки. Впрочем в этой беспорядочности можно заметить известный порядок. Поверхность земного шара похожа на два цветка, сложенных так, что лепестки одного входят в пазы между лепестками другого. От Северного полюса на юг, раздвигаясь в стороны, протянулись лепестки материков, а от Южного полюса к северу, навстречу им, проникли в пространства между материками лепестки океанов. При этом каждому материку на противоположной стороне земного шара соответствует океан, а каждому океану - материк. Поверхность суши на земном шаре в 2,5 раза меньше, чем поверхность океана, она занимает всего 149 млн. км2. Какими силами вызвано такое распределение и соотношение материков и океанов? На этот вопрос у науки нет еще ответа. А если доверять библейскому сказанию о сотворении мира, то не может быть никакого сомнения в том, что Земля была создана не столько для человека, сколько для рыб.

Общий объем океанских бассейнов и содержащейся в них воды 1370 млн. км3, между тем как объем суши, возвышающейся над уровнем моря, в десять раз меньше и составляет всего 130 млн. км3. Среднее возвышение суши над уровнем моря равно 875 м, в то время как средняя глубина океана - 3800 м. Разница между средним уровнем суши и средним уровнем океанского дна составляет таким образом 4675 м. Вершина самой высокой горы Джомолунгмы (Эвереста) поднимается над уровнем моря на 8848 м, тогда как наибольшая глубина океана, измеренная экспедицией на "Витязе", достигает 11 тыс. м. Следовательно, расстояние по вертикали между вершинами высочайших гор на суше и самыми глубокими впадинами в океане достигает 20 км.

Таково величественное творение природы - водохранилище планеты, Мировой океан.

"Открытие" океана

Таинственный океан. - Лжец Пифей. - Русские поморы в Арктике. - Три открытия Америки. - Пираты-первооткрыватели. - Наука кораблевождения. - Русские моряки в Антарктике. - Океан открыт

Многие сотни лет для человека средиземноморской культуры океан был "всемирной тихотекущей и глубокой рекой", со всех сторон окружавшей обитаемую землю. Границей земли на Западе считался Джебель-аль-Тарибский пролив с Геркулесовыми столбами, стоявшими у ног Атланта, который своими могучими плечами подпирал небесный свод. На Востоке, за таинственной Колхидой, населенной скифами-доителями кобылиц и воинственными амазонками, обитаемый мир ограничивал "Пруд Солнца" - современное Каспийское море, из вод которого по утрам поднималось животворящее небесное светило. На другом берегу реки, омывавшей со всех сторон населенную землю, помещалось "царство теней"; здесь жил бог Океан со своей подругой Тефисой, и ни одному из смертных оттуда не было возврата.

Трудно было человеку перешагнуть порог Средиземного моря, медленно расширялся для него окружающий его мир.

По рассказу древнего историка Геродота около 600г. до н. э. египетский фараон Нехао снарядил три судна для поисков новых земель. Спустя три года из них вернулось только одно, но уже со стороны, противоположной той, с которой они отправились. Мореплаватели впервые обогнули Африку. Если у кого-либо могут возникнуть сомнения по этому поводу, их совершенно рассеет небольшая подробность в рассказе Геродота. Смельчаки, обогнувшие Африку, встречали на своем пути невиданные растения, необыкновенных животных, видели людей с одним глазом на лбу и привлекательных женщин с рыбьими хвостами вместо ног. Всем этим чудесам готов был поверить мудрый Геродот. Но тому, что путешественники в полдень видели солнце на северной стороне неба, он не поверил. Между тем, именно эта деталь и убеждает нас в том, что египтяне действительно обогнули Африку. Южная оконечность Африки лежит ниже экватора. В южном полушарии обитатели в полдень видят солнце, это знает теперь всякий школьник, в северной части неба.

Спустя примерно сто лет смелый карфагенянин Гимлико выходит в Атлантику через тот же Гибралтарский пролив, но плывет не на юг, а на север. Возвратившись на родину, он рассказывает о длинных ночах, о чудовищах, населяющих океан; по всей вероятности, речь идет о китах, встреченных им в Бискайском заливе. Писания Гимлико не дошли до нас. Только тысячу лет спустя, в V в. н. э. о них упомянул римский писатель Авиенус.

В IV в. до н. э. далеко на север совершает путешествие грек по имени Пифей - ученый-географ, житель Массилии (ныне Марсель). Он достиг Оловянных островов (Англия), наблюдал здесь сильные приливы, впервые связав их с фазами Луны, затем поднялся до Земли Туле (Исландия). Здесь Пифей встретил область моря, где по его словам, "не было ни воды, ни воздуха, ни земли". Очевидно, не виданные греками лед, шуга и пурга преградили кораблям путь. Люди с трудом усваивают новые понятия и представления. За это сообщение современники прозвали Пифея лжецом.

Однако все эти плавания совершались вдоль берегов, и только в конце первого тысячелетия новой эры человек впервые осмелился совершенно оторваться от суши. Обитателям Средиземноморья в те времена такая задача, видно, была не по силам, вернее, для нее не было еще побудительных причин.

Честь первого плавания через Атлантический океан принадлежит воинственным обитателям Скандинавии, закаленным в борьбе с суровыми северными морями. Очень может быть, что их выход в открытый океан был чисто случайным: сильным штормовым ветром "восточной погоды" суда норманнов просто отнесло к берегам Гренландии. Когда же буря утихла, преобладающие в Северной Атлантике ветры "западной погоды" позволили им благополучно вернуться к родным берегам.

Начиная с X в. н. э., смелые скандинавские мореплаватели на своих знаменитых "драконах", оснащенных четырехугольными парусами, пересекали по проторенному пути Атлантический океан и основывали колонии на берегах Гренландии и Северной Америки.

Резкое похолодание климата в XII-XIV вв. погубило гренландские поселения норманнов. Непроходимые полярные льды спустились на юг и прекратили всякую связь между Европой и Америкой. Мрак Средневековья заставил человека забыть о первых его шагах на пути овладения просторами океана и отодвинул новые открытия на несколько веков.

Начиная с X-XI вв., русские мореходцы, промышляя морского зверя, смело выходили из Белого моря в Северный Ледовитый океан. Из письма датского короля Фредерика II (1576 г.) известно, что русские поморы к этому времени уже давно плавали на промысел к берегам Гренландии, и лишь одни они знали точное местоположение Шпицбергена.

В этом письме, датированном 11 марта 1576 г. и впервые опубликованном в "Литературном Вестнике" в Петербурге в 1901 г., говорится следующее: "Нам стало известно... что последним летом несколько граждан Тронтгейма установили связь в Варде с русским лоцманом Павлом Нишетсом... который плавает в Гренландию каждый год около дня св. Варфоломея и который сказал, что за известное вознаграждение он готов дать сведения об этой земле и может сам провести к ней их суда". Это письмо было написано за 20 лет до вторичного открытия Шпицбергена датчанами. Что касается названия "Гренландия", оно явилось следствием фонетической ошибки, так как поморы долгое время называли Шпицберген Груманландом.

Еще раньше, в 1493 г., нюрнбергский врач и географ Мюнцер в письме к португальскому королю Жуану II говорит о том, что на "большом острове Грунланде" находится поселение под господством "великого герцога Московии".

Русские поморы укрепляли свои суда ледовой обшивкой и придавали их корпусам такую форму, благодаря которой лед при сжатии не ломал судно, а выталкивал его на поверхность.

Английский историк Ф. Джен в 1899 г. писал о том, что русский флот по праву может считаться более древним, чем британский. По словам этого историка, за сто лет до основателя британского флота Альфреда Великого (849-900 гг.) русские участвовали в ожесточенных морских сражениях и были лучшими моряками своего времени. В византийской истории XI в. упоминается о высоких качествах русских судов. Византийский император Константин V, предпринимая поход против болгар, "сел на русские суда". Витсен из Амстердама в 1692 г. сообщает о плавании русских к Новой Земле, к устьям Лены и Енисея и к какой-то "Собачьей местности"; можно предполагать, что это были Новосибирские острова. Русские летописи того времени рассказывают о плаваниях к устьям Оби и Енисея. В XVI в. англичане снарядили несколько экспедиций на восток. В 1553 г. судно экспедиции Г. Уиллоуби под командой Ричарда Ченслера вошло в устье Северной Двины, что послужило началом англо-русских торговых отношений.

В конце XV в., когда русские поморы уже давно освоили суровый Северный океан, а норманны успели позабыть о плаваниях в Гренландию, гениальный фантазер с несокрушимой волей Христофор Колумб, отправившись на поиски западного пути в Индию, вторично открывает, сам того не ведая, Америку. Вместе с новым материком он открывает для человечества Атлантический океан, что было, тогда, пожалуй, важнее открытия Нового Света.

Вскоре некий испанский авантюрист по имени Васко Нуньес де Бальбоа, опасаясь от кредиторов, тайно добирается до Америки на корабле в ящике под видом товара. С небольшим отрядом он пересекает Панамский перешеек и выходит на западный берег Америки. В этот знаменательный день 1513 г. впервые перед европейцем открылись просторы неведомого до того времени Тихого океана. Через несколько лет в обмен за приобретенную славу Бальбоа теряет на плахе голову.

Вслед за Бальбоа появляется новый, не жалеющий жизни фанатик своей идеи, португалец Магеллан. Он уверен, что где-то на юге Америки есть проход в новый океан, который впервые увидел Бальбоа, и что, плывя по этому океану на запад, можно достичь Индии. Португальский король отказался снарядить экспедицию, предложенную Магелланом. Умело воспользовавшись враждой испанского и португальского королей, Магеллан добивается от испанского короля снаряжения морской экспедиции в обход Южной Америки для поисков западного пути к сказочным богатствам Индии.

Ни штормы, ни голод, ни даже вооруженное сопротивление капитанов, взбунтовавших команду одного из судов, не помешали Магеллану проникнуть в Тихий океан через опасный пролив, носящий теперь его имя. Магеллан погиб. Но одно из его судов все же обогнуло земной шар, совершив первое кругосветное путешествие. Судно ушло от берегов Испании на запад, а вернулось к родным берегам с востока. Благодаря гениальной настойчивости Магеллана Мировой океан был, наконец, открыт как единое и неразрывное целое. До этих пор за утверждение, что Земля представляет собой шар, ученые платили жизнью. Теперь оспаривать это было невозможно. После плавания Магеллана перед мореплавателями открылась широкая водная дорога к самым отдаленным берегам и островам.

Впрочем, у европейцев в овладении тихоокеанскими морскими путями были соперники. Древние обитатели Америки, пользуясь попутными ветрами и течениями, переправлялись с материка на острова Пасхи и другие клочки земли, затерянные в необозримых просторах океана. Полинезийцы на пирогах с балансиром плавали на дальние расстояния от одного острова к другому, пользуясь устойчиво дующими ветрами и ориентируясь по звездам, по сезонным перелетам птиц, по цвету морской воды и другим приметам. Впоследствии эти приметы стали хорошо знакомы морякам парусного флота всех стран. Пирога с балансиром была распространена во всей островной центральной части Тихого океана и в восточной части Индийского океана. Обитатели западных берегов Тихого океана - китайцы, начиная с III в. н. э., совершали дальние плавания с торговыми целями в Индию и Аравию, но на выход в открытый океан не решались.

Первое русское судно, вышедшее под начальством Василия Пояркова в Тихий океан, появилось в Охотском море в 1645 г. А уже в XVIII в. русские мореплаватели первыми проложили навигационные пути к тихоокеанским берегам Северной Америки и на всем их протяжении вплоть до Калифорнии основали свои колонии. Это, можно сказать, было третье по счету открытие Северной Америки.

Смелые плавания в северных морях предпринимались большей частью в поисках тюленей, маржей, белых медведей, котиков, каланов и китов; плавания в экваториальных и южных широтах совершались с целью овладения новыми землями, изобилующими золотом, серебром и пряностями, или открытия к ним более коротких морских путей. Но были и такие мореплаватели, которых не соблазняла нажива, а влекла слава первооткрывателей.

В открытии и освоении многих труднодоступных районов океана, и особенно в деле развития искусства мореплавания, значительная роль принадлежит пиратам.

Рискуя быть повешенными при поимке, пираты грабили торговые суда любой национальности. Корсары, флибустьеры и каперы были по существу такими же грабителями. Однако их разбойничья деятельность прикрывалась флагом какого-либо государства, которое во время войны предоставляло им право на уничтожение торговых судов противника. Захваченные враждебной стороной, корсары, в отличие от пиратов, рассматривались как военнопленные.

Пиратство существовало с древних времен. Одиссей с гордостью рассказывает, как он разграбил город киконов; греческий царь Менелай в "Илиаде" хвастается своим морским разбоем; скандинавы воспевают грабителей викингов; знаменитый поход аргонавтов в Колхиду за золотым руном был в сущности типичным пиратским набегом.

Несмотря на корыстные цели, которые преследовали пираты всех времен, человечество обязано им многими географическими открытиями.

Мелкие пиратские шайки объединялись в пиратские государства; такие государства в древности существовали в Средиземноморье, на островах Вест-Индии, на Коморских островах в Индийском океане и во многих других районах земного шара.

В Нидерландах гёзы, бедные дворяне, восставшие против испанской тирании, вели борьбу не только на суше, по и на море. Их легкие парусные суда бороздили волны всех морей, нападая на испанские купеческие корабли. Главные же операции гёзов были сосредоточены у южной оконечности Африки в районе мыса Доброй Надежды, на пути из Индии в Европу. Английские моряки называют этот мыс просто Кап (Cap); от этого слова суда гёзов, в отличие от пиратских, стали называть каперами.

Почти одновременно с гёзами начинают бороздить океан узаконенные пираты - английские каперы, а вслед за ними французские корсары и флибустьеры. Короли и церковь благословляли этих морских разбойников на грабежи при условии, что определенная часть награбленного поступит в государственную казну.

При Иване Грозном русские каперы были грозой купеческих судов в Балтийском море. Польша, вольный город Данциг и Швеция не раз объединялись, чтобы бороться с "ужасными корсарами царя Ивана". Полтораста лет спустя, при Петре I, русские суда также "каперили" в Балтийском море, отчисляя в казну по указу сената 62% добычи.

Века широкого развития мореплавания и великих географических открытий ознаменовались реальной и теоретической борьбой за "владение морем". Смотря по соотношению сил и обстоятельствам, государства провозглашали принцип свободы морей либо восставали против него. В 959 г. английский король Эдуард торжественно именовал себя императором и сеньором океана, а позднее королева Елизавета английская в ответ на протест испанского короля по поводу ограбления английским пиратом Дрейком Вест-Индских островов сослалась на Марциана, известного древнеримского юриста, жившего в III в. н. э.: "Et quidem naturali iure omnium communia sunt haec: aer, mare..." ("согласно естественному праву, море и воздух принадлежат всем"). Однако после опубликования в 1609 г. голландским юристом Гуго Гроциусом знаменитого труда "Mare liberium" ("Свободное море") Англия с ним не согласилась. При Карле I появился ответный труд Джона Сельдена "Mare clausum" ("Закрытое море"), а английское адмиралтейство потребовало даже ареста автора "Свободного моря". По инициативе России при Екатерине II европейскими державами была подписана декларация о вооруженном нейтралитете, содержавшая статью о свободе морей. С этого времени принцип свободы морей прочно вошел в международное право, но к сожалению, соблюдался не всегда, и даже сейчас можно назвать претендентов на владение не только морем, но и воздухом. Так, взгляды правящих кругов США в этом вопросе наглядно выражены в словах государственного секретаря Дина Раска: "Нам приходится заботиться о всех материках, океанах, атмосфере и космическом пространстве". Эту концепцию непрошенной заботы хорошо характеризует небезызвестный в международном праве эпитет: "falsa idea chiara" - ясная, но ложная идея.

С развитием мореплавания развивалась и наука о море, сперва в форме гидрографии. Ее первой задачей было обслуживание мореходов. Одним из первых "гидрографов" был русский князь Глеб, измеривший по льду в 1068 г. глубину и ширину Керченского пролива от Тмутаракани до Корчева (Керчь). На севере русские поморы издавна устанавливали по берегам опознавательные знаки в виде крестов, груд плавника или камней, известных под названием "гурий".

В первых веках нашего тысячелетия европейским мореплавателям становится известен компас, изобретенный китайцами, и чертятся первые карты - портуланы, долгое время остававшиеся секретом отдельных мореплавателей. Древнейшим экземпляром, сохранившимся до нашего времени, является карта Петруса Весконте, относящаяся к 1311 г., но, конечно, она была не первой. Лоции, или, как их называли, "периплии", появились, по-видимому, намного раньше карт. Периплии V в. н. э., известный под названием Стадиазмус, указывает, подобно современным лоциям, расстояния между портами, преобладающие ветры, описывает якорные стоянки и сообщает, где можно брать свежую воду. Если в современной лоции можно найти указание на радиостанции, передающие сведения о движении ураганов и прогнозы погоды, то в периплиях, в соответствии с эпохой, отмечены храмы и оракулы, у которых можно было получить предсказания о счастливом или неудачном плавании.

В 1154 г. арабский ученый Эдризи составляет для норманнского короля Сицилии Рожера II 70 карт Земли. Возможно, что это был первый географический атлас. Первый морской атлас под названием "Морское зеркало" был составлен датчанином Люкасом Вагенаером в 1584 г. В XVIII в. морская картография в Англии, а потом и в других странах переходит в руки государственных учреждений.

Огромную роль в развитии мореплавания и картографии сыграли изобретения секстана и хронометра. С помощью секстана можно было с большой точностью измерять высоту солнца и звезд над горизонтом для определения географической широты и местного времени. Хронометр хранил в себе точное время на первом меридиане: гринвичском, парижском или пулковском. Разница между местным временем, определенным по небесным светилам, и временем по хронометру указывала долготу места. Применение хронометра и компаса превратило искусство мореплавания в науку кораблевождения.

В начале XVIII в. в России была снаряжена Великая Северная экспедиция, и в этот же период были положены на карту моря Азовское, Черное, Каспийское, Охотское, Берингово и побережье Северного Ледовитого океана. Федоровым и Гвоздевым задолго до Беринга была измерена ширина Берингова пролива, отделяющего Азию от Америки. Берингом и Чириковым были составлены карты тихоокеанского берега Америки. Русские суда под начальством Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева проникли в южные полярные воды и открыли Антарктиду.

Итак, если на рубеже XV-XVI вв. океан был "открыт", то к началу XIX в. он был уже полностью освоен для судовождения.

Первая половина XIX в. была ознаменована многочисленными кругосветными плаваниями русских моряков, которые старательно занимались различными океанографическими исследованиями: измеряли глубины, температуру воды, ее плотность, наблюдали за волнением моря и, вероятно, первыми в мире собирали планктон.

Во второй половине XIX в. было положено начало целеустремленным исследованиям океанов и морей. Английская научная экспедиция на "Челленджере" во главе с Уайвилем Томсоном, дрейф Фритьофа Нансена на "Фраме" в полярных льдах, плавание "Витязя" под командой С. О. Макарова, исследования принца Монакского Альберта на судах "Л'Иронделль" и "Алис" открыли новую страницу физической географии земного шара. Родилась наука океанография, задача которой продолжать труд моряков и гидрографов и с течением времени раскрыть все тайны океанских глубин.

Борьба моря с сушей

Алчная волна. - Удивительное равновесие. - Море побывало везде. - Ширится океан или суша?

Эта борьба началась давно, с того времени, когда океанские впадины впервые стали наполняться водой. Приливы, вторгаясь на сушу, размывали берега и уносили с отливом оторванные от берега минеральные частицы. Штормовые волны, неутомимый прибой и прибрежные течения усиливали разрушительную работу приливов. Не довольствуясь прямым нападением, океан засылал в тыл противника отряды дождевых облаков. Питаемые дождями ручейки, горные потоки и более спокойные равнинные реки разрушали поверхность суши, перемалывали твердые скалы в гальку, песок и тончайшие частицы глины. Одновременно они растворяли все, что поддается растворению в породах, образующих сушу, и уже в жидком виде уносили свою добычу в океан. Разрушительная работа воды, начавшись многие сотни миллионов лет назад, продолжается и поныне.

Во всех частях света океан ведет с сушей "локальные войны", причиняющие человечеству, как и все войны, немало вреда. Главное оружие океана в этих войнах - волна. А волна, в свою очередь, увлекает в атаку донные отложения - гравий, песок, эти природные абразивы, которые подтачивают береговые утесы еще сильнее, чем сама волна. Недаром обрывистые берега геологи так и называют абразионными. Работа волны разнообразна. В одном месте она размывает пляжи и разрушает берега, в другом - заносит песком каналы и морские порты, если они построены без учета движения наносов, перемещаемых волной и прибрежными течениями.

Разрушительная работа моря. Развалины древней церкви на берегу Англии, сфотографированные в 1904 г.

Разрушительная работа моря. Развалины древней церкви на берегу Англии, сфотографированные в 1914 г. В 1919 г. от церкви не осталось и следа

На северо-восточном берегу Англии, в районе Шерингема, со времени римского владычества море продвинулось на 4-5 км. В настоящее время система дамб ограждает берег, но это оказывается недостаточным. Море продолжает наступать. Разрушает море и берега Бретани и Нормандии на противоположной стороне Ламанша.

В Северном море хорошо известен остров Гельголанд - вершина знаменитого "мокрого треугольника" (Куксгафен-Гельголанд-Вилъгельмсгафен) в системе германской обороны в первую и вторую мировые войны. Остров может служить образцом разрушительной деятельности моря. Площадь его, измеренная в 1079 г., составляла 900 км2. В настоящее время остров окружен скалистым мелководьем, которое образовалось при размыве его берегов, а площадь острова при 60-метровой высоте над уровнем моря меньше половины квадратного километра.

Часто море в одном месте размывает берега, а в другом - их наращивает. Так был совершенно занесен бразильский порт Цеара.

Иногда в одном и том же месте волны, в зависимости от своего характера, то размывают, то наращивают берег. Например, на французском берегу Сален де Жиро в Средиземном море, невдалеке от маяка ВьеФар, длинные штормовые волны за зиму наращивают берег на 30 м, а в течение лета при хорошей погоде невысокие короткие волны размывают его на 35 м. В итоге море ежегодно отвоевывает у суши 5 м. С 1807 г. море отняло в этом районе от суши полосу шириной в 670 м.

На Черном море был неудачно построен порт Очамчире. Вдоль кавказского берега Черного моря под действием волн почти непрерывно движется на юго-восток каменный поток гальки. Мимо каждой точки берега за год он переносит 30 тыс. м3 материала. И вот при постройке порта этот поток гидротехники перегородили молом, после чего по одну сторону мола галька стала накапливаться, делая пляж все шире и шире, а по другую - море сначала уничтожило пляж, а затем принялось разрушать коренной берег. Пришлось строить защитные сооружения. Нечто похожее произошло и с Сочинским портом. На участке Туапсе - Адлер протяженностью 100 км для укрепления берега было построено 4 км волноломов, 45 волноотбойиых ряжей и 350 бун. В течение нескольких лет многие из этих сооружений были деформированы, подмыты, а частью разрушены. Еще большая неудача постигла небольшие порты Швентое на Балтийском и Каспийск - на Каспийском море. Их стало заносить песком.

Неудивительно поэтому, что ученые сейчас настойчиво работают над изучением прибрежного волнения, движения наносов и развития береговой черты с целью разработки теоретических основ для возведения морских гидротехнических сооружений. В этой области во многих странах было допущено немало "железобетонных ошибок", как выразился один из докладчиков на Международном симпозиуме гидротехников.

После войны по предложению академика П. П. Ширшова, в то время министра морского флота, в Институте океанологии АН СССР был организован береговой отдел. В отделе под руководством В. П. Зенковича разработаны теоретические схемы перестройки профиля побережья и береговой линии во время волнения того или иного вида, дающие возможность составить представление о перемещении наносов в любой фазе шторма по волнограммам поверхностных волн. Работы советских океанологов в этой области были высоко оценены на Международном навигационном конгрессе в Балтиморе (США), а разработанный ими метод люминесцентного мечения материала наносов был рекомендован для всеобщего применения.

Грозен прибой на берегу океана. В штормовую погоду волна иной раз, словно детские кубики, отбрасывает бетонные блоки портовых дамб весом в сотни и даже тысячи тонн. Однако волны и течения разрушают берега намного медленнее, чем дождевая вода и реки размывают поверхность суши. Подсчитано, что волны и течения ежегодно отрывают от берегов примерно 1,5 км3, тогда как реки выносят в море более 12 км3 твердого материала в год. Кроме того, реки ежегодно уносят в океан 3300 млн. т растворенных веществ (кремния, железа, алюминия, фосфора, кальция, магния, азота и пр.).

Кальций и кремний извлекаются из морской воды мелкими растительными и животными организмами. Из этих веществ они строят свои скелеты, панцири и створки. Организмы отмирают, разлагаются, а скелеты их погружаются на дно океана.

Осадки во многих глубоководных частях океана, удаленных от берега, состоят почти исключительно из твердых остатков пелагических (живущих в толще воды) организмов. За 1000 лет отлагается слой пелагических осадков толщиной в 5-7 мм. Осадки на материковой отмели образованы преимущественно терригенным материалом - минеральными частицами, оторванными водой от поверхности суши. Со дна материковой отмели они часто относятся течением на большие глубины.

Береговая дамба, разрушенная прибоем

При такой скорости накопления осадков общее их количество на дне океана за 2 млрд. лет существования земной коры составило бы около 800-900 млн. км3. Эта огромная масса донных океанских отложений примерно в шесть раз превосходит объем суши, возвышающейся в наше время над уровнем моря. Если ученые правильно подсчитали количество материала, смытого с суши водой и затем осевшего на океанское дно, то на первый взгляд можно подумать, что от материков не должно остаться и следа. Однако материки существуют и, очевидно, дальше будут существовать. Нет ли в подсчетах ошибки? Может быть и есть, но, вероятно, не очень большая.

Если распределить эту огромную массу осадков по всей площади глубоководных океанских бассейнов, она должна была бы образовать слой толщиной около 3 км. Казалось бы, что такой слой должен почти сравнять дно океанских бассейнов с сушей, вытеснить из них воду и затопить почти весь земной шар. Ни того, ни другого, как мы знаем, не случилось.

Оказывается, уровень океана относительно суши регулируется, можно сказать, автоматически, благодаря тому, что под земной корой, как под ложем океана, так и под материками, находится пластичное подкоровое вещество. Погруженная в него земная кора может находиться в равновесии лишь при условии, что давление столба земной коры на подкоровое вещество в любом месте земного шара будет одинаково. Столб океанской воды весит меньше, чем столб такой же высоты, вырезанный в толще материка. Чтобы выравнять давление на подкоровое вещество того и другого столба, необходимо сделать кору под ложем океана плотнее и тяжелее, чем кора под основанием материков. Так природа и поступила. О том, как это произошло, можно строить любые догадки, но так или иначе в области океана твердая земная кора состоит преимущественно из тяжелого вещества типа базальта, удельный вес которого равен 3,0, в области же материков кора образована преимущественно белее легкими гранитными породами с удельным весом от 2,7 до 2,9. Пониженный удельный вес придает материкам плавучесть, благодаря чему они, подобно поплавкам, не тонут в подстилающем их подкоровом веществе.

Итак, несмотря на огромное количество осадков, заполнявших океанские бассейны, океан не затопил всю поверхность земного шара. Как это могло случиться?

По мере накопления осадков на дне океана уровень его медленно поднимался, но лишь до известного предела. Затем наступал момент, когда равновесие нарушалось. Под тяжестью осадков земная кора у края материков прогибалась, а иногда разламывалась, дно океана начинало оседать, вытесняя этим во все стороны подкоровое вещество, материки же одновременно для компенсации начинали всплывать. Этот двойной процесс продолжался до тех пор, пока вновь не устанавливалось изостатическое равновесие. Чтобы сохранить равновесие при оседании земной коры под океаном, скажем, на 175 м, материки под воздействием вытесненного в их сторону подкорового вещества должны подняться на 500 м. Это только в результате соотношения площадей океана и суши, без учета удельных весов океанической и материковой земной коры.

Геологическая история Земли - это история непрерывной борьбы Нептуна с Плутоном. Подземные силы, до сих пор до конца не разгаданные наукой, вздымали на поверхности Земли и на дне океана горные хребты, вулканы и, в противовес погружению океанского дна, поднимали материки. Могучий океан размывал берега и время от времени вторгался на сушу, затопляя на миллионы лет огромные территории. Это были "тотальные войны", которые океан объявлял суше. Без ошибки, пожалуй, можно сказать, что на Земле почти нет такого места, где бы в какой-либо геологический период не бушевали волны океанов и морей. На севере Индии, в Гималайских горах, на высоте 2300 м найдены известняки, образовавшиеся из раковин и скелетов морских организмов; советская памирская геологическая экспедиция недавно обнаружила на высоте 4000 м хорошо сохранившиеся остатки древних морских кораллов; под болотистыми равнинами полуострова Флориды в Северной Америке скрыты коралловые скалы; в Европе и, в частности, в СССР встречаются меловые горы, выросшие из створок фораминифер - мельчайших морских животных, и залежи солей, отложенные высохшими морями. Курские железные и чиатурские железо-марганцевые руды образовались па дне морей. Даже на месте нашей Москвы около 20 млн. лет назад расстилалось огромное солоноватое внутриконтинентальное море. О всех наступлениях моря на сушу и его отступлениях или, как говорят, морских трансгрессиях и регрессиях наглядно свидетельствуют оставленные морем следы. Это отложения солей, ила, песка, известковых скелетов. Уплотняясь, эти осадки, с течением времени превращались в сланцы, песчаник, мел и мрамор, которые поэтому получили название твердых осадочных пород. После того как дно моря снова становилось сушей, соли и осадочные породы вновь подвергались дроблению, размыванию, растворению, и весь цикл начинался сначала.

Жизнь, как мы знаем, возникла в океане. Условия, в которых она возникла, разгадал академик А. И. Опарин. Научная интуиция позволила ему заглянуть далеко в глубь биологической истории Земли. Наступления океана на материки и последующие отступления способствовали выходу морских животных на сушу.

Однако вернемся к колебаниям уровня океана. Другой причиной, значительно менявшей его уровень, был лед, который в периоды оледенений отнимал у океанов огромные массы воды.

Наша планета пережила четыре ледниковых периода. Трудно что-нибудь сказать о положении уровня океана во время первых трех ледниковых периодов, они были очень давно. Четвертое оледенение, конец которого мы переживаем сейчас, во время своего максимального развития, по мнению большинства ученых, понизило уровень океана примерно на 150 м.

Последнее оледенение прерывалось периодами значительного потепления климата. В межледниковые периоды лед таял, ледники отступали, а море надвигалось на сушу.

Многочисленные следы межледниковых трансгрессий моря мы и сейчас находим на поверхности суши. Это остатки морских организмов, береговые террасы, созданные морским прибоем, и волноприбойные ниши в скалах, расположенные высоко над уровнем моря и нередко далеко от берега. В Италии геологам известен так называемый Калабрийский пляж, бывшая береговая терраса, находящаяся сейчас на высоте 180 м. В Норвегии на о. Торгаттен туристам показывают пещеру, расположенную на высоте 130 м. Длина ее 177 м, объем 135 тыс. м3. Можно себе представить, сколько времени потребовалось морю для того, чтобы совершить такую огромную разрушительную работу.

Следов низкого уровня моря, скрытых под водой, найдено гораздо меньше. Осадки, отложенные морем после подъема уровня, скрыли древние береговые террасы, пещеры и другие признаки неутомимой деятельности отступившего на время моря. К тому же сравнительно небольшие глубины материковой отмели еще мало исследованы.

На дне современных морей местами удается встретить следы пребывания человека и наземных животных, убедительно доказывающих, что здесь некогда была суша. Над Доггер-банкой в Северном море глубина достигает сейчас нескольких десятков метров. Эта банка широко известна благодаря тому, что в первую мировую войну около нее произошло большое морское сражение, и еще больше известна тем, что сотни рыболовных судов почти круглый год ловят на ней сельдь. Тралы и дрифтерные сети рыбаков, задевая дно, нередко приносят первобытные орудия, изготовленные человеком каменного века, кости крупных животных, стволы и корни деревьев и даже куски торфа, который мог образоваться только в пресноводном болоте. Исследования береговой зоны Средиземного моря также когда-нибудь откроют особенности жизни и быта палеолитического человека, который жил в пещерах на берегу отступившего моря и занимался охотой на оленей, медведей и диких быков, сбором съедобных моллюсков и рыбной ловлей.

В настоящее время ледники Антарктики, Гренландии и высокогорные ледники в умеренных и тропических странах связывают около 30 млн. км3 воды. Если бы все ледники растаяли, уровень океана поднялся бы на 56 м; около 1/8 поверхности суши было бы затоплено морской водой.

Земля переживает сейчас конец четвертого оледенения. С небольшими пульсациями в ту или другую сторону климат меняется в сторону потепления. Ледники медленно, но верно отступают, а количество воды в океане все увеличивается. Годовое повышение уровня в разных частях океана за последние 25 лет колеблется от 0 до 11 мм в год, а в среднем по всему океану составляет 1,2 мм. Что ж, может быть, начинается новое наступление Мирового океана на сушу!

Мы знаем, сколько сейчас воды в океане, сколько ее сковано льдами, содержится в реках и озерах и носится в атмосфере. Предположительно знаем, сколько воды заключено в земной коре. Однако всегда ли было столько воды? Увеличивается, уменьшается или остается без изменений общее ее количество на Земле? На этот счет нет в науке единого мнения.

Те, кто считает, что основная масса воды выделилась при формировании земной коры, полагают, что количество ее практически не меняется; другие представляют себе, что вода заполняла океаны постепенно на протяжении долгих геологических периодов, и процесс этот заметным образом должен продолжаться и в наше время.

Прибывает ли все-таки вода сейчас? Да, прибывает, но в ничтожном количестве, не имеющем практического значения. По мнению академика А. П. Виноградова, при выплавлении базальтов во время вулканических извержений выделяется 5-10% водяного пара. Голландский геолог Кюенен подсчитал, что приход такой ювенильной воды не превышает 0,25 км3 в год. По сравнению с объемом океана это величина незаметная.

Сейчас же возникает и другой вопрос - расходуется ли куда-нибудь вода? Вода химически связывается при выветривании минералов и разлагается на водород и кислород в атмосфере электрическими разрядами молний и, кроме того, по мнению аргентинского ученого Гейнсгеймера, под действием космических лучей. Весьма вероятно, что водород, освободившийся при разложении водяных паров, покидает Землю и теряется в космическом пространстве. Однако количественно оценить этот расход воды затруднительно. Во всяком случае и приход и расход воды, на которые было указано, так невелики, что существенного влияния на уровень океана сейчас не оказывают.

Итак, количество воды на нашей планете, по всей видимости, остается практически неизменным. Таково мнение академиков В. И. Вернадского и А. П. Виноградова.

Механическая и химическая способность воды разрушать материки огромна. Борьба между водой и сушей на Земле давно окончилась бы полной победой океана, от материков не осталось бы следа, если бы в этой борьбе не принимали участие неведомые нам пока потоки подкорового вещества, подстилающего ложе океана и основания материков. Значительные колебания уровня океана неледникового происхождения, не раз вызывавшие мощные морские трансгрессии и регрессии, нельзя объяснить иначе, как действием этих подкоровых потоков на рельеф пластичной земной коры.

Однако между учеными существуют две противоположные точки зрения относительно результатов воздействия подкоровых процессов на соотношение на Земле площадей, занимаемых сушей и океаном.

Одни ученые считают, что суша постепенно расширяется за счет океана, и доказывают это тем, что посередине материков находятся более древние основные породы, а по краям - более молодые. Значит, они образовались позднее, оттеснили океан и присоединились к суше. Другие, наоборот, утверждают, что края материков постепенно или время от времени огромными блоками погружаются в воды океана, чему тоже есть немало доказательств, и таким образом поверхность суши уменьшается. К сожалению, решить этот спор наука пока не может, и чей будет верх в борьбе моря с сушей - предсказать сейчас невозможно. Борьба Нептуна с Плутоном еще не окончена.

Незримый континент

Все не так, как на суше. - Борта океана. - Опять дрейф материков. - Странные горы. - Подводные лавины. - Глубоководные желоба. - Трещина длиной 70 000 км. - Загадка земной коры

В два раза больше поверхности Марса, в девять раз больше поверхности Луны - такова территория нашей планеты, залитая солеными водами морей и океанов. Вся суша на Земле уступает по площади одному только Тихому океану. Каков же он, этот скрытый от человеческого глаза подводный ландшафт?

Представим себе на время, что океаны и моря вдруг высохли, превратились в "лунные моря". Материки теперь покажутся нам горными плато, которые возвышаются на 5-6 км над освобожденной от воды "поверхностью" Земли. Окраина этих плато сначала полого, под углом в несколько градусов, а потом очень круто, под углом в 20-40 º, спускается к "бывшему" дну океана. Будем, однако, называть эти окраинные части материковых плато их обычными названиями. Отлогая часть - это материковая отмель, она является как бы продолжением материковых равнин; ширина ее достигает местами 200 км, а в среднем равна 75 км. Обрыв носит название материкового склона, он начинается на глубине 100-200 м от поверхности океана, а над дном возвышается на 4-5 км. Это, если так можно выразиться, борта океана.

Недавно (1958, 1965 гг.) английские ученые С. Кери, Э. Булард и другие сопоставили очертания материков Северной и Южной Америки, Африки и Европы не по береговой линии, а по 500-метровой изобате (линия равных глубин) материкового склона. И что же оказалось? Цоколи материков сошлись, как говорят, впритирку. Это можно, пожалуй, считать довольно убедительным доказательством того, что некогда материки составляли единое целое, потом разломились и разошлись.

Впрочем, противники дрейфа материков говорят: совершенно невероятно, чтобы части расколовшейся некогда суши могли на протяжении сотен миллионов лет сохранить свои начальные очертания. На это сторонники дрейфа отвечают: еще более невероятно, чтобы материки с их цоколем могли с течением времени чисто случайно приобрести столь совпадающие очертания. Словом, спор о происхождении и развитии океанов и материков еще не завершен.

К тому же, после того как количество палеомагнитных наблюдений значительно возросло, возникла новая гипотеза о миграции магнитных полюсов. Действительно, во многих районах земного шара, в том числе и на дне океана, были обнаружены породы, намагниченные так, как будто Северный магнитный полюс находился на месте Южного и наоборот. Обнаружены также породы переходного периода, намагничение которых происходило в периоды перемещения полюсов. На основании этих исследований возникло предположение, что за последние 4 млн. лет существовало два периода "нормального", то есть современного расположения магнитных полюсов и два периода обратного их расположения. Следы перемещения полюсов найдены и в мезозойских породах. Таким образом, палео-магнитные явления можно объяснить и помимо дрейфа материков.

Между прочим, Б. Хизен, Драгослав Нинкович и Н. Опдайк (США), исследовав несколько тысяч образцов, поднятых со дна океана, пришли к заключению, что в геологической истории Земли были периоды, когда ее магнитное поле на время совершенно исчезало. По их предположению, в эти периоды на Земле, утратившей "магнитную изоляцию", которая защищает ее от космических лучей, как раз и происходили биологические мутации, резко изменявшие формы земной жизни в мезозое и палеозое.

Материковый склон скалист, образует много неровных уступов, ступеней и изрезан глубокими оврагами, носящими название подводных каньонов. О происхождении их тоже ведутся споры. Одни полагают, что это бывшие долины рек, затопленные при повышении уровня океана; другие считают, что их прорезали подводные "лавины", "мутьевые потоки", представляющие собой смесь донных осадков с водой; третьи видят в них разрывы земной коры.

Надо сказать, что мутьевые потоки в океане весьма характерное явление. Следы перенесенных ими материалов - терригеныых осадков материковой отмели - встречаются часто на очень больших расстояниях от места вероятного их возникновения.

В 1929 г. к югу от Ньюфаундлендской банки произошло подводное землетрясение. На склоне материковой отмели начался оползень, превратившийся в мощный мутьевой поток. Он в клочья разорвал восемь подводных телеграфных кабелей на расстоянии до 500 км. Последний разрыв произошел через несколько часов после землетрясения. Начальная скорость мутьевого потока достигала 27 км в час.

В 1953 г. мутьевые потоки, вызванные землетрясением в районе г. Сува на островах Фиджи, повредили телеграфный кабель на протяжении 100 км и сместили его в сторону на 3,5 км. Скорость мутьевого потока достигла 18 км в час.

Впрочем, мелкие взвеси, скорость осаждения которых иногда не превышает нескольких десятков сантиметров в сутки, могут быть отнесены очень далеко от места своего происхождения даже медленными океанскими течениями. Например, частица, погружаясь со скоростью 1 м в сутки, достигнет дна при глубине 6000 м через 16,5 лет. Трудно представить себе, куда за это время унесут ее неизведанные глубинные течения.

У подножья материкового склона часто расположены глубоководные желоба. В них мы встречаем наибольшие глубины океана. Таких желобов больше двух десятков, большая часть их находится в Тихом океане. Несколько желобов были открыты советскими экспедициями. Длина желобов 1000-2000 км, а ширина всего 20-30 км. В поперечном разрезе они имеют форму латинской буквы V, дно у них плоское, шириной не более 3-4 км; оно глубже дна океана на 3-4 км. Несмотря на это со дна желобов выделяется меньшее количество геотермического тепла, чем в других областях океанского дна. Из этого делают вывод, что желоба образовались в результате погружения узких полос земной коры, оттеснивших вещество мантии, подстилающей земную кору. В Марианском желобе в Тихом океане советские океанологи нашли глубину 11034 м. Это пока наибольшая, известная нам глубина океана. Позднее на дно этого желоба на глубину 10910 м опустился батискаф "Триест". Несколько глубоководных желобов тщательно изучены советскими океанологическими экспедициями. Надо сказать, что на поверхности суши подобных трещин в земной коре, хоть сколько-нибудь похожих на океанские глубоководные желоба, нигде нет.

Глубоководные желоба большей частью расположены вблизи краевых горных хребтов, окаймляющих материки, или около островных дуг, возвышающихся над поверхностью океана.

От подножия материкового склона или за островными дугами и желобами начинаются просторы океанского ложа. Это огромные равнины, самые большие равнины на нашей планете. Для примера можно сказать, что океанографическое судно "Петр Лебедев", обследовав абиссальную (глубоководную) равнину площадью 96 000 км2 между Бермудскими островами и Срединно-Атлантическим хребтом, не нашло на нем уклонов, превышающих 10 градусных минут. Среди абиссальных равнин встречаются, однако, возвышенности, широкие валы и горные хребты. Они разделяют ложе океана на ряд котловин.

Валы - это поднятия с очень пологими склонами. Их высота - до 500-1000 м. Местами на них возвышаются конусообразные горы, кое-где выходящие на поверхность океана в виде островов. Это бывшие вулканы, часто увенчанные мощными коралловыми постройками.

Относительно того, как образовались коралловые острова, существует несколько гипотез. Скорее всего это происходило так. На мелководье у скалистого островка поселялись коралловые полипы. Отмирая, они оставляли известковые скелеты, на которых росли следующие поколения этих животных. Когда остров по каким-либо причинам начинал погружаться в воду, кораллы торопились расти вверх, чтобы не погибнуть, так как им необходимы свет и теплая вода. Чем глубже погружался остров, тем выше делалась коралловая надстройка. Если остров погружался слишком быстро, кораллы погибали; если медленно, они продолжали расти. Например, на знаменитом атолле Бикини, где США испытывали ядерное оружие, толщина кораллового слоя достигла 600 м. Здесь рост кораллов не отставал от погружения островка. А вот на подводном пике Миклухи Маклая, открытом экспедицией на "Витязе", кораллы погибли. Над вершиной этого пика 243 м воды, а его откосы до глубины 500 м образованы отмершими кораллами. Очевидно, пик погружался слишком быстро. Причины погружения таких пиков не совсем ясны. Вероятней всего, под ними почему-то прогибалось и оседало океанское дно.

Коралловые рифы растут со скоростью до 5 см в год, в зависимости от местных условий. В отложении известняка им помогают соседствующие с ними некоторые морские водоросли. В тропических водах те и другие совместными усилиями окружили прочными стенами коралловых рифов почти все острова и берега материков. Кораллы - это настоящие живые фабрики известняка.

У многих одиночных подводных гор вершины плоские, словно срезанные ножом. Такие горы по имени французского геолога называют гюйо. Считается, что некогда эти горы возвышались над поверхностью океана, сильный прибой срезал, выровнял их вершины, а потом они погрузились в воды океана и в таком виде сохранились до нашего времени. Их насчитывают сейчас около тысячи. На суше подобных гор нет.

Подводные горы в океане большей частью вулканического происхождения. Многие из них поднимаются над поверхностью океана, образуют острова и группы островов. Среди них хорошо известны Азорские острова в Атлантическом океане, Гавайские острова в Тихом океане. Вершины гор, возвышающиеся над этими островами, если измерить их высоту над дном океана, выше многих гор на суше. Так, высота одного из Азорских островов - 9000 м (2500 м над уровнем океана), тогда как высота Джомолунгмы (Эверест) - 8848 м.

Совершенно особняком среди таких заброшенных в океане островов вулканического происхождения стоит группа Сейшельских островов в Индийском океане. Это единственные океанские острова, сложенные гранитами, как материки. Возраст сейшельских гранитов 650 млн. лет. Происхождение этих островов - загадка для геологов, так как их окружает базальтовая кора под дном океана, а до гранитов ближайшего берега Африки около полутора тысяч километров. Некоторые ученые видят в этих островах доказательство дрейфа материков. Острова оторвались от Африки и почему-то остались на месте, тогда как сам материк "уплыл" на запад. Другие считают, что часть древней суши, связывавшая острова с Африкой, погрузилась в море, а гранитный слой, присущий всем материкам, метаморфизовался, изменил свою природу. Сейшельские острова называют микроконтинентом.

Еще одно неизвестное на суше горное сооружение - это срединные хребты. Они протянулись по всем океанам и представляют собой подлинно планетарную систему подводных горных хребтов. Предполагают, что они образовались и продолжают развиваться в зонах, где земная кора подвергалась и подвергается одновременно растяжению, вспучиванию и выплавлению.

Схема рифтовых долин - разломов земной коры, рассекающих подводные горные хребты. В зоне разломов - очаги землетрясений

Лучше всего изучен Срединно-Атлантический хребет, разделивший океан на две котловины - западную и восточную. Вместе с довольно пологими склонами он занимает треть ширины океана, а его высота 3-4 км. Объем этого горного хребта так велик, что если бы его убрать, уровень океана понизился бы на несколько десятков метров. Хребет рассекает продольная трещина. Ширина ее в верхней части 30-40 км, глубина, считая от вершины хребта, около 1800 м. Такие же трещины, хотя и не везде отчетливо выраженные, обнаружены в срединных хребтах других океанов. Американские геологи подсчитали, что общая длина трещины, рассекающей срединные хребты всех океанов, достигает 70 тыс. км.

Сторонники гипотезы расширяющейся Земли считают описанную трещину или, как ее называют, рифтовую долину, убедительным доказательством своей гипотезы. По их мнению, под срединными хребтами из верхней части мантии поднимаются потоки магмы и, расходясь потом в стороны, раздвигают земную кору. Через трещину выплавляются магматические породы, постепенно увеличивающие объем хребта. На океанографическом конгрессе была высказана мысль о рифтовом происхождении Атлантического и Индийского океанов.

Гипотеза расширяющейся Земли диаметрально противоположна гипотезе сжимающейся Земли, о которой мы говорили в очерке "Рождение океана". Надо, однако, сказать, что силы, заставляющие Землю расширяться, не особенно ясны. Иногда ссылаются, например, на французского физика Дирака, который считал, что по мере "старения" космических тел сила тяжести на них уменьшается, что и влечет за собой их расширение.

В области срединных хребтов часто происходят землетрясения, фокусы которых расположены неглубоко: на глубинах около 60-100 км. Выделение геотермического тепла в рифтовых долинах на этих хребтах в несколько раз превышает выделение тепла с равнинного ложа океана.

Может быть, здесь кстати будет вспомнить, что около двух столетий назад многие ученые считали, что главным источником энергии на Земле, в том числе и органической, служит внутреннее тепло планеты. Бюффон, например, утверждал, что в некоторые эпохи почва подогревала подошвы животных. Одним из первых, кто восстановил величественное Солнце в своих правах и отверг преобладающую роль внутреннего тепла Земли, был Рош де Лиль (1779г.).

На океанском ложе известны также узкие высокие хребты с крутыми склонами. Это глыбовые хребты. Они не подвержены землетрясениям. К их числу относится хребет Ломоносова, открытый советскими океанологами в Северном Ледовитом океане. Последняя разновидность океанских хребтов - цепочки вулканов на общем цоколе. Гавайские острова, упомянутые выше, представляют собой составную часть одного из таких хребтов.

Итак, мы познакомились с крупными формами рельефа океанского дна. Некоторые из них, как мы уже знаем, вулканического происхождения, другие представляют собой глыбовые поднятия, погружения или сдвиги, вызванные потоками подкорового вещества. Гигантские плиты или глыбы, образующие океанское дно, соединены между собой длинными узкими швами, которые называют зонами разломов.

Рельеф дна оказывает большое влияние на направление морских течений, на водообмен между отдельными частями океана. Приметные детали подводного рельефа служат для контроля при определении местонахождения корабля в море. Наконец, рельеф дна позволяет судить о развитии земной коры. Карты глубин материковой отмели начали составлять давно, так как это было необходимо для плавания судов. Но первое обобщение глубин, измеренных в открытом океане, было выполнено М. Рыкачевым в 1881 г., а первые систематические измерения больших глубин - в 1865-1870 гг. русскими корветами "Аскольд" и "Варяг", за 8-9 лет до плавания "Челленджера". За последние годы американские ученые составили карту дна Атлантического океана, а советские океанологи - карту дна Тихого океана. Для составления столь же подробной карты Индийского океана, менее изученного, потребуется еще немало объединенных усилий океанологов всех стран.

Дно океана покрыто рыхлыми осадками. На материковой отмели и на материковом склоне это в основном терригенные отложения - песок, ил, вынесенные с суши. В открытых частях океана преобладают пелагические осадки, образованные скелетами и раковинами отмерших организмов. К ним местами примешиваются терригенные отложения, вынесенные мутъевыми потоками, и застывшие потоки лавы. Около 70% глубоководного океанского дна покрыто пелагическими осадками, образованными твердыми остатками отмерших пелагических организмов (живущих в толще воды), и около 1/3 - красной глиной, нигде не встречающейся на суше. Мощные слои пелагических осадков отлагаются в зоне изобилующих живыми организмами океанских течений - Экваториальных, Гольфстрима, Куросио и др.

Рыхлые осадки в океане образуют слой в несколько сот метров. На склонах подводных гор, в ущельях толщина их достигает 1-2 км. Под ними находится толстый слой, как долгое время предполагали, уплотненных осадков. Это так называемый, пока довольно таинственный "второй слой". Сейчас возникли сомнения, не содержит ли он в себе значительную часть вулканических пород, метаморфизированных с донными осадками, особенно в области подводных холмов и валов.

Ниже расположен базальтовый слой земной коры Представление о такой слоистой структуре океанского дна получено путем сейсмического зондирования. Метод зон-дироваггия основан на двух особенностях распространения звуковой волны: чем плотнее вещество, тем больше в нем скорость звука; при переходе из одной среды в другую происходит преломление и отражение звуковой волны. При сейсмическом зондировании производится подводный взрыв, после чего по промежуткам времени между моментом взрыва и возвращением отраженного эха судят о толщине и физической природе слоев океанского дна.

Исследования показали, что скорость звуковой волны в морской воде - около 1,5 км/сек, в слое рыхлых осадков - 1,8-2,1 км/сек, в уплотненных осадках - 5,0- 5,5 км/сек, а в нижнем, базальтовом слое коры - 6,5- 7,0 км/сек. Под земной корой находится так называемая мантия, простирающаяся до глубины 2900 км. От земной коры мантию отделяет резкая граница, названная по имени югославского ученого разделом Мохоровичича. Скорость звука в верхней мантии - 8,3 км/сек.

Измерив скорость распространения звука в слоях океанической земной коры, в лабораториях экспериментальным путем определили, каким примерно веществам она соответствует. Таким путем было установлено, что рыхлые и уплотненные осадки на дне океана вероятней всего подстилает слой базальта. Определена была также толщина земной коры под океаном. Она оказалась равной 5 км, тогда как под материками ее толщина достигает 30-40 км, а под высокими горами на суше - даже 60-70 км. В центральной части Черного моря слой Мохоровичича находится на глубине 22 км, а толщина осадков достигает 12 км, в чем наглядно сказывается роль материкового речного стока.

Большую помощь геологам в измерении толщины земной коры оказали, как ни странно, землетрясения. Распространение в земной коре сейсмических волн, вызванных землетрясениями, позволило не только "просветить" насквозь земную кору, но и заглянуть в самый центр планеты, нащупав нижнюю границу мантии и физическое состояние центрального ядра Земли.

В настоящее время по предложению советских ученых разработан международный план совместных исследований земной коры, получивший название плана "верхней мантии" или плана "Мохо" (Мохоровичича). По этому плану в СССР намечено бурение сверхглубоких скважин в Карелии, в районах Урала, Кавказа, Казахстана и на Дальнем Востоке на берегу Тихого океана. Американские геофизики начали бурение земной коры там, где она всего тоньше - в океане. С судна, поставленного па якорь в Атлантике у о. Гваделупа при глубине океана 3500 м удалось пробурить слой осадков толщиной 195 м и проникнуть в подстилающий его базальт пока всего на 13 м. После этого бурение пришлось прекратить. Образец глубинного базальта был прислан в Академию наук СССР. В Тихом океане, у берегов Калифорнии при глубине моря 1000 м бур проник в дно океана на 316 м, но базальта не достиг. По техническим причинам бурение было приостановлено и здесь.

Академик А. П. Виноградов в докладе на Международном океанографическом конгрессе в Москве, исходя из гипотезы холодного образования Земли, нарисовал убедительную картину образования земной коры. Вещества горных пород земной коры, вода и газы появились в результате зонного выплавления и дегазации вещества верхней мантии. При выплавлении происходило расщепление вещества на тугоплавкие (дуниты, перидотит), легкоплавкие (базальт) и летучие вещества. Первые оставались внизу, легкоплавкие поднимались к поверхности, формируя первичную земную кору и выделяя воду, заполнявшую океанские впадины. По мнению А. П. Виноградова, суша и вода океанов - изначальные формы земной коры.

Интересный доклад о составе океанической земной коры сделали на том же конгрессе супруги А. и С. Энгель (США). Нижняя часть коры образована потоком толеитовой магмы, выплавленной из верхней мантии. Океанические толеиты близки по своему составу к посланцам космоса - базальтовым ахондритам метеоров. Над первичными толеитами расположены щелочные базальты, продукт переработки толеитов при выделении минеральных растворов и дегазации вещества во время вулканической деятельности. Таким образом, горные хребты и одиночные горы на дне океана по своему химическому составу весьма отличны от основной толеитовой коры. Различен химический состав нижних слоев океанической и материковой коры.

Много еще непонятного на дне океана. Например, небольшие валы рыхлых осадков высотой в десятки метров, расположенные на расстоянии сотен метров друг от друга. Они, словно волны, застывшие на дне моря. Что послужило причиной образования этих подводных валов - неизвестно. Единственное предположение - их создали глубоководные приливные течения. Однако такие валы найдены на дне Черного моря, куда приливные течения не проникают.

На дне океана, так не похожем на поверхность суши, сделано немало удивительных находок. Это, например, силикатные и еще так называемые космические шарики. Средний размер последних 90 мк, они содержат в себе никель. О происхождении шариков до сих пор ведутся споры. На дне Тихого и Индийского океанов, на огромных площадях, обнаружены скопления железо-марганцевых конкреций, желваков размером с обыкновенную картофелину. Некоторые участки дна океана, по выражению советских океанологов, вымощены конкрециями, как булыжником мостовая. В конкрециях часто заключены зубы акул, живших более 2 млн. лет назад, и зерна основных пород.

Нарастают конкреции слоями - 1 мм за 1000 лет. Донные осадки за такой же срок образуют слой 8-10 мм. Казалось, конкреции должны быть погребены под слоем рыхлых осадков. Однако какой-то непонятный механизм выталкивает их, заставляет "всплывать" на поверхность дна. Правда, лишь до известного размера конкреций, при котором механизм всплывания перестает работать. Это происходит в возрасте конкреции около 5 млн. лет. Конкреции содержат в себе редкие металлы: кобальт, никель, медь и другие, причем относительное содержание их в различных частях океана разное.

Возвращаясь к донным осадкам, можно сказать, что в них заключена подлинная летопись океана, геологическая и биологическая в то же время, а вместе с тем отчасти и летопись всей Земли. Миллионы лет на дне океана отлагались продукты выветривания земной коры, их выносили реки, льды и ветры; отмирающие организмы устилали дно своими скелетами; вулканические извержения заливали его лавами, покрывали пеплом; на дне возникали различные химические соединения. Само собой разумеется, что в различных зонах океана преобладали те или иные процессы накопления осадков, но повсюду характер накопления осадков с течением времени менялся, а потому осадки образованы многими слоями, нередко весьма отличными друг от друга.

По наслоениям донных осадков можно судить об уровне океана в отдаленные времена, так как увеличение терригенных осадков в открытых частях океана указывает на приближение материковой отмели и, следовательно, на понижение уровня, и наоборот. Отложение теплолюбивых и холоднолюбивых организмов свидетельствует об изменении температуры океанской воды и, следовательно, климата. Скорость накопления органогенных осадков говорит о продуктивности океана и, таким образом, тоже косвенно указывает на климатический режим. По органогенным осадкам можно судить об изменении и перемещении океанских течений. Слои донных осадков в Арктическом бассейне рассказывают о том, что доступ в пего теплым атлантическим водам прекращался дважды за последние 50 тыс. лет. По отложениям пыли, принесенной с удаленных материков, можно составить представление о преобладающих ветрах и общей циркуляции атмосферы и т. д.

В накоплении донных осадков местами случались длительные перерывы; о них говорят затвердевшие слои, насыщенные окисями марганца и железа. Иногда встречаются перевернутые осадки - более поздние подстилают более ранние. Однако в целом дно океана, не подверженное такому энергичному выветриванию и такой мощной эрозии, как суша, бережно хранит в себе историю отдаленных геологических эпох. Изучение морских осадков и структуры океанической земной коры даст ключ к пониманию многих геологических процессов в истории образования океанов и материков. Закончим очерк крылатой фразой, произнесенной голландским геологом П. Кюененом на одной из международных научных конференций: "Нет геологии без морской геологии".

Океанские течения

"Бутылочная почта". - Письмо, дошедшее через 358 лет. - Теплые и холодные течения. - Загадочное Эль-Ниньо. - Фронтальные зоны. - Течения и жизнь

Купаясь в черноморской воде на ялтинском пляже, трудно даже представить себе, что частицы этой воды некогда омывали побережье Антарктиды или Гренландии или, может быть, вздымались огромными пирамидальными волнами в центре циклона у южной оконечности Африки. А между тем в этом нет ничего невозможного. Мировой океан со всеми его морями и заливами представляет собой неразрывное целое. Местами медленные, местами довольно быстрые течения связывают между собой самые отдаленные его части.

Приведем несколько любопытных примеров. Бутылка с вложенной в нее запиской, брошенная в 1899 г. у берегов Аляски, проплыв 2500 миль, через шесть лет была найдена на берегу Исландии; средняя скорость ее дрейфа во льдах немногим превышала одну милю в сутки. Бутылка, выпущенная около о. Кергелен, проплыла 16 000 миль со скоростью 6,8 мили в сутки и через 2447 дней оказалась у берегов Австралии. В 1904 г. полярная экспедиция Болдвина бросила в море бутылку с призывом о помощи. Экспедиция благополучно вернулась на родину, сам Болдвин умер в 1933 г., а брошенную бутылку обнаружили только в 1949 г.

В 1856 г. экипажу четырехмачтоового брига "Грифтен" посчастливилось сделать необычайную находку. Бриг сильно потрепало в "мешке бурь", (так называют моряки Бискайский залив). Для ремонта ему пришлось встать на якорь в бухте около мыса Леха у подножия горы Джабаль-Муса (Гибралтар). Капитан съехал на берег поохотиться. При возвращении задул свежий ветер. Для шлюпки потребовался балласт. Матросы бросили на дно шлюпки несколько камней, среди которых оказался бочонок, до неузнаваемости обросший ракушками. Внутри бочонка был найден кокосовый орех, залитый смолистым веществом, в орехе - пергамент, написанный готическими письменами. Это было сообщение Христофора Колумба их католическим величествам королю и королеве Испании о гибели каравеллы "Санта Мария" и об отказе в повиновении испанских кормчих на каравелле "Нинья". Послание скиталось в океане и пролежало на берегу 358 лет.

Мореплаватели познакомились с морскими течениями очень давно. Колумб, плывший в Америку в струе Северного Экваториального течения, по возвращении говорил, что воды в океане "движутся в западном направлении вместе с небом". В 1513 г. испанец Понсе де Леон, вышедший в море на поиски мифических "Счастливых островов", попал в струю Флоридского течения, которое было так сильно, что парусные корабли оказались не в состоянии бороться с ним. Во второй половине XVIII в. Американские торговые моряки уже знали о существовании Гольфстрима. На пути из Америки в Англию они шли в его струе, а на обратном пути прокладывали курс в стороне от нее. Благодаря этому они приходили из Фальмута (Англия) в Америку на две недели быстрее почтовых пакетботов, которыми управляли английские капитаны, не знакомые с течением. Это было скоро замечено. Разъяснить загадку поручили В. Франклину, занимавшему должность директора почт Соединенных Штатов Америки. Расспросив моряков, он составил карту Гольфстрима, на которой мощное атлантическое течение изображено в виде реки, текущей посреди океана.

Направление и скорость океанских течений сначала определяли по дрейфу судов, сносимых течением в сторону от своего курса. По обломкам потерпевших крушение судов, которые на протяжении многих лет не раз попадались на глаза штурманам, также можно было судить о направлении течений.

С 1887 по 1909 г. в океане было замечено 157 крупных обломков судов, потерпевших кораблекрушение. В 1891 г. после шторма полуразрушенный парусник "Фанни Уолстон" был оставлен командой невдалеке от мыса Гаттераса (Северная Америка). В течение трех следующих лет его видели в разных частях Атлантического океана 46 раз. Интересен случай с судном "Фред Тэйлор", которое в 1892 г. разломило во время шторма пополам. Одна часть, погруженная вровень с водой, поплыла на север, ее прибило течением к Бостону; другую под действием ветра занесло на юг в залив Делавэр. Однажды, в 30-х годах нашего столетия, от японских берегов в залив Хуан де Фука на западном берегу Северной Америки прибило японское судно "Рейоси Мару" с трупами команды, погибшей от голода.

Наблюдение за дрейфующими кусками пемзы, выброшенной при извержении вулканов, позволило рассчитать среднюю скорость и направление некоторых океанских течений. По дрейфу пемзы после извержения вулкана Кракатао в 1883 г. было установлено, что скорость западного течения в Индийском океане равна в среднем 9,3 мили в сутки. В 1952 г. произошло извержение вулкана Барсена на о. Сан Бенедетто у берегов Центральной Америки. Выброшенную извержением пемзу нашли на Гавайских островах через 264 дня, на острове Уэйк - через 562 дня. Вычисленная по этим данным средняя скорость Северного Экваториального течения в Тихом океане оказалась равной 9,8 мили в сутки. Скорость распространения на запад радиоактивного заражения океана после атомных взрывов у атолла Бикини равнялась 9,3 мили в сутки. По наблюдениям японского химика-океанографа Мияке, ядро зараженной воды примерно через год приблизилось к берегам Азии, а потом стало подниматься к северу вместе с водами течения Куросио.

Не довольствуясь случайными предметами, плывущими по волнам, в море стали выбрасывать закупоренные бутылки с вложенной в них почтовой карточкой. Нашедший такую бутылку опускал карточку в почтовый ящик, указав место, где он нашел бутылку.

В 1868 г. сообщения, отправляемые моряками в бутылках, получили название "бутылочной почты". Этот способ "почтовой связи" практиковали уже давно. В 1560 г. какой-то лодочник нашел на берегу Англии запечатанную бутылку. Будучи неграмотным, он доставил находку судье. В бутылке оказалось секретное извещение о том, что датчане захватили принадлежащий русским арктический остров Новая Земля. После этого случая английская королева Елизавета учредила должность "откупоривателя бутылок". За вскрытие найденных на берегу и в море бутылок без участия этого государственного чиновника была назначена смертная казнь через повешение. Должность "откупоривателя бутылок" просуществовала в Англии очень долго и была отменена только при короле Георге III (1760-1820 гг.).

С целью изучения океанских течений по инициативе Фультона в 1894-1897 гг. было выпущено 2074 бутылки и 1479 маркированных кусков дерева. С тех пор этот способ изучения течений получил широкое распространение. В последнее время бутылки стали заменять конвертами из непромокаемой пластмассы, так как они не подвержены действию ветра.

Дрейфующая бутылка, предназначенная для изучения течений, вдохновила французского поэта Альфреда де Виньи. В стихотворении "Bouteille à la mer" ("Бутылка в море") он повествует о том, как после ряда превратностей судьбы брошенная в море бутылка попала в руки к неграмотному рыбаку. Рыбак подумал, что в ней заключен какой-то таинственный эликсир, и принес бутылку к мудрецу. Прочитав заключенную в бутылке записку, мудрец сказал рыбаку, что бутылка действительно содержит в себе эликсир, и название ему "Наука".

Главная роль в образовании поверхностных течений принадлежит ветрам. Пассатные ветры, круглый год дующие в Атлантике и Тихом океане с запада на восток, образуют по обе стороны от экватора мощные струи Северного и Южного Экваториальных течений. Эти течения нагоняют воду к западным окраинам обоих океанов. Часть этой воды возвращается обратно на восток в виде Экваториальных противотечений, расположенных между обоими пассатными течениями. Другая часть, упираясь в барьер из материков и островов, поворачивает на север или на юг.

Схема океанских течений

В Атлантическом океане Северное Экваториальное течение нагнетает воду в Карибское море и Мексиканский залив, откуда она вытекает через узкий Флоридский пролив и дает начало хорошо всем известному Гольфстриму. В Тихом океане точно таким же образом начинается мощное течение Куросио, рожденное Северным Экваториальным течением. Воды Южных Экваториальных течений поворачивают на юг и питают Антарктическое циркумполярное течение, беспрепятственно огибающее Антарктиду.

Гольфстрим, неся теплые воды на север, расширяется, достигает берегов Европы и вливается в конечном итоге в Баренцево море и Северный Ледовитый океан, из которого вода возвращается на юг в виде холодного Гренландского течения. Часть своей воды Гольфстрим теряет по дороге. Эта вода, отклоняясь вправо, образует в Северной Атлантике круговое течение. Почти такую же картину мы наблюдаем в Тихом океане. Но здесь Куросио не в состоянии проникнуть в Ледовитый океан из-за того, что слишком близко смыкаются Азия с Америкой. Поэтому течение поворачивает вправо к востоку, образуя замкнутый круг циркуляции водных масс к северу от экватора. Навстречу Куросио, также соблюдая "правила движения", установленные вращением Земли для северного полушария, т. е. держась правой стороны, течет на юг холодное Ойясио. В Южном полушарии от Антарктического кругового течения у западных берегов материков отделяются ветви холодных течений - Перуанское у берега Южной Америки, Бенгельское у берегов Африки и Западно-Австралийское у Австралии. Эти течения несут холодную воду в сторону экватора и питают экваториальные течения, возбуждаемые пассатными ветрами.

Когда говорят теплое или холодное течение, это не всегда надо понимать буквально. Например, температура воды Бенгельского течения у мыса Доброй Надежды равна 20 º, но это "холодное" течение, тогда как Нордкапское течение (одна из северных ветвей Гольфстрима), несущее воду с температурой от 4 до 6 º, - "теплое". Такие названия дают течениям, если они нарушают нормальное широтное распределение температуры воды в океане, если вода, которую они с собой несут, теплее или холоднее окружающей океанской воды.

Течения в Индийском океане имеют иной характер. Здесь большую роль в их образовании играют сильные муссонные ветры, дующие летом с океана на сушу, а зимой с суши в океан. Кроме того, на характере течений сказывается и то, что северная граница Индийского океана не выходит за пределы тропиков. В результате здесь преобладают сезонные круговые течения по часовой или против часовой стрелки.

Чтобы судить о мощности океанских течений, достаточно указать, что из Атлантики в Арктический бассейн ежегодно поступает 400 тыс. км3 воды, Гольфстрим за год переносит около 750 тыс. км3, между тем как годовой сток всех рек земного шара составляет всего 37 тыс. км3. Через сечение между южной оконечностью Африки и берегом Антарктиды ежегодно протекает 6 млн. км3 воды. Здесь несет свои воды Антарктическое циркумполярное течение, которое часто называют еще течением Западных ветров. Мы уже знаем, что оно образует вокруг Антарктиды замкнутое кольцо.

По советским исследованиям это течение, поддерживаемое постоянными и сильными западными ветрами, дующими между 40 и 60 º ю. ш., благодаря однообразной солености и температуре, охватывает местами всю толщу воды до дна. Советский океанолог В. Г. Корт подсчитал, что годовой водообмен между океанами равен 48 млн. км3 или 3,5% от общего количества океанской воды на планете. Если эта цифра и не совсем точна, то, во всяком случае, она указывает на порядок этой величины и позволяет судить о скорости обмена водными массами между океанами во времени. Она говорит о том, что весь Мировой океан находится в непрерывном движении.

Долгое время думали, что мощные течения, как Куросио и Гольфстрим, текут словно реки в океане. Их воды действительно резко отличаются от окружающей воды цветом, соленостью и температурой. Но сплошного потока в них нет.

Например, Гольфстрим часто разбивается на отдельные струи, некоторые струи отходят в сторону, образуют огромные завихрения, которые потом совсем отделяются от основного течения. Годовой перенос воды течениями не остается постоянным и меняется в очень широких пределах, что заметно отражается на погоде и особенно на поведении рыбы. Пульсации Гольфстрима и Куросио зависят, по всей вероятности, от изменений в общем характере атмосферной циркуляции и, в частности, пассатных ветров. Но чем вызвано разделение на отдельные струи, перемещение стержня течения и образования вихрей, остается неясным. Может быть, в этом проявляется влияние вращения Земли, силы трения, силы инерции, тоже в совокупности играющие немаловажную роль в движении воды. Между прочим, геофизик И. В. Максимов приводит доказательства влияния притяжения Луны и колебаний земной оси на периодические изменения скоростей океанских течений. Словом, мощные океанские течения - это действительно реки в океане, но реки пульсирующие и блуждающие в своих жидких и подвижных берегах.

Поверхностные течения в океане захватывают слои в несколько сот метров. А как ведет себя вода в глубинных слоях океана? Долгое время думали, что глубинные и особенно придонные океанские воды почти неподвижны. Но вот появилась новая техника измерения течений и представление о динамике глубинных вод совершенно изменилось. В глубинах океана обнаружены течения переменных направлений и скоростей от сантиметра до десятков сантиметров в секунду. В Тихом океане под Экваториальным течением на глубине в среднем 100 м действует мощное течение, направленное на восток. Течение названо именем его первого исследователя Кромвеля, а открыто оно было случайно, его обнаружили сети рыбаков, опущенные в воду глубже обычного. Такое же подповерхностное течение в экваториальной зоне и также направленное на восток навстречу Экваториальному течению открыто и исследовано в Атлантическом океане советскими океанологами. Оно названо именем Ломоносова. Ширина его 200 миль, максимальная скорость - на глубине 100 м, наибольшая скорость, отмеченная на этой глубине - 56 миль в сутки, перенос воды равен половине переноса Гольфстрима или Куросио. Максимальная скорость такого же подповерхностного экваториального течения в Тихом океане - 70 миль, в Индийском океане - 28 миль в сутки.

Долгое время происхождение этих странных течений, струящихся в толще океанской воды, словно в трубе с жидкими стенками, оставалось загадкой. Интересное объяснение предложил для них в докладе на 2-м Международном конгрессе советский океанолог Н. К. Ханайченко. В зону мощных поверхностных пассатных течений, текущих у экватора с востока на запад, у западных берегов континентов вливаются с юга и севера питающие их поверхностные течения. Им помогают поднимающиеся у берегов к поверхности глубинные воды. Но и этого, оказывается, недостаточно, чтобы компенсировать отток воды от западных берегов континента. И вот, недостаток воды у начала пассатных течений восполняют экваториальные противотечения, а вместе с ними подповерхностные течения. Они окончательно восстанавливают равновесие, усиливаясь или ослабевая в зависимости от усиления или ослабления пассатных ветров и пассатных экваториальных течений. Система океанских течений может служить примером саморегулируемых физических процессов планетарного масштаба.

Инструментальных измерений глубоководных течений накоплено пока немного. Однако их достаточно для доказательства того, что вода в океане вплоть до самых больших глубин находится в постоянном движении. Однако закономерности этого движения далеко еще не разгаданы. Разные мнения высказываются, например, о том, проникают ли струи Гольфстрима до дна или навстречу им на некоторой глубине действует встречное течение? Одни предполагают, что на известной глубине около 1000- 1500 м в океане существует "нулевая поверхность", где вода неподвижна, так как эта поверхность служит границей между разнонаправленными течениями. Другие утверждают, что такой нулевой поверхности нет, так как течениями охвачена вся толща воды, в том числе и горизонты, которые обычно принимают за нулевую поверхность при теоретических расчетах течений. Обстоятельный доклад об этом на примере северной половины Тихого океана сделала на 2-м Международном конгрессе 3. Ф. Гурикова. Словом, до получения полного представления о сложном движении воды в океане еще очень много работы. Одни ученые строят для этого теоретические модели, основанные на математических расчетах, другие идут путем инструментальных наблюдений и прослеживания движения водных масс.

В числе крупных теоретиков движения океанских вод можно назвать советских ученых В. Б. Штокмана, А. С. Саркисяна, американского океанолога Г. Стоммела и японского - К. Хидака.

В океане есть еще одна могучая сила, которая приводит в движение водные массы. Это разница в плотности воды, которая зависит от ее температуры, солености, а при больших глубинах на нее влияет и гидростатическое давление. Изменения плотности океанской воды ничтожны, они измеряются сотыми долями единицы. Но сила, порождаемая этими изменениями, достаточно велика, чтобы привести в движение воды океана даже без всякого участия ветров. Это одно из чудес геофизики. До сих пор еще не угасли споры о том, чему принадлежит главная роль в циркуляции океанских водных масс - ветрам или разнице плотностей воды.

В атмосфере ветры дуют из районов с высоким барометрическим давлением, т. е. с более плотным воздухом, в районы с низким давлением - с менее плотным воздухом. Вода же на поверхности океана течет из районов с меньшей плотностью в районы с большей плотностью. Так, прогретые тропические, менее плотные воды стремятся в полярные бассейны, здесь охлаждаются, становятся плотнее, тяжелее, погружаются на дно и текут в обратном направлении к экватору в глубинах океана. Океан подобен гигантской тепловой машине, приводимой в движение энергией Солнца. Непрерывная работа этой машины поддерживает водообмен между поверхностью и глубинными слоями океана, снабжает глубины растворенным в воде кислородом и оказывает огромное влияние на климат и погоду (см. очерк "Маховик климата и погоды").

Изменение мощности, температуры и направления любого океанского течения может вызвать самые неожиданные последствия. Возьмем в качестве примера хотя бы холодное Перуанское течение, омывающее западные берега Южной Америки. Воды его струятся вдоль берега на север, затем поворачивают на запад, питая Южное Экваториальное течение. Низкая температура течения поддерживается подъемом холодных глубинных вод. Вдоль берега Южной Америки тянутся Анды - высокий горный хребет, загораживающий дорогу восточным влажным ветрам со стороны Атлантики. Поэтому между цепью гор и берегом, который омывают холодные воды Перуанского течения, узкой полосой протянулась знойная безводная пустыня Атакама. Морские бризы переносят в дневное время холодный воздух со стороны моря на горячую сушу; он не успевает нагреться и, поднимаясь к вершинам гор, охлаждается еще больше. Пары воды, приносимые бризами с моря, конденсируются, образуют густые туманы и облака, но почти никогда не выпадают в виде дождя. Атмосферные осадки в этом районе не превышают 25 мм в год (для сравнения напомним, что в Москве годовой слой осадков составляет 600 мм в год).

Вследствие подъема глубинных вод, выносящих на поверхность питательные соли фосфора и азота, в воде холодного Перуанского течения пышно развивается растительный, а вслед за ним и животный планктон. Благодаря обилию пищи море здесь кишит мелкой рыбешкой, носящей местное название анкобетае (анчоус). За косяками анчоуса охотятся тюлени, огромные тунцы-бонито и другие промысловые рыбы. Это один из самых высокопродуктивных районов Мирового океана. Над поверхностью моря реют сотни тысяч воздушных рыболовов - бакланов, пеликанов, глупышей и других морских птиц. По исследованиям американского биолога Кокера, на квадратный метр скалистого острова и прибрежных гор приходится по три гнезда, в каждом гнездовье по 4 птицы - две взрослые и два птенца, что составляет 120 000 птиц на гектар. Некоторые гнездовья занимают площадь до 10 га, а таким гнездовьям буквально нет числа. Подсчитано, что птицы в этом районе ежегодно поедают до 3-4 млн. т рыбы. Это составляет половину годового улова перуанских рыбаков.

Экскременты птиц покрывают скалы толстым слоем так называемого гуано. Гуано является замечательным азотным удобрением и вместе с рыбной ловлей служит в этих краях объектом широко развитого промысла, дающегс средства к существованию значительной части прибрежного населения. Все это мы рассказываем для того, чтобы показать, какую катастрофу в природе и даже в жизни человека может вызвать внезапная смена морских течений.

Между Перуанским течением, там, где оно поворачивает на запад, и берегом вклинивается с севера на юг небольшая струя течения Эль-Ниньо. Оно представляет собой ответвление теплого Экваториального течения. Обычно Эль-Ниньо не проникает южнее 1-2º ю. ш. Но в некоторые годы его теплые струи по каким-то причинам, оттеснив холодное Перуанское течение, достигают морских портов Писко и Кальяо, расположенных на 12-13º ю. ш., а порой распространяются и еще дальше.

Температура воды у берегов Эквадора и Перу в такие годы повышается на 3-5º. Одновременно резко меняется климат побережья. Морские бризы несут теперь с моря не холодный, а теплый воздух; еще больше нагревшись на суше, он поднимается по склонам гор вверх. Здесь он охлаждается и образует облака, из которых на сухую землю изливаются тропические ливни. С гор срываются штормовые ветры. За короткое время количество осадков возрастает до 400 и более миллиметров. Ливни губят посевы и уносят в море верхние продуктивные слои почвы. Анчоусы, привыкшие к холодной воде, не успевают уплыть и погибают; поверхность моря покрывается гниющими трупами этой мелкой рыбешки. Крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается. Птицы, лишенные пищи, покидают насиженные гнездовья или гибнут от голода. Из 30 млн. птиц остается не более 8-10 млн., что влечет за собой сокращение промысла гуано. Прибрежное население лишается урожая, рыбы и доходов от добычи гуано.

Особенно велики были бедствия, причиненные Эль-Ниньо в 1925, 1941, 1951, 1957/58 гг. От обилия гниющей рыбы море настолько насыщается сероводородом, что даже окраска подводных частей судов темнеет и разрушается. Поэтому моряки называют Эль-Ниньо "кальяо-маляр". Перуанцы называют его "агуахе", что означает просто прилив. Не совсем понятна массовая гибель рыбы при повышении температуры на 3-5º. Весьма возможно, что экваториальные воды Эль-Ниньо несут с собой на юг какие-нибудь мелкие растительные организмы, выделяющие в воду гибельные для рыбы отравляющие вещества.

Нечто похожее, но в несколько меньшем масштабе, наблюдается у берегов Южной Африки, когда холодное Бенгельское течение отклоняется от берега, а на его месте формируется прибрежная теплая водная масса.

Океанские течения - это транспортеры тепла и холода, переносчики планктона, личинок рыб, а теплые течения - к тому же и главные пути перемещения циклонов.

Особенно интересны в океане районы стыка теплых и холодных течений, носящие название фронтов. Фронтальная зона в атмосфере, где соприкасаются теплые и холодные воздушные массы, - это полоса шквалистых штормовых ветров, ливней и гроз. Фронт в океане тоже сопровождается достаточно бурным перемешиванием холодных и теплых вод.

На стыке холодных и теплых вод, где поверхностная температура воды меняется на несколько градусов на расстоянии длины корабля, море напоминает кашу из планктона и кишит разнообразной рыбой. За мелкой рыбешкой охотится крупная рыба, скопление рыбы привлекает тюленей и кальмаров, обилие животного планктона заманивает китов, а на охоту за кальмарами собираются хищные кашалоты, над поверхностью моря реют многочисленные птицы.

Увлекательное описание фронта у берегов Колумбии (США) дает американский биолог Р, Мэрфи: "Экспедиционное судно "Аской" находилось в дрейфе в открытом море. Стояла темная тропическая ночь. Вдруг послышался странный шум. Несмотря на штиль, море забурлило и покрылось пеной. Мириады светящихся организмов засверкали на его поверхности. Сотни, может быть, тысячи рыб в бешеной пляске кружились вокруг судна, то и дело выскакивая на поверхность. Время от времени на фоне светящегося моря появлялись плавники акул или темные спины крупных животных - тюленя, кита или кашалота. Рыбы и животные в неистовом пиршестве пожирали друг друга. К утру море стихло. Только полосы пены да крупная рябь указывали, где проходит полоса фронта, образованного двумя сходящимися течениями".

Там, где сходятся два океанских течения (конвергенция), происходит погружение смешанных вод; в местах, где течения расходятся (дивергенция), глубинные воды океана поднимаются на поверхность. Нисходящий поток, как вентилятор, нагнетает в глубины океана поверхностную воду, богатую кислородом и порой увлекает обитателей поверхностных слоев в гибельную для некоторых из них зону больших давлений. Восходящий поток, словно лифт, поднимает из глубин питательные соли фосфора и азота и способствует пышному развитию растительной и животной жизни в поверхностных слоях океана.

Подъем глубинных вод под влиянием течений происходит также по откосам подводных банок. Это явление наблюдается и на склонах материковой отмели, если дующие с берега ветры уносят в открытое море прибрежные поверхностные воды; тогда на их место из глубин поднимаются холодные воды, богатые питательными солями. Области океана, где происходит подъем глубинных вод или образуется фронтальная зона, исключительно богаты рыбой.

На движение воды в Мировом океане оказывает воздействие множество сил космических и земных: нагрев воды солнечными лучами, неодинаковый на разных широтах, притяжение небесных светил, трение ветра о поверхность воды, разница в плотности воды и т. д.; движение развивается в неоднородной расслоенной массе воды на вращающейся и тоже неоднородной сферической поверхности земного шара, изборожденной морщинами, складками, островами и материками. Уравнения движения воды в океане не поддаются решению, а между тем знать законы этого движения для океанолога не менее важно, чем для метеоролога знать законы движения воздушных масс. Роль течений в жизни океана огромна. Движение водных масс оказывает влияние на климат и погоду, на распределение рыбы. Образно говоря, наличие течений - это движение и жизнь, отсутствие - застой и смерть. Кратчайший путь к изучению океанских течений и их пульсаций - организация столь же большого числа наблюдательных станций в океане, каким располагают метеорологи на суше.

Движение водных масс в океане должно быть поставлено на службу человеку. На первое время хотя бы в такой же мере, в какой наблюдаемое перемещение воздушных масс над поверхностью планеты позволяет предсказывать погоду.

Маховик климата и погоды

Водяное отопление северных широт. - Механизм кондиционирования воздуха планеты. - Перестройка климата и ее опасности

Солнечные лучи почти не нагревают воздух. Его нагревает обратное длинноволновое, тепловое и невидимое для глаз излучение суши и моря. Суша быстро нагревается и быстро остывает. В приземном слое воздуха над сушей можно встретить температуру от 50 º тепла до 80 º мороза, тогда как самая высокая температура в тропических водах открытого океана +28 º, а самая низкая в полярных бассейнах -1,9 º. У дна в глубоководных частях Мирового океана температура воды повсеместно около 2 º выше нуля.

Годовые изменения температуры поверхностной воды в тропиках не превышают 2º, а в полярных бассейнах 14-15º. Это происходит потому, что вода, в отличие от суши, медленно нагревается и медленно остывает. У воды ничтожно мала физическая теплопроводность. Передача тепла в море от поверхности в более глубокие слои происходит путем перемешивания. Эту задачу выполняют волны, приливные и другие течения. Перемешивая воду, они способствуют проникновению тепла в глубины моря летом и возвращению его в атмосферу зимой. Заметные сезонные колебания температуры воды не проникают обычно глубже 100-200 м. Температура воздуха над поверхностью воды лишь незначительно отличается от температуры воды.

В средних и высоких широтах летом вода в океанах и морях накапливает тепло, а зимой отдает его в атмосферу. Теплоемкость воды огромна. Кубический метр воды, охлажденный на несколько градусов, на столько же градусов нагревает 3134 м3 воздуха. Даже лед не препятствует морю нагревать атмосферу. Поэтому в Центральной Арктике в разгар зимы температура воздуха редко бывает ниже -20º, тогда как на севере Сибири, в Якутии, она падает порой до 70º ниже нуля.

Если в северных широтах океан согревает воздух, то в экваториальных странах он его охлаждает. Кроме того, он охотно делится избытком тепла, накопленного в тропиках, с северными холодными морями при посредстве течений. Теплое течение Куросио согревает Японские острова, Гольфстрим - север Европы. Вместе с этим мощным течением из Атлантического океана в Арктику ежегодно поступает от 140 до 243 тыс. млрд. ккал тепла. Таким количеством тепла можно растопить 3 млрд. т льда. Под влиянием Гольфстрима среднегодовая температура воздуха в Англии на 15º, а в Норвегии - на 20-25º выше нормальной температуры для соответствующей географической широты. Благодаря Гольфстриму наше Мурманское побережье круглый год свободно от льда. Теплые океанские течения - водяное отопление умеренных и северных широт планеты.

Полярные моря в свою очередь направляют холодные воды в области океана, расположенные в средних и экваториальных широтах. Их переносят холодные поверхностные течения - Ойясио и Гренландское в северном полушарии, Перуанское и Бенгельское - в южном полушарии. Кроме того, холодные полярные воды текут в сторону экватора в глубинах океана. Таким образом, океан непрерывно выравнивает температуру воздуха на земном шаре.

Океан согревает атмосферу не только путем непосредственного теплообмена и длинноволновой радиации, но и посредством испарения. Океан - это нагреваемый Солнцем паровой котел. В среднем около тысячи тонн пара в час снимает атмосфера с квадратного километра поверхности этого гигантского парового котла. В тропиках под палящими лучами солнца испарение возрастает в два - три раза. Здесь над безбрежными просторами океана собирается в воздухе огромное количество водяных паров. Конденсируясь и превращаясь в облака, они выделяют тепло, отнятое при испарении у океана. Доля этого тепла в нагреве атмосферы оценивается учеными по-разному - от 2/3 до 9/10 общего количества тепла, поступающего от океана в атмосферу. Как бы ни считать, оно служит мощным источником энергии, приводящей в движение воздушные массы. Весьма вероятно, что именно в тропиках начинаются ветры, дающие первые толчки атмосферной циркуляции, которая охватывает весь земной шар.

Это хорошо показал, например, американский ученый Бьеркнес в своем докладе о крупномасштабном взаимодействии океана и атмосферы на 2-м Международном океанографическом конгрессе в Москве.

В периоды аномально слабых пассатов в восточной половине Тихого океана на экваторе несколько меняются относительные скорости в системе течений и вместо подъема глубинных вод происходит их погружение. Температура воды в экваториальной зоне повышается и теплые воды распространяются далеко за обычные пределы, в результате чего устойчивый северотихоокеанский центр низкого атмосферного давления смещается со своего обычного места в Аляскинский залив. Понижение давления в северо-восточной части Тихого океана и прилегающих районах Северной Америки влечет за собой развитие центра избыточного давления вблизи Южной Гренландии и понижение давления на северо-западе СССР в зимнее время. В результате существенно меняется погода на огромных пространствах земного шара. Все эти явления наблюдались как раз в период Международного геофизического года (1957-1958 гг.) и поэтому были хорошо изучены. Интересно отметить, что ослабление пассатов, изменение течений и повышение температуры воды на экваторе сопровождается усилением уже известного нам течения Эль-Ниньо. Таким образом, это загадочное и сравнительно незначительное течение может служить как бы индикатором ряда крупномасштабных изменений в атмосферной циркуляции северного полушария планеты.

О другом примере связи между атмосферой и океанскими течениями на этом же конгрессе сделал сообщение советский океанолог А. И. Дуванин. Усиление западных ветров в Атлантике влечет за собой потепление Северо-Атлантического течения (Гольфстрима) и охлаждение встречных холодных течений из Арктического бассейна. Ослабление этих ветров вызывает обратные явления. Такие пульсации атмосферных и океанских течений в Северной Атлантике обнаруживают, оказывается, известную периодичность (2,5 и 5 лет), а индикатором того или иного их развития может служить уровень Балтийского моря, по состоянию которого можно судить о ледовитости Арктического бассейна за два года вперед. В свою очередь изменение ледовитости Арктического бассейна влияет на распределение атмосферного давления, на образование и движение воздушных масс, несущих погоду в северные области Европы, Азии и Америки.

Воздушные течения, как и морские, также переносят и холод, и тепло, но, кроме того, они несут с собой еще водяные пары. Словом, океан с атмосферой - это планетарный механизм кондиционирования воздуха.

Известно, что в природе нередко малые силы порождают физические процессы планетарного масштаба. Недалеко, быть может, время, когда будут найдены центры приложения таких сил для изменения воздушных течений в желаемую сторону, в частности, для перераспределения атмосферных осадков. Сейчас за движением облаков следят фотообъективы метеорологических спутников. Эти наблюдения следовало бы подкрепить учетом водности облаков, пересекающих рубежи океанов и материков. Тогда к моменту овладения движением воздушных масс наука уже точно будет знать, где и как это движение надо изменить.

Но на океан природа возложила еще одну важную роль - роль регулятора содержания углекислого газа в атмосфере. Присутствие в воздухе углекислоты, помимо биологического, имеет и чисто физическое значение. Углекислый газ, как и водяные пары, усиливает парниковый эффект атмосферы. Он не пропускает в космическое пространство длинноволновые тепловые лучи и способствует таким образом поддержанию устойчивого температурного режима планеты.

В атмосфере, по подсчетам академика А. П. Виноградова, содержится около 2000 млрд. т углекислого газа. В океанской воде его в десятки раз больше. В холодной воде больше растворено углекислоты, чем в теплой. Это обстоятельство играет важную роль в ее балансе.

Расход углекислого газа на развитие водной и наземной растительности компенсируется его выделением при гниении, брожении и дыхании. За последнее столетие выделение углекислоты в атмосферу все время возрастает в результате технической деятельности человека - увеличения площади возделанных земель и особенно сжигания огромных количеств топлива. Высказывается предположение, что со времени промышленной революции количество углекислого газа в атмосфере возросло на 10-12%. Правда, не все ученые с этим согласны, к тому же точные измерения содержания газов в атмосфере стали возможны только в последние десятилетия. Между тем подсчитано, что увеличение углекислоты вдвое повлечет за собой повышение средней температуры воздуха на Земле на 3-4º.

На первый взгляд это может показаться совсем не страшным. Однако с повышением температуры воздуха повысится и температура воды в океане. Еще энергичнее начнут таять ледники и морские льды. С повышением температуры воды уменьшится ее способность растворять и поглощать из атмосферы газы, в том числе тот же углекислый газ. От этого его количество в атмосфере будет возрастать еще быстрее. Воздух станет еще теплее. Поверхностная вода в полярных областях нагреется, станет легче и перестанет погружаться на дно. Будет ослаблен, а может быть, и совсем прекратится водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана. Вследствие этого нагрев атмосферы и воды еще более усилится и, наконец, растают все "вечные" льды. Уровень океана от этого должен будет (подняться на 50-60 м. Если под тяжестью такого количества воды дно океана немного и прогнется, то все же по меньшей мере сорокаметровый слой воды затопит огромные пространства суши, а вместе с ней такие крупные приморские города, как Нью-Йорк, Лос-Анжелос, Лондон, Ленинград и др.

Чтобы избежать подобной катастрофы, можно представить себе два способа. Первый заключается в том, чтобы усилить водообмен между холодными глубинными и нагретыми поверхностными водами океана. Тогда избыток двуокиси углерода будет удален из атмосферы в глубины океана, а вода на поверхности океана будет непрерывно охлаждаться путем перемешивания с глубинной водой. Другой способ предлагает академик А. Е. Арбузов.

По его мнению, надо увеличить на Земле объем растительного вещества, которое и поглотит избыток двуокиси углерода. Этого можно достичь при помощи процессов искусственного фотосинтеза. К сожалению, пока оба эти способа находятся за пределами наших возможностей. А это значит, что надо над ними настойчиво работать и одновременно как можно обстоятельнее изучить значение океана в балансе двуокиси углерода.

Итак, океан - это мощный испаритель, посылающий на сушу свою живительную влагу, крупнейший поставщик энергии, приводящей в движение сложный механизм атмосферной циркуляции, наконец, регулятор баланса углекислоты, словом, в полном смысле слова - маховое колесо климата и погоды.

За последние десятилетия человечество всерьез стало задумываться над возможностью капитально перестроить климат Земли. Инженер Борисов предложил перегородить плотиной Берингов пролив и растопить арктические льды, перекачивая воду из Тихого океана в Северный Ледовитый океан. Для ускорения таяния арктических льдов было выдвинуто предложение покрывать их каждое лето слоем сажи. Директор отдела метеорологических исследовании бюро погоды США Г. Уэкслер рекомендовал действовать "по-американски": сбросить в полярный бассейн и взорвать под водой несколько водородных бомб по 10 мегатонн каждая. Бомбы нагреют воду, растопят льды. Советский океанолог В. Н. Степанов предложил произвести отепление Арктики открытием более свободного доступа в нее теплых атлантических вод. Для этого надо углубить подводный порог, отделяющий Арктический бассейн от Атлантического океана.

Сейчас ледяной покров отражает почти всю радиацию Солнца, поступающую в Арктику. При отсутствии же льда Солнце будет нагревать воду Полярного бассейна. Предполагается, что при этом образование многолетних льдов станет невозможным. Действительно, по подсчетам советского климатолога В. С. Самойленко восстановление ледяного покрова в Арктике не произойдет, если приток тепла из Атлантики после растопления льдов сохранится хотя бы в половинном размере. В новых условиях северные порты трех материков будут доступны для навигации большую часть года, значительно продвинется на север граница земледелия, а средняя температура воздуха в Нью-Йорке, Москве и Лондоне повысится примерно на 10º.

Существует также проект перекрытия плотиной Гибралтарского пролива. Сильное испарение понизит уровень Средиземного моря, из воды выйдет широкая полоса береговой отмели, которая может быть использована для сельского хозяйства, а на плотине будет построена мощная гидроэлектростанция.

В печати появлялись и менее грандиозные проекты перестройки природы путем изменения установившейся циркуляции океанских и морских течений. Например, проект искусственного подъема глубинных вод у берегов Калифорнии с помощью установленных на дне атомных реакторов, что должно вызвать усиление бризов и атмосферных осадков, в которых так нуждается засушливая почва полуострова; или постройка шлюзов в проливе Невельского для одностороннего пропуска теплых приливных течений на север в Охотское море и т. д.

Однако невозможность заранее предусмотреть все последствия таких мероприятий может повлечь за собой немало неожиданностей. Американские геофизики М. Юинг и В. Л. Донн, а также английский геофизик Г. Симпсон считают, например, что открытое полярное море увеличит испарение и выпадение снега на севере Европы настолько, что летнее солнце не поспеет его растопить. Накапливаясь из года в год и постепенно уплотняясь, снег превратится в лед. Начнется новый ледниковый период. По их мнению, именно в таких условиях и начинались пережитые Землей ледниковые периоды. Что касается гибралтарского проекта, то перекрытие доступа соленой средиземноморской воды в Атлантический океан может понизить соленость и плотность атлантической воды настолько, что даже сильное зимнее охлаждение при поступлении ее в полярный бассейн не создаст условий, необходимых для погружения в глубины океана. С этого момента воды Гольфстрима не смогут больше проникать в Арктику и потекут по замкнутому кругу в Атлантическом океане. Таковы будут результаты перекрытия Гибралтарского пролива по мнению американского океанолога Г. Стоммела. Понятно, что после этого берега Исландии, Норвегии, Шотландии и Кольского полуострова будут блокированы непроходимыми льдами, а в Баренцовом море и Северной Атлантике прекратится рыбный промысел.

Из сказанного можно сделать небесполезный вывод. При крупномасштабных перестройках природы в первую очередь надо взвесить возможные отрицательные их последствия и лишь потом оценивать желаемые положительные результаты. Недаром говорит русская пословица: "Семь раз отмерь, а один раз отрежь".

Океан соединяет и разъединяет

"Открытие Европы". - Рейсы угря. - Тюлень-эмигрант. - Палеозаповедник. - Секрет галаксиаса. - Необъяснимые барьеры. - Биогеографические провинции

Огромные расстояния, необозримые пространства соленой морской воды разделяют материки, острова и отдельные бассейны океанов. Человек овладел океанскими просторами сравнительно недавно. Это случилось, когда Колумб пересек Атлантический океан, и жители Европы открыли Америку.

Однако мало кому известно, что еще раньше обитатели Америки "открыли Европу". К берегам Оркнейских островов и Шотландии задолго до плавания Колумба штормом не раз прибивало лодки с темнокожими людьми. Однажды на берегу одного из островов была найдена "плетеная" лодка. Более подробных сведений о ее конструкции не сохранилось. Между прочим, на таких плетеных корзинообразных лодках, пропитанных каучуковым соком, плавают у берегов юго-восточной Азии, в частности, во Вьетнаме и сейчас.

В 1508 г. на английский берег из подобной лодки высадилось семь человек, говоривших на незнакомом языке. Жители побережья, однако, поняли, что эти люди прибыли откуда-то с запада. Сведений о дальнейшей их судьбе не сохранилось. В 1682 г. на Оркнейских островах появился странного вида человек, не похожий на европейца и не говоривший ни на одном из известных в то время языков. Не раз к берегам Англии прибивало необычайного вида орехи, нигде не встречающиеся в Европе. В 1684 г. эдинбургский профессор Сибальд подробно описал такой орех.

Нетрудно догадаться, что "американцы" и американские орехи были занесены в Европу морскими течениями. В 1854 г. в берлинском журнале "Цайтшрифт фюр эрдкунде" появилась подробная статья некоего доктора Гумпрехта, описывающего эти события. В это время умы современников волновала Крымская война. Статья о неизвестных пришельцах с запада не возбудила интереса и не оставила по себе воспоминаний.

За последние годы по всей Северной Атлантике, начиная от берегов Америки, для изучения течений было брошено в воду множество бутылок. Около 30% бутылок нашли у берегов Франции и особенно Англии, что вполне подтверждает вероятность появления в Европе не только орехов, но и невольных переселенцев из Америки, занесенных штормовыми западными ветрами и течениями.

Океанские течения - пути-дороги для множества путешественников как вольных, так и невольных, причем последних неизмеримо больше. К ним относятся мелкие растительные и животные организмы, получившие название планктона, что в переводе с греческого языка означает "парящий". Они действительно парят в воде. Некоторые из них в течение суток совершают вертикальные миграции; ночью поднимаются к поверхности моря, а днем уходят в его глубины, но бороться с течениями они не в состоянии.

Многие рыбы совершают миграции либо по течению, либо против течения. То или другое направление, избираемое ими, зависит часто от их возраста и физиологического состояния. Для икрометания некоторые морские рыбы из моря заходят в реки и поднимаются далеко вверх по течению, а по окончании икрометания спускаются обратно в море, совершая на этот раз миграцию уже по течению.

Самым любопытным путешественником в океане, пожалуй, является угорь. Во взрослом состоянии он живет, в частности, и у нас в прибалтийских реках и озерах. Достигнув половой зрелости, угорь неудержимо стремится в море. Если перегородить плотиной или решеткой ручей, вытекающий из озерка, в котором он живет, угорь ранним утром по росе обойдет плотину по суше. Скатившись в море, угорь из Балтики через проливы Каттегат и Скагеррак плывет в Северное море, а отсюда, преодолевая встречные струи североатлантического течения, направляется на юго-запад. Нерестятся угри в центральной части Атлантического океана, в так называемом Саргассовом море. Мальки угря, едва выклюнувшись из икры, начинают обратное путешествие, которое длится ровно три года. За это время они проходят несколько стадий развития и, достигнув в конце концов Балтийского моря, заходят дозревать в те же реки и озера, из которых вышли их родители (см. очерк "Эликсиры жизни и смерти").

Что же управляет угрями во время этого пути, как они находят дорогу? Раньше полагали, что угрями руководит только инстинкт. Отчасти это, может быть, и так. Если допустить дрейф материков, то не всегда путь угря на нерест был таким дальним. В отдаленные геологические времена угорь метал икру, может быть, где-то в узком проливе между Европой и Америкой. По мере удаления Америки от Европы путь угря удлинялся. Происхождение столь дальних миграций угря остается пока загадкой. Что же касается побудительных причин, заставляющих его плыть в определенном направлении, то сейчас для них найдено более удовлетворительное объяснение. На разных стадиях жизни угря у него в крови обнаруживается либо избыток, либо недостаток солей, в зависимости от того, находится он в соленой, солоноватой или пресной воде. Этот избыток или недостаток солей и заставляет его перемещаться в направлении, где опресненная или соленая среда будет соответствовать его физиологической потребности в солях. Малек угря вынужден плыть по течению, взрослый угорь способен плыть против течения. В обоих случаях течение служит угрю ориентиром. Может возникнуть вопрос, каким образом рыба определяет, плывет ли она по течению или против него? Вероятно, совершенно так же, как и человек, купающийся в реке - по разнице усилий, которые надо приложить для того, чтобы плыть вверх или вниз по течению.

Говоря о течениях как об океанских дорогах, используемых морскими животными, нельзя не упомянуть об одном "великом путешественнике". Этот "путешественник" - теплолюбивый тюлень, называемый тюленем-монахом. Он намного раньше Колумба "открыл" Америку и раньше Бальбоа - Тихий океан.

Обычно с тюленями связано представление о полярных странах и льдах. Правда, один вид тюленя, эмигрант из Северного Ледовитого океана, живет в теплом Каспийском море. Однако каспийский тюлень, по примеру предков, производит на свет потомство в зимнее время на льду, который на 4-5 месяцев сковывает северную замерзающую часть моря.

Мало кому, однако, известно, что есть и теплолюбивый вид тюленей (Monachus monachus). Родина его, как предполагают некоторые ученые (Дж. Кинг), - Средиземное море. Это, видимо, очень древний вид. Кости этого тюленя были найдены глубоко в земле в палеолитических слоях. Изображение головы тюленя встречается на монетах, отчеканенных более чем за пять столетий до новой эры при персидском царе Дарие. Древнегреческий философ Аристотель, живший в IV в. до новой эры, описывает его в своей "Historia Naturalis". Римский ученый Плиний отмечает кротость и понятливость ручных тюленей. По его словам, их издавна показывали дрессировщики на площадях и на торжищах в городах древней Греции и Рима. Некоторые обученные тюлени умели якобы считать до десяти и отвечали урчанием на свое имя. О средиземноморском тюлене упоминают Плутарх и Гомер.

Промысел тюленя был широко развит в Средиземноморье. Из шкуры тюленя делали обувь и шатры. Люди верили, что одежда из тюленьей кожи спасала от удара молнии, шкура тюленя, обнесенная вокруг поля и подвешенная потом у двери жилища, предохраняла посевы от града. Правый ласт тюленя, положенный на ночь под подушку, избавлял от бессонницы. Тюлень, по мнению жителей Средиземноморья того времени, обладал почти человеческими способностями. Ходили, например, слухи, что некие полулюди-полузвери, жившие на атлантических берегах Африки, к которым из-за сильного прибоя не мог приблизиться даже самый опытный мореплаватель, заключали с тюленями договоры о разделе рыбных угодий. Средиземноморский тюлень любил лежать и нежиться на солнце, благодаря чему его покровителями считались бог солнца Аполлон и бог моря Посейдон.

Тюлень был очень популярен в Средиземноморье, так как до сих пор многие названия островов, местностей и городов происходят от слов "фока", "фоцис", "лобос", что на латинском и греческом языках значит тюлень.

Первые научные описания теплолюбивого тюленя были сделаны Бюффоном (1782 г.), Германом (1799 г.) и Кювье (1813г.).

Из Средиземного моря, если считать, что оно было его родиной, тюлень-монах через Гибралтарский пролив вышел в Атлантику и распространился по западному берегу Африки на юг вплоть до мыса Бланко, расположенного чуть южнее 23º с. ш. Средняя зимняя температура воды в этом районе равна 20º. Более нагретые воды для тюленя, видимо, не подходят.

Средиземноморский тюлень Monachus monachus оказался действительно великим путешественником. Подхваченный по выходе из Гибралтара Канарским течением, он добрался до Экваториального течения, которое увлекло его в открытый океан. Плывя в струе течения на запад, по одному с Колумбом пути, тюлень-монах опередил Колумба на много веков, а может быть, и тысячелетий, и прочно обосновался в Карибском море. Когда-то в этом море было очень много тюленей. Они долгое время служили объектом широко развитого промысла. Многие острова в Карибском море до сих пор сохранили названия с приставкой "сил", что по-английски означает тюлень.

Этим, однако, не ограничились путешествия средиземноморского тюленя. Тюлени, видимо, обладают склонностью совершать большие переходы не только по воде, но и по суше.

В Антарктике, например, останки тюленя были однажды найдены в 80 км от берега на высоте 1600 м над уровнем моря. Поэтому тюленю, вероятно, ничего не стоило пересечь Панамский перешеек, ширина которого в наиболее узком месте составляет 200 км, а высота над уровнем моря - всего 65 м. Впрочем, быть может, переход его в Тихий океан произошел в те отдаленные геологические времена, когда Панамский перешеек был покрыт солеными водами океана. Воспользовавшись тихоокеанским Экваториальным течением, теплолюбивый средиземноморский тюлень мигрировал от берегов Америки на Гавайские острова.

Таким образом, тюлень-монах, герой фантастических рассказов древности и великий путешественник, почти совершенно истребленный в Европе и в Центральной Америке, нашел безопасное убежище среди многочисленных необитаемых островков и рифов Гавайского архипелага. Здесь до сих пор встречают стада тюленя в десятки и даже сотни голов. Так, океанские течения помогли переходу средиземноморского тюленя из одного полушария в другое.

Течения уносят от берегов пучки водорослей, вырванные с корнем деревья, кусты, иногда целые растительные островки. Наши полярные летчики видели однажды на льду в центре Арктики два больших дерева, вынесенных в океан, вероятно, с берегов Лены или Енисея. Чарльз Дарвин наблюдал в море далеко от берега огромный растительный плавучий остров, на котором находились даже мелкие млекопитающие животные.

В переносе живых организмов вместе с океанскими течениями значительную роль играют, конечно, и воздушные течения - ветры. Мошек, пауков, споры грибов и семена растений находят на высоте до 5000 м. Это так называемый воздушный планктон. Переносчиками жизни служат также птицы. Из грязи, прилипшей к птицам, Дарвин вырастил однажды 82 растения пяти разных видов. Примером того, как заселяются безжизненные острова, может служить остров Кракатао.

После землетрясения, случившегося в 1883 г., остаток вулкана Кракатао, возвышавшийся над поверхностью моря, оказался лишенным всякой жизни. Через 9 месяцев на острове появились пауки, а в 1888 г. на нем были уже насекомые, черви, моллюски, ящерицы, змеи, птицы и даже несколько млекопитающих. Большую часть этих животных могли занести на островок только морские течения.

Неразрешенной загадкой является распространение небольшой пресноводной рыбки галаксиаса. Впервые эта рыба была найдена в Новой Зеландии в 1764 г. С тех пор обнаружено несколько десятков видов галаксиаса. Галаксиас не имеет чешуи и немного похож на форель. Размеры его невелики - от 7 до 17 см. Соленую воду он не переносит. И несмотря на это в южном полушарии в зоне между 30 и 60º ю. ш. галаксиас встречается как в пресных водах материков, так и на многочисленных островках, разделенных широкими просторами океана, совершенно не доступными для этой рыбы вследствие высокой солености. Когда и каким транспортом он воспользовался для расселения?

Однако океан не только соединяет, но и разъединяет. Замечательным примером этого могут служить Галапагосские острова. Эта группа высоких вулканических островков находится на расстоянии 1000 км от берегов Эквадора. Открыты они были в 1535 г. В 1835 г. во время плавания на "Бигле" их посетил Чарльз Дарвин. Животный мир Галапагосских островов послужил, пожалуй, главным толчком к созданию знаменитым ученым его теории происхождения видов. Свое название острова получили от водившихся здесь гигантских черепах, которые по-испански называются "галапаго". Дарвин обнаружил, что все рептилии (пресмыкающиеся), половина представителей растительного и животного мира островов и треть прибрежных рыб совершенно отличны от видов, известных в других частях Земли.

Человек, попавший на эти острова, без труда может представить себе, что "машина времени" Герберта Уэллса перенесла его в век рептилий. На Галапагосских островах сохранились большие ящерицы-игуаны и гигантские черепахи. Здесь же гнездятся утратившие способность летать огромные бескрылые бакланы, а у берегов промышляют рыбу морские котики, добродушные морские львы и пингвины. В период размножения самцы игуаны и морские львы устраивают бои за обладание гаремом из самок, а морские черепахи выходят из моря, чтобы откладывать яйца в горячем прибрежном песке. На этом заброшенном в океане кусочке земли удивительным образом уживаются рядом выходцы из Антарктики - пингвины и обитатели тропиков - игуаны.

Растительный и животный мир Галапагосских островов был занесен сюда в отдаленные геологические времена морскими течениями. Океанские течения их заселили, океанские просторы их защитили. Благодаря отсутствию хищников, все редкостные обитатели островов уцелели до наших дней. Вследствие длительной изоляции время словно замедлило свой бег на этих островах; эволюция растительного и животного мира протекала здесь своим особым, вероятно, замедленным путем. И вот заброшенные в океане острова превратились с течением времени в естественные заповедники, где человеку представляется возможность заглянуть в глубь отдаленных геологических эпох.

Еще не так давно и на других океанских островах существовали животные и птицы, не встречающиеся в других местах. На острове Маврикия жила нелетающая птица додо; нелетающая птица моа водилась в Новой Зеландии, а крупные альбатросы на острове Лейзан совершенно не боялись человека. Те, кому приходилось посещать этот остров, наблюдали, как лейзанские альбатросы совершали церемонные групповые танцы и поклоном отвечали на поклон подошедшего к ним человека. Все эти птицы, как и многие другие диковинные животные тихоокеанских островов, вымерли с появлением на их родине белого человека. Их уничтожили ввезенные человеком свиньи, собаки и крысы. На многих островах завезенные человеком козы почти полностью погубили кустарники и деревья.

Но самая удивительная граница, созданная океанскими солеными водами, проходит по Ломбокскому проливу между двумя островами - Бали и Ломбок в Малайском архипелаге. Каждый из этих островов размером примерно с остров Корсику. Ширина разделяющего их пролива в самой узкой части - всего 15 миль. Максимальная глубина пролива, измеренная в 1950-1952 гг. шведской экспедицией на "Галатее", равняется 341 м. Несмотря на близкое соседство, на этих двух островах живут многие совершенно различные четвероногие животные, пресноводные рыбы и даже птицы. Без преувеличения можно сказать, что оба острова отличаются своей фауной больше, чем Англия от Японии.

Фаунистическая граница, проходящая между островами Бали и Ломбок, получила название линии Уоллеса, впервые обнаружившего ее в 1892 г. Эта граница отделяет животный мир Индийского океана и Азии от животного мира австралийской фаунистической области.

К западу от линии Уоллеса известно 100 видов первично пресноводных рыб, тогда как к востоку от нее - только 5 видов. Столь большая разница в видах рыб доказывает, что проливы, разделяющие острова, никогда не высыхали, и сами острова не соединялись в одно целое. А так как средняя глубина Ломбокского пролива составляет около 300 м, то из этого делают вывод, что уровень океана в ледниковые периоды не опускался ниже этой величины. В противном случае реки, протекающие на островах, должны были бы слиться и приобрести однообразную ихтиофауну.

На Гавайских островах до появления европейцев и японцев не было ни москитов, ни фруктовых мух. На Алеутских островах живут бескрылые насекомые, которые с течением времени расстались с крыльями, чтобы не быть унесенными в океан ураганными ветрами. Единственное место, где живут двухвостые лягушки, это заброшенные в Индийском океане Сейшельские острова. Только на этих островах растут пальмы с двойными кокосовыми орехами, о которых среди моряков сложилась легенда, будто эти "морские орехи" родятся на дне океана.

Нередко существует большая разница в фауне и флоре между материком и близлежащими островами, расположенными с ним на общем цоколе. Так, пять видов ирландских пресноводных рыб не встречаются в Англии, а некоторые британские речные рыбы неизвестны в Европе. Разница во флоре между Кубой и Флоридой, по выражению английского биолога Д. Дж. Скотта, больше, чем между Флоридой и Канадой. На о. Козумел, расположенном около Кинтана Ро на побережье Мексики, живут птицы, не встречающиеся больше нигде на свете, хотя им ничего не стоило бы перелететь на материк.

Для растений или животных, не встречающихся за пределами некоторой определенной географической области, установилось наименование - эндемичные растения и животные. Таких эндемиков среди морских животных в прибрежной зоне океанских островов довольно много. Например, у о. Св. Елены, месте ссылки Наполеона, их 27%, у островов Тристан д'Акунья - 23 %, у Гавайских островов- 34%, а у островов Южного океана еще больше: у Кергелена - 71%, у Макуори - 64%; количество эндемичных видов в глубоководных желобах колеблется в пределах от 30 до 60%.

Эндемизм, как мы видим, особенно развит в субполярных водах Южного океана, где климатические условия мало менялись на протяжении геологической истории Земли. Это наводит на мысль, что эндемизм - скорее признак консервации видов, чем их развития своим особым путем. Однако океан разделяет не только сушу. Неодолимые для животных барьеры существуют и в толще океанской воды.

Численность рыбного населения океанских глубин нам пока совершенно не известна. О глубоководных рыбах, по исследованиям Мэрион Грэй, можно сказать лишь одно, что они в значительной части являются эндемичными. Исследования американского биолога уточнил советский биолог Т. С. Расе. Он установил три группы глубоководных тихоокеанских рыб: азиатскую, не покидающую западной части Тихого океана, американскую, присущую только восточному бассейну океана, и третью, не признающую политических границ, азиатско-американскую, не спускающуюся ниже 35-40º с. ш. Какие незримые преграды мешают этим рыбам распространиться по всему океану, остается пока загадкой. Это тем более удивительно, что температура и соленость на больших глубинах во всех областях океана приблизительно одинакова. В Антарктике известно 7, в Арктике 5-7, а в Индонезии 19 видов рыб, которые не встречаются в других областях Мирового океана.

Мировой океан един. Вертикальное перемешивание воды, поверхностные, глубинные и придонные течения связывают самые отдаленные районы океана, самые большие его глубины в единое целое. И в то же время сложный рельеф дна, разная температура и соленость воды в отдельных его районах, огромные различия в давлении у поверхности и на глубине - все эти свойства океана создают местами трудно преодолимые барьеры для некоторых его обитателей.

Рыбы полярных морей большей частью отличаются от рыб тропических областей океана. Точно так же отличаются друг от друга холодолюбивые формы планктона северных морей от теплолюбивых форм, населяющих субтропические и тропические области океана. Распространение растительных организмов в океане ограничено в основном глубиной проникновения солнечного света в толщу воды. Рыбы, населяющие верхние слои океана, редко погружаются на большие глубины; глубоководные рыбы, привычные к темноте, к низкой температуре и огромному давлению, не поднимаются к поверхности. Впрочем, как у глубоководных рыб, так и у планктона, совершающего значительные вертикальные миграции, есть, по-видимому, определенный "потолок", выше которого они не поднимаются, и "пол", ниже которого они не опускаются. Любопытно отметить, что при вертикальных миграциях планктонные организмы легко переносят разницу в температуре, достигающую 18º, тогда как при горизонтальном переносе их течениями многие виды гибнут при изменении температуры всего на 5-6º.

Привычка жить на большой глубине сказывается даже на бактериях, населяющих грунты глубоководных впадин; они не в состоянии существовать на малых глубинах при небольших давлениях. В питательной среде в лабораторных условиях глубоководные бактерии, поднятые со дна океана, продолжали жить и развиваться только в том случае, если их помещали в камеру с давлением около тысячи атмосфер.

Непреодолимым барьером для многих организмов является слой температурного скачка. Те, кому случалось купаться в прудах, хорошо знают, что такое слой скачка. Иногда в начале лета туловище пловца находится в нагретой солнцем теплой воде, а ноги охватывает леденящий холод. Эти слои теплой и холодной воды разделяет небольшой слой температурного скачка.

В северных морях в разгар гидрологического лета слой температурного скачка находится на глубине 10-15 м в теплых областях океана он обычно встречается на глубине около 100 м и более. В слое скачка резко меняется плотность воды. Около него сверху и снизу скапливаются планктонные организмы. Слой скачка для многих из них - непреодолимая преграда.

Такой же неодолимой преградой для некоторых морских организмов, живущих в умеренных широтах северного и южного полушария, служат теплые воды экваториальной зоны океана. Однако несмотря на этот барьер и к северу и к югу от тропиков встречаются совершенно одинаковые организмы. Их называют биполярными. Относительно того, как они преодолели барьер тропических вод, существует несколько гипотез, предложенных советскими учеными Л. С. Бергом, К. М. Дерюгиным и некоторыми другими. Вероятнее всего, это произошло во время общего охлаждения океана в один из ледниковых периодов.

Течения объединяют все части Мирового океана. Но материки, подводные горные хребты и пороги, океанские фронты на стыке холодных и теплых, соленых и опресненных водных масс, разница в давлении, слой температурного скачка и граница проникновения света создают разнообразные вертикальные и горизонтальные барьеры. Благодаря этим барьерам океан разделен на ряд географических областей. Ближайшая задача океанографов состоит в том, чтобы изучить особенности среды, влияние на жизнь противоречивых условий, которые связывают и разделяют отдельные области Мирового океана, и произвести его биографическое районирование как в горизонтальном направлении, так и по вертикали. Эти работы уже начаты советскими учеными. Такое районирование раскроет нам многие неразгаданные страницы истории Океана и всей Земли и позволит в будущем более рационально организовать эксплуатацию его пищевых ресурсов.

Приливы

"Море дышит". - Силы космические и земные. - Причуды приливной волны. - Загадка Таити. - Календарь и часы животных. - Приливные течения

Дважды в течение суток вздымается могучая грудь океана и дважды опускается. "Море дышит" - так образно и художественно описывал приливы еще в XIV в. новгородский архиепископ Василий Калика, рассказывая в письме епископу тверскому Федору о морских плаваниях новгородцев. Действительно, перемешивая воду, приливные течения, как гигантские легкие, способствуют снабжению кислородом морских глубин, хотя, конечно, знать об этом Василий Калика в то время не мог. Благодаря тому же перемешиванию приливо-отливные течения усиливают поглощение и отдачу тепла водой и местами таким путем сглаживают сезонные изменения температуры воздуха. Это, например, отчетливо заметно в Горле Белого моря, где приливные течения изменчивы и сильны.

Там, где берег отлогий, во время прилива над ним бушуют волны прибоя, а при отливе отступившее море обнажает широкую полосу гальки, песка или ила, населенную организмами, хорошо приспособившимися к таким превратностям судьбы.

Вот мы на Терском берегу Белого моря, у входа в сравнительно мелководный пролив, соединяющий его с Баренцевым морем. (Этот пролив называют Горлом Белого моря.) Время отлива или, как говорят моряки, "малая вода". На протяжении двух - трех километров тянется песчано-илистая отмель. В углублениях, оставленных морем, соленые лужи. На высоких шестах тут и там натянуты сетки. Что это? Неужели и сюда пробрались любители спорта, чтобы во время отлива сыграть партию в волейбол?- Не сразу догадаешься, что это рыбачьи сети, предназначенные для лова семги. Рыбаки здесь выезжают на лов не на лодке, а на лошади, запряженной в телегу, и рыбу не вытаскивают из воды, а снимают с сетей, словно подарки с новогодней елки. Поистине необычайное зрелище представляют собой сети, стоящие на берегу с застрявшими в них метровыми серебристыми семгами.

Словно фрукты с дерева снимают рыбаки в отлив застрявшую в сетях рыбу. Не в лодке, а на телеге собирают улов в Горле Белого моря, в заливе Фанди в Северной Америке, у берегов Англии и Нормандии

А вот и другое проявление прилива. У пристани в Мурманске грузится большой океанский пароход. При полной воде человек, стоящий на пристани, смотрит на пароход снизу вверх, а судовые лебедки для того чтобы опустить груз в трюм парохода, поднимают его сначала высоко в воздух. Но вот наступил отлив. Палуба парохода теперь на уровне пристани, а иной раз и ниже. Человек смотрит на пароход сверху вниз, а лебедки плавно несут свои груз в трюмы парохода по горизонтали. В Лондонском порту, чтобы избежать этих неудобств при погрузке, суда для погрузочных и разгрузочных работ заходят на полной воде в доки, но зато, кончив погрузку, они должны терять время на ожидание прилива, чтобы выйти из дока.

Еще интереснее морские приливы в реках. Прилив сперва останавливает, а потом поворачивает течение реки вспять. Морская соленая вода клином внедряется в реку по дну и нередко очень высоко поднимается вверх по течению. Очень часто время прилива в реках бывает короче, чем время отлива, а полная вода держится намного дольше, чем малая. Такое длительное стояние полной воды в Северной Двине у Архангельска поморы называют "манихой".

В устьях некоторых рек приливная волна, распространяясь навстречу речному течению, принимает вид высокого крутого вала. Этот приливной рал называют "бор" или "маскарэ". Он разрушает берега и мешает плаванию судов. Бор сравнительно небольшой высоты наблюдается у нас в реках, впадающих в Мезенский залив. В реке Петикодиак, несущей свои воды в залив Фанди в Северной Америке, бор во время больших приливов достигает высоты 3 м и распространяется вверх по реке со скоростью 11-12 км в час. В китайской реке Цянь-танзян бор достигал в высоту 7-8 м; крутизна его переднего склона равнялась 70º. Эта страшная стена воды устремлялась вверх по реке со скоростью 15-16 км в час. На протяжении 800 лет ко дню праздника осени китайцы съезжались на берег моря для того, чтобы полюбоваться этим необычайным зрелищем. Но бор причинял много вреда. Чтобы умилостивить грозное явление природы, китайские императоры выстроили на берегу "башню успокоения моря". Однако башня не помогла. Тогда для укрепления берегов реки была выстроена 80-километровая стена. Очень высокий бор известен в гигантской южноамериканской реке Амазонке; при высоте 5-6 м он распространяется вверх по реке на расстояние до 300 км. На наблюдателей он производит потрясающее впечатление. На многих реках - Сене и Шаранте во Франции, Северне в Англии, Хугли в Индии с помощью специальных гидротехнических сооружений опасные для судоходства боры почти совершенно устранены.

Приливы известны человеку с давних времен, вероятно, с тех пор, как ему пришлось поселиться на берегу необозримого, временами страшного своей яростью, временами спокойного и ласкового кормильца - океана. Сколько съедобных ракушек оставлял он на берегу во время отлива! На местах древних приморских стоянок первобытного человека до сих пор находят кучи раковин, наглядно говорящих о том, каким подспорьем в его трудной жизни был океан.

Сложение силы притяжения Луны с центробежной силой, возникающей при вращении системы Земля - Луна, создает приливообразующую силу. Приливообразующая сила в точках A и B увеличивает силу тяжести, но не образует ни прилива, ни отлива. В точках Z и N она уменьшает силу тяжести, но также не образует прилива. Приливообразующие силы в секторах между точками A, Z, B и N увлекают воду к точкам Z и N, благодаря чему в океане возникают две приливные волны

О приливах в Красном море уже в V в до н. э. упоминает в своих трудах древнегреческий историк Геродот. В закрытом Средиземном море приливы незначительны, поэтому они мало привлекали к себе внимание мореплавателей. Но как только обитатели Средиземноморья вышли в океан, уменье учитывать состояние прилива стало неотъемлемой частью искусства кораблевождения.

Первым подметил связь между высотой прилива и фазами Луны уроженец Массилии (ныне Марсель) географ Пифей, побывавший на берегах Англии, где приливы особенно велики. За сто лет до новой эры появился первый труд по океанографии - книга "Об океане". Автор книги Посидониус подробно описал приливы в Кадиксе, на атлантическом берегу Пиренейского полуострова, и не только с уверенностью указал на их связь с фазами Луны, но даже постарался выразить эту связь числом. Он первым заметил разницу между величинами приливов во время равноденствий в марте и сентябре и в период солнцестояний в июне и декабре.

Две приливные волны - одна на стороне Земли, обращенной к Луне, другая на противоположной стороне

Однако понять сущность явления приливов удалось только после открытия Ньютоном всем известного теперь закона всемирного тяготения.

Масса Солнца в 30 миллионов раз больше массы Луны, но Солнце в 390 раз дальше от Земли, чем Луна. Поэтому притяжение маленькой Луны в конечном итоге в 2,17 раза больше притяжения гигантского по сравнению с ней Солнца.

Собственно же приливообразующая сила представляет собой, как это показано на рисунках, результат сложения силы притяжения Луны и центробежной силы, образующейся при вращении системы Земля - Луна. Именно поэтому вокруг земного шара за сутки обегают две волны. Гребень той, которая побольше, обращен к Луне, а гребень другой находится на противоположной стороне земного шара.

Если бы земной шар был сплошь покрыт водой, притяжение Луны создавало бы в нем прилив величиной в 0,54 м, а притяжение Солнца - прилив величиной в 0,25 м. Наибольший прилив равнялся бы сумме лунного и солнечного приливов. И повсюду было бы два прилива и два отлива в сутки. Такой вид приливов называют полусуточным. Полусуточные приливы хорошо известны у нас на Мурманском побережье, в Белом море и у берегов Сибири. Это преобладающий тип приливов. Однако свободному распространению приливной волны вокруг земного шара мешают материки, цепи островов. Они сильно искажают приливные волны, в результате чего есть места, где прилив и отлив повторяется только раз в сутки. Такие приливы носят название суточных. У наших тихоокеанских берегов приливы имеют промежуточный характер между суточными и полусуточными, их называют смешанными приливами.

В открытом океане и сейчас величина прилива около метра. Но у берегов она достигает местами 10-18 м. Там, где в полную воду свободно пройдет большой океанский пароход, в малую воду сядет на мель даже небольшая рыбачья лодка. Происходит это потому, что достигая мелководной береговой отмели и проникая в заливы и бухты, приливная волна растет. При сложении первичной приливной волны с волной, отраженной берегами, и образуются такие большие приливы.

Таблица 1

В приведенной таблице 1 перечислены некоторые пункты, в которых приливы особенно велики.

Перемещая огромные массы воды, приливообразующая сила должна, казалось бы, обладать большой величиной. На самом деле она очень мала и равна всего одной девятимиллионной доле силы тяжести. Таким образом, благодаря притяжению Луны каждая частичка воды в океане, если Луна находится над ней в зените, теряет 1/9000000 часть своего веса, а если Луна по отношению к ней находится на горизонте, увеличивает свой вес на 1/18000000.

Взаимное положение Земли, Луны и Солнца непрерывно меняется, поэтому и величина прилива также меняется каждый день. Когда относительное положение Земли, Луны и Солнца возвращается к первоначальному, цикл прилива повторяется. Главная роль в образовании приливов принадлежит Луне. Поэтому основной цикл прилива тесно связан с ее фазами и равен, как мы уже знаем, двум неделям (точнее 13 5/6 суток).

Когда Луна и Солнце во время полнолуния и новолуния находятся на одной линии, приливообразующие силы обоих светил складываются. Приливы в это время достигают наибольших величин и называются сизигийными. Когда же Солнце и Луна находятся по отношению к Земле под углом 90º (четверть прибывающей или убывающей Луны), величина приливов наименьшая. Такие приливы носят название квадратурных. Сизигийные и квадратурные приливы наступают через каждые две недели. В промежутках между ними величина прилива либо убывает, либо увеличивается, в зависимости от изменения фазы Луны.

Итак, суточный цикл прилива равен лунным суткам, а не солнечным, по которым мы живем. Лунные сутки, т. е. время видимого суточного оборота Луны вокруг Земли, длиннее солнечных суток на 50 минут. Поэтому момент наступления прилива и отлива в каждые следующие сутки наступает на 50 минут позднее, чем в предыдущие. Прилив в океане движется в форме поступательной волны. Представление о такой волне нетрудно получить, ударив рукой по воде, заполняющей ванну. От места удара во все стороны побегут волны - это и есть поступательные волны. Поверхностные поступательные волны, возбуждаемые ветром, охватывают только небольшой верхний слой океана. Поступательная приливная волна охватывает всю толщу океанской воды. В Атлантическом океане приливная волна распространяется со скоростью 300 миль в час; в Ламанше, где сужаются берега и уменьшаются глубины, благодаря трению приливной волны о дно скорость ее уменьшается до 70 миль в час.

В некоторых заливах и бухтах образуется стоячая приливная волна. Если поднять, а потом опустить один конец корыта с водой, вода в нем будет колебаться - при подъеме уровня воды в одном конце корыта уровень воды в другом его конце будет опускаться и наоборот. Это и есть стоячая волна. В середине корыта уровень воды не будет меняться, здесь образуется, как говорят, узловая линия.

Стоячая приливная волна образуется, например, в Красном море, по своей форме напоминающем корыто. В то время, когда в Суэцком канале уровень поднимается, в восточной части моря, у Адена, он опускается, а посередине моря уровень все время остается почти без изменения.

Капитану и штурману корабля очень важно знать величину прилива и время наступления полной и малой воды. В настоящее время предвычисление приливов производится на год вперед. Из "Таблиц приливов", издаваемых в СССР, величину прилива можно выбрать для любого места и на любой день и час.

Благодаря местным особенностям распространения приливной волны и отражению ее берегами, в некоторых районах океанов и морей существуют пункты, в которых уровень совершенно не меняется. Такие пункты хорошо известны, например, в Северном море и других районах океана. Они называются амфидромическими.

Долгое время были загадкой приливы у островов Таити в Тихом океане. Еще недавно некоторые географы, описывая эти острова, утверждали, что у берегов Таити приливы наступают всегда в один и тот же час - полная вода в полдень и полночь, малая вода в 6 часов утра и 6 часов вечера. Некоторые при этом весьма образно добавляли: на Таити океан не повинуется Луне, он признает только Солнце. Но наука постепенно срывает одну за другой завесы тайны с непонятных явлений природы. Так произошло и с приливами у Таити.

В 1924 г. на одном из островов для непрерывного наблюдения за уровнем моря установили мареограф, а в 30-х годах был раскрыт секрет приливов у Таити. Обработка наблюдений показала, что действительно прилив у островов не запаздывает каждые сутки на 50 минут, как это происходит во всех других частях океана. Но все же момент его наступления несколько изменяется. Дневная полная вода приходится на время между 10 и 15 часами, ночная - на время между 22 и 3 часами, но ни та, ни другая никогда не выходят за эти пределы.

Одновременно было установлено, что под влиянием формы тихоокеанского бассейна резко изменилось соотношение между лунным и солнечным приливом. Теоретически лунный прилив в два с лишним раза больше солнечного. У Таити он составляет всего лишь 20% солнечного. Таким образом, географы в какой-то мере были правы, утверждая, что океан у островов Таити повинуется Солнцу, а не Луне. Но причина этого явления оказалась чисто земной, а не космической.

Благодаря отражению волн у берегов Англии между Уэймутом и островом Уайт, иногда случаются не два, а четыре прилива в день. Это так называемые двойные приливы, у каждого из которых по два максимума.

В некоторых районах океана приливы попеременно заливают и обнажают очень широкую береговую полосу. В некоторых местах, как например у бретонских берегов Франции, эта полоса достигает 10-20 км. Эту береговую полосу называют приливной зоной. В ней развилась особая фауна, успешно приспособившаяся к превратностям судьбы - к перемене солености и температуры и к периодическим осушкам. Моллюски, оставленные морем при отливе на сухом берегу, крепко сжимают створки своих раковин до наступления прилива. Морской червь Chaetopterus, который вместе со своим постояльцем - небольшим крабом - живет в V-образной известковой трубке, прячется при отливе в нижнюю ее часть, оставляя место для запаса воды в верхней части трубки. Плоский червь Convoluta roscoffensis живет на песчаных пляжах Англии в симбиозе с зелеными водорослями; пищеварительный органы у него почти атрофированы, так как он питается за счет растительных клеток водорослей. Чтобы дать возможность своей кормилице - водоросли - лучше пользоваться солнечным светом, этот червь, когда отступает море, вылезает на поверхность пляжа. Тысячи таких червей покрывают приливную зону во время отлива. С наступлением прилива черви зарываются в песок. Если их поместить в аквариум с песчаным дном, они продолжают привычные миграции в толщу песка и обратно на его поверхность два раза в сутки, несмотря на то, что никаких приливов в аквариуме нет.

Еще более интересно приспособилась к приливам небольшая, размером с ладонь, люминесцирующая тихоокеанская рыбка грюньон (Laurestes). Она появляется в огромных количествах у берегов Калифорнии весной и держится здесь все лето. Для икрометания эта рыбка выбирает день и час, когда сизигийный прилив достигает наибольшей высоты. При самом начале отлива, выбрав большую прибойную волну, самка и самец вместе выбрасываются на песок. Самка роет хвостом ямку и откладывает в нее икру, которую самец сейчас же оплодотворяет. Весь процесс икрометания продолжается не больше одной минуты. Извиваясь, рыбка хвостом зарывает икру в песок, а со следующей набежавшей волной возвращается в море. Теперь икра в сохранности. Так как идет отлив, вновь набегающие волны не достигнут места, где зарыта икра, а следующий прилив будет ниже сизигийного, во время которого рыбка отложила икру. Новый сизигийный прилив наступит через две недели. Он размоет песок и освободит из плена созревшие за это время икринки. Холодная вода, коснувшись оболочки икринки, заставляет ее лопнуть, и вот готовая личинка рыбы вступает в жизнь.

В период икрометания сотни тысяч, миллионы этих серебристых рыбок выбрасываются на калифорнийские пляжи. О начале нереста сообщают по радио. Сотни людей в спортивном азарте ловят грюньонов прямо руками, так как применение каких бы то ни было орудий лова в этом случае строго запрещено.

Не менее удивительно размножение червя палоло, тесно связанное с приливами и фазами Луны. Этот червь живет в Тихом океане у островов Самоа на дне моря среди скал и кораллов. Один раз в году - в октябре-ноябре - он делится пополам; одна половина червя остается на дне, другая, начиненная яйцами, всплывает на поверхность моря, где и происходит размножение. Всплывают половинки палоло всегда на рассвете того дня, когда Луна достигает последней четверти. В эти дни поверхность моря буквально кишит червями. От обилия светящихся червей и яиц море приобретает молочный цвет.

К ритму приливов отлично приспособилась также австралийская птица негоп. Она живет не ближе 50 км от берега, но регулярно появляется у моря ко времени отлива, чтобы кормиться на отмели мелкими морскими животными. При этом птица безошибочно учитывает ежесуточное запаздывание прилива и отлива на 50 минут.

Говоря о приливах, нельзя не упомянуть о приливных течениях. Направление их меняется вместе со сменой прилива отливом и наоборот. Путь частицы воды, переносимой приливо-отливным течением, в общем невелик. Он зависит от скорости течения и времени, которое занимают прилив, а затем отлив. В узких проливах, между островами, приливные течения достигают очень больших скоростей.

У полуострова Котантен, на оконечности которого расположен французский порт Шербур, скорость приливных течений достигает 6-9 миль в час; в проливах среди Японских, Филиппинских и Алеутских островов наблюдается скорость течений от 8 до 10 миль в час; среди Фольклендских островов и островов Британской Колумбии она еще больше - от 11 до 14 миль в час. Самые сильные приливные течения известны в Скиерстад-фиорде около Бодэ в Норвегии. Здесь скорость отливного течения, особенно весной, когда его усиливают талые снеговые воды, достигает 16 миль, т. е. 27 км в час. Бурный отливной поток устремляется в море с такой яростью и шумом, что дрожат стены домов, стоящих на берегу фиорда.

С развитием приборостроения океанологи получили возможность измерять скорости течений на самых больших глубинах океана. И вот, там, где предполагались застойные зоны либо очень слабые течения, были обнаружены сильные, притом переменные течения. Вероятнее всего, их возбуждают приливные волны, которые по-разному распространяются в слоях океана, различающихся по своей плотности. Однако далеко не всегда удается обнаружить прямую связь между этими двумя явлениями.

В начале 30-х годов автор занимался изучением течений в Белом море. Наблюдения велись с помощью вертушек Экмана. Оказалось, что в сильно расслоенной толще беломорской воды приливные течения на разных глубинах, измеренные в одно и то же время, различались по скорости и по направлению. Глубина в пунктах наблюдений была порядка 300 м. Можно, однако, предполагать, что даже при глубине в несколько тысяч метров в условиях бароклинного (расслоенного) моря приливные течения могут вести себя совершенно так же.

Приливы непрерывно перемещают огромные массы воды. Возникающее при этом трение постепенно замедляет вращение Земли. Впрочем Н. Н. Парийский считает, что главная роль в замедлении вращения Земли принадлежит приливным колебаниям земной коры. Размах этих колебаний на территории Москвы достигает 40 см. Замедление вращения Земли равно 0,0014 сек за 1000 лет.

Огромная энергия океанской приливной волны, превышающая миллиард киловатт, погашается в течение суток. Большая часть энергии приливов расходуется на мелководье материковой отмели и в мелководных морях. Но какая-то часть растрачивается на образование течений и перемешивание водных масс в глубоководных бассейнах Мирового океана. Для полного понимания процессов перемешивания, имеющих огромное значение для жизни океана и для решения спорных вопросов, касающихся захоронения радиоактивных отходов, очень важно знать степень участия в этих процессах приливных явлений. Есть основание, однако, предполагать, что роль их в жизни океана весьма значительна и, может быть, мы вправе сказать, что приливы - это подлинный пульс океана.

Море волнуется

Сила прибоя. - Зыбь. - Рост волны. - Сулой. - Езда на прибое. - Тропические ураганы. - Волны и корабли. - Нагоны. - Ленинградские наводнения. - Чилийское цунами. - Невидимые морские волны. - Диалектика волны

"О скалы грозные дробятся с ревом волны..." - мощно, как штормовой прибой, звучит в опере "Садко" музыка Римского-Корсакова. Действительно, прибой, грохочущий у скалистого берега, одно из самых поразительных и грозных зрелищ. Он сотрясает тяжелые блоки портового мола и окутывает стеной брызг и пены высокую башню одиноко стоящего маяка.

Своим ритмом и изменчивой красотой прибой гипнотизирует человека. Кто бывал на берегу моря, тот хорошо знает, как трудно порой оторваться взглядом от этого чарующего зрелища.

Взбросы волны при ударе о препятствие достигают высоты в несколько десятков метров. Они устремляются вверх со скоростью 60-70 м/сек. У берегов Англии волны сорвали однажды колокол, висевший на маяке Бишоп-Рок на высоте 30 м над уровнем моря. На о. Вист, в архипелаге Шетландских островов, волны разбили фонарь маяка на высоте 60 м. Взброс волны у мола в Ялте достигает в высоту 30-40 м.

Встречая подводный камень или порог, прибой приобретает особенную силу. По исследованиям советского ученого В. М. Маккавеева, в водной среде в таких случаях происходит разрыв и образуется пустота. Затем наступает сжатие - вода врывается в пустоту, производя мощный гидравлический удар, возбуждающий донную волну, которая потом со страшным грохотом обрушивается на берег.

Даже в наше время высокоразвитого строительного искусства стихийная мощь моря нередко оказывается сильнее техники. На берегу Ламанша во французском порту Шербур волны однажды перебросили камни весом в 3,5 т через стену высотой в 6 м. В Голландии в Амстердамском порту 20-тонный бетонный блок был поднят волной на высоту 3,7 м и сброшен на пирс, возвышающийся на 1,5 ж над уровнем моря. С волнореза Вик в Шотландии была сдвинута с места и разбита стена из камней, железа и бетона весом в 1350 т. В Крыму, в Симеизе, штормовые волны однажды смыли в море двухэтажное здание. В 1953 г. в Генуе был разбит волнолом длиной 4 км и шириной 12 м, строившийся 18 лет. Он был рассчитан на волны 5-метровой высоты, а его атаковали 7-метровые волны. В Сочи было измерено давление волны на внешнее ограждение, равное 14 т/м2, в Дэнбере (Шотландия) зарегистрирован удар волны силой 37 т/м2, а в Дьеппе (Франция) - 60 т/м2.

Когда в море бушует шторм, грозная сила прибоя поражает, но кажется понятной и естественной. Но вот мы в Африке на Марокканском берегу Атлантического океана или на одном из Гавайских островов в Тихом океане. На безоблачном небе ярко светит солнце. Полный штиль и совсем непонятно, почему силуэт корабля, идущего далеко в море вдоль берега, то скроется в воде, то вынырнет на поверхность и четко обрисуется на фоне голубого неба. И еще более непонятно, почему при полном безветрии невдалеке от берега со страшным грохотом разбиваются и пенятся огромные валы прибоя. Разгадка обоих явлении - мертвая зыбь.

Волна за волной набегает на отлогий берег. На мелком месте волны становятся короче, круче. Достигнув глубины, приблизительно равной своей высоте, они разрушаются и образуют буруны

После шторма ветровые волны, сравнительно короткие и высокие, становятся ниже и длиннее. Они теряют свои гребни и превращаются в зыбь. В зыбь превращаются также ветровые волны, когда они выходят из области, в которой свирепствует ураган. Волны зыби растягиваются в длину на несколько сот метров, поэтому при высоте в несколько метров в открытом море они почти не заметны только издалека можно видеть, как корабль поднимается на гребень такой волны, а потом спускается к ее подошве словно погружаясь при этом в воду.

Прибой у скалистого берега. Сила удара прибойной волны достигает десятков тонн на квадратный метр вертикальной стенки

У берега, вступив на мелководье, зыбь делается короче, выше и круче и образует мощный прибой. Такой прибой почти никогда не прекращается у океанских берегов, потому что в широких океанских просторах всегда где-нибудь да бушует буря, а ее гонцы - волны мертвой зыби бегут от нее во все стороны на сотни и тысячи миль.

Волны пробегают эти огромные расстояния быстрее самого быстроходного парохода. Накопив энергию ветра, они с равнодушной яростью обрушивают ее и на пустынные берега и на сооружения, созданные человеком.

Но вот и еще одно проявление длинных волн зыби. В порту, в защищенной от ветра и волн гавани, спокойно стоят суда. Слабый ветерок, почти штиль. Даже у открытых берегов прибой сравнительно небольшой. И вдруг корабли, стоящие на якорях, начинают беспорядочно дергаться то в одну, то в другую сторону; они поворачиваются поперек ветра, против ветра, сталкиваются, а суда, стоящие у пристаней, рвут толстые смоленые тросы швартовов Это так называемая портовая зыбь. Черноморские моряки, которым она нередко докучает в Поти и Батуми, называют ее тягун. Портовая зыбь причиняет морякам много неприятностей Она возникает под влиянием длинных волн океанской зыби с большим периодом и малой амплитудой, незаметно проникающих в гавань или порт, и проявляется в беспорядочных горизонтальных перемещениях всей массы воды в гавани на расстояние в несколько метров. С портовой зыбью борются, сооружая дополнительные молы и дамбы. Тягун изввестен во многих гаванях мира и в наших дальневосточных портах.

Что же представляют собой ветровые волны как они образуются и растут?

Перед нами расстилается море - гладкое, как зеркало. Но вот задул ветерок, появилась рябь. Рябь образовалась под влиянием неравномерного давления и трения вихрей ветра о поверхность воды. Чем короче волны ряби тем быстрее они бегут по поверхности. Ветер усиливается когда длина волн ряби от гребня до гребня достигает примерно 17 мм, волны меняют свою природу. Из капиллярных, в которых главную роль играло возмущенное ветром поверхностное натяжение воды, они превращаются в гравитационные. Поверхностное натяжение воды преодолено и теперь главную роль в распространении волн приобретает их вес, откуда и название - гравитационные волны. Гравитационные волны распространяются тем быстрее чем больше их длина.

Ветер все усиливается. Прямое давление ветра на обращенный к нему склон волны заставляет ее расти очень быстро.

На гребнях волн появляется белая пена - барашки ветер срывает с них острые гребни. Когда волны достигают примерно 3/4 своей максимальной высоты, рост их замедляется. Как показали новейшие исследования, гашение волн происходит в значительной мере в результате затраты их энергии на беспорядочные вихри, возникающие у поверхности воды. По исследованиям советских океанографов, рост волны наибольший, когда скорость ветра примерно вдвое больше скорости волны. Когда же скорость ветра и волны сравниваются, волны теоретически достигают наибольшей высоты, после чего продолжает расти только их длина.

В действительности, однако, по наблюдениям моряков, самые высокие волны образуются лишь тогда, когда ветер начинает немного стихать; в это время он перестает срывать гребни с волн, отчего высота их на короткое время увеличивается.

Если ветер долго дует с одинаковой скоростью или стихает, волны начинают опережать ветер. Не испытывая больше попутного давления и попутной силы трения, волны становятся ниже, длиннее, а вместе с длиной увеличивается их скорость; они превращаются в зыбь.

Во время интенсивного роста образуются короткие крутые волны. Не только впереди и позади таких волн, но и у концов их гребней образуются ложбины. Длина гребня этих волн невелика. Такие волны называют трехмерными. Волны этого типа - самые неприятные для моряков. Судно во время беспорядочного трехмерного волнения бросает из стороны в сторону, качка делается одновременно и килевой и боковой.

При встрече зыби с приливо-отливными течениями образуются пирамидальные волны. Автору однажды пришлось вести небольшое научно-исследовательское судно, стотонный моторный бот, из Мурманска в Белое море. У северо-восточной части Кольского полуострова, невдалеке от берега, расположены группы скалистых островов. Когда бот вошел в небольшой бассейн между несколькими островками, море вокруг буквально кипело, словно в котле, под которым разведен сильный огонь. На его поверхности высоко вздымались пирамидальные волны, отдельные всплески их опрокидывались через фальшборт на палубу.

Трудно описать, что чувствует капитан, когда его судну угрожает опасность посадки на мель или на камни. Это ощущение автору пришлось испытать за несколько коротких секунд, пока не выяснилось, что перед судном не буруны на подводных камнях, а всего лишь сулой, толчея пирамидальных волн, возникшая при встрече отливного течения с зыбью, шедшей со стороны моря.

В некоторых проливах между Алеутскими островами при встрече волны с приливным течением иной раз образуется толчея, в которой отдельные пирамидальные волны достигают пятиметровой высоты.

Первыми наблюдателями океанских волн были не океанографы, а моряки; среди них следует назвать русских мореплавателей Крузенштерна, Коцебу и Головнина, совершивших кругосветные путешествия в первой четверти XIX в., и французского морского офицера Пари.

Большинство океанских штормовых волн имеет в высоту 4-4,5 м. Волны выше 6-7 м - довольно редкое явление. Что же касается максимальной высоты волн, то в различных областях океана она может быть разной, но в общем не превышает 20 м.

Ветер, как известно, дует неравномерно - он поворачивает то немного вправо, то влево. Благодаря этому на одном и том же участке моря образуются волны разных направлений; иногда при этом ветер усиливается, иногда стихает. Налетевший сильный шквал нередко охватывает площадь протяжением в 2-2,5 км. Понятно, что на этой площади волны растут быстрее, таким образом возникают группы особенно высоких волн. Наконец, на поверхности каждой высокой и длинной волны ветер образует новые небольшие короткие волны. Более короткие волны складываются (интерферируют) с нагоняющими их более длинными волнами и создают при этом среди бурного моря либо очень высокие одиночные волны и группы высоких волн, либо, наоборот, участки ослабленного волнения. На это сложное взаимодействие поверхностных волн расходуется значительная часть их энергии.

Из всего сказанного понятно, что разговоры о "седьмом" или "девятом" вале ни на чем не основаны. Высокие одиночные волны или высокие группы волн образуются чисто случайно, в результате наложения одних волн на другие или под действием налетевших шквалов. Про волнение в океане можно сказать, что это самое беспорядочное из всех закономерных явлений природы.

Штормовое волнение в период нарастания волны отличается особенной беспорядочностью. Когда оно достигает наибольшей силы, волны становятся длиннее (увеличивается расстояние от гребня до гребня), одновременно удлиняются сами гребни, волнение из трехмерного прев-ращается в двухмерное.

Длина гребней трехмерных волн не превышает нескольких десятков метров, при двухмерном волнении длина гребней вырастает до сотен метров. В океане случалось наблюдать волны зыби, длина гребня которых достигала 800 и даже 1000 м. Волны зыби относятся к двухмерным волнам. Неискушенному наблюдателю, стоящему на палубе судна, при взгляде на непрерывно бегущие волны кажется, что вода быстро течет вместе с волной. Но, проследив за движением какого-нибудь плавающего предмета, он легко заметит, что предмет почти не перемещается вместе с волной, а движется вперед и назад и одновременно вверх и вниз. Перемещается не вода, а форма морской поверхности. Это легко понять на примере слабо натянутой веревки, которую держат в руках два человека, стоящие на расстоянии 5-10 м друг от друга. Достаточно одному из них тряхнуть свой конец веревки, как по ней побежит волна к другому ее концу. При этом по веревке будет перемещаться форма волны, а сама веревка и ее части будут оставаться на своем месте. Если бы вместе с волной с такой же точно скоростью перемещалась вся масса воды, ни одно самое мощное судно не могло бы бороться с волнением. Мореплавание стало бы невозможным.

Длина штормовых волн (от гребня до гребня) не превышает 250 м; волны зыби имеют в длину от 200 до 800 м и даже более. Надо заметить, что вода все-таки немного перемещается в направлении волны, но скорость этого перемещения практически ничтожна. Скорость распространения штормовых волн достигает 60 км, а зыби - 100 и более километров в час.

Согласно классической теории, частицы воды, участвующие в волновом движении на глубокой воде, описывают орбиту, имеющую форму окружности. Высота волны равна диаметру этой окружности. На Международном океанографическом конгрессе в Москве академиком В. В. Шулейкиным была показана неточность этой теории. На основании длительного изучения движения взвешенных частиц в волновом бассейне Гидрофизического института Украинской Академии наук в Крыму было установлено, что даже при глубине, превосходящей высоту волны, частицы воды движутся по эллипсу, большая ось которого направлена в сторону движения волны. Эллиптическое движение частиц - результат сложения их орбитального движения с поступательным движением даже при отсутствии ветра.

Диаметр волновой орбиты быстро убывает с глубиной. Высота пятиметровой волны, имеющей в длину 100 л", на глубине 12 м от поверхности моря уменьшается наполовину, а на глубине 100 м будет равна всего 2 см.

Чем длиннее волна, тем глубже проникает волнение. Песчаная рябь на дне моря, образованная волнами, встречается местами до глубины 180 м. Вероятно, это предельная глубина проникновения поверхностных волн.

Поверхность волнующегося моря много больше поверхности спокойного моря, что играет заметную роль в обмене энергией и веществом (водяные пары, соль и пр.) между океаном и атмосферой. По подсчетам океанолога О. А. Владимирова, рябь увеличивает поверхность моря в 8 раз, а сильное установившееся 9-балльное волнение - в 34 раза.

Энергия, сообщаемая ветром бушующему морю, огромна. При этом, если высота волны увеличится вдвое, ее энергия возрастет вчетверо; если волна вырастает втрое, ее энергия увеличится в девять раз. Волна высотой в 3 л на каждый метр протяжения гребня несет в себе энергию, равную 1000 квт.

Не следует думать, что штормовое море не грозит никакими опасностями современным судам. В 1931 г. во время двенадцатибалльного шторма в Баренцевом море погибли два наших рыболовных траулера новейшей конструкции. В 1929 г. во время жестокого шторма, бушевавшего в Северной Атлантике и в Северном море, перевернулся пароход "Дункан" водоизмещением в 2400 т и затонуло несколько судов грузоподъемностью от 6 до 11 тыс. т; всего потерпело аварию во время этого шторма более 600 судов. Гигантские трансатлантические лайнеры "Бремен", "Бернгардия" и "Балтии" в пути непрерывно лили за борт масло. Как известно, натяжение тонкой пленки, образуемой маслом на поверхности моря, успокаивает волнение. Успокаивает волнение также дождь, снег, град и дрейфующие льды.

Грузовое судно "Илья Мечников", побывавшее в 1960 г. на пути к Кубе в зоне урагана "Донна", с честью выдержало испытание. Когда судно вошло в порт, его посетил Фидель Кастро, чтобы посмотреть на моряков, устоявших в борьбе с грозной стихией. Двенадцать кораблей под другими флагами, оказавшиеся в зоне этого урагана, затонули. Точно так же не сдался урагану "Флора" советский турбоход "Физик Вавилов", направлявшийся в 1963 г. из Гаванны в Буэнос-Айрес. Капитан Емельянов потом доносил, что работа судовых машин мощностью 13000 л. с. не могла преодолеть встречных ударов гигантских волн и корабль в борьбе с ними не двигался с места, пока не миновал шторм.

«Езда на прибое» - национальный вид спорта на Гавайских островах

Вступая на мелкое место, волны меняют свою форму. Как только глубина становится равной длине волны, волна начинает "чувствовать" дно. С этого момента волновые орбиты частиц воды, ограниченные дном, становятся еще более эллиптическими. Длина волны уменьшается, волна становится выше. Передний склон ее делается круче, волна опрокидывается вершиной вперед и, образуя бурун, разрушается. Разрушение волны происходит на глубине, приблизительно равной ее высоте. Особенности деформации и обрушения волн в прибрежной зоне тщательно исследовал и теоретически обосновал В, Лонгинов.

Небольшой прибой на песчаном отлогом пляже в хорошую погоду чарует глаз. Волна за волной с тихим шелестом набегает на берег, дробится на тысячи сверкающих на солнце пузырьков белой пены и отбегает назад. Но вот зыбь становится все крупнее и шире. Накат, как говорят моряки, усиливается. Волна разрушается теперь не у самого берега, а вдали от него, на глубине, которая соответствует ее высоте. Это уже не прибой, это - буруны. Между буруном и берегом нередко находится полоса воды с довольно спокойной поверхностью. Водная масса разбившейся волны добавляется к этой спокойной воде ж бежит по ней в виде гребня без ложбины, увлекая за собой всю толщу воды. Это так называемая волна перемещения или одиночная волна. У самого берега она образует вторичный прибой.

У мелких отлогих берегов буруны нередко образуются на расстоянии 1-2 км от берега. Если в таких местах зыбь, поступающая с моря, достаточно сильна, крупные одиночные волны пробегают все это расстояние со скоростью 20-25 км/час, а иной раз и больше. На Гавайских островах местные жители научились ими пользоваться. Возвращаясь с моря, рыбаки приближаются к бурунам и, улучив момент, стараются попасть на гребень такой волны. В несколько минут он выносит их на берег. Ребятишкам эти волны служат для забавы. На легкой лодочке или просто на широкой доске, высоко поднявшись над уровнем моря, они мчатся к берегу на гребне волны со скоростью быстроходного моторного катера. Отхлынувшая волна оставляет их на сухом месте. "Езда на прибое" - это старинный национальный вид спорта на Гавайских островах. Он приобрел широкую популярность среди туристов, посещающих океанское побережье и острова, где прибойные волны достигают большой высоты.

Длинные волны зыби при вступлении на мелкое место почти удваивают свою высоту. На Марокканском берегу Африки в Атлантическом океане или на островах Тихого океана прибой высотой от 3 до 6 м - довольно обычное явление. В штормовую погоду на берег обрушиваются волны высотой от 6 до 11 м.

Нагоняя к берегам воду и повышая ее уровень, волны создают довольно сложные системы прибрежных течений. Волны поднимают со дна или отрывают от берега частицы грунта, прибрежные течения их переносят. Поэтому при постройке портов, дамб и других гидротехнических сооружений предварительно изучаются волновой режим, течения и перенос донных осадков.

Одно из самых интересных течений, возбуждаемых волнами у берегов, - это так называемое разрывное течение. Скопившаяся у берега вода сначала движется вдоль береговой черты, а затем, когда набегающие волны уже не в силах сдерживать ее напор, она узким и быстрым потоком устремляется навстречу волнам прямо в море. Прорвав линию бурунов, разрывное течение расширяется, замедляет скорость и снова поворачивает вдоль берега. Горе пловцу, который попал в струю разрывного течения и в испуге пытается бороться с ним. Обессиленный неравной борьбой, он неизбежно будет унесен в море и погибнет. Спастись из разрывного течения можно, только плывя поперек него, а лучше всего, конечно, присмотревшись к прибрежной полосе моря, не купаться там, где чаще всего образуются разрывные течения.

Не всегда волны, набегающие на берег, могут служить предметом восторженного восхищения поэтических натур. Ураганы, буйствующие в океане, нередко посылают на берег такие разрушительные валы, которые не оставляют времени не только для наблюдения, но и для спасения жизни.

Тропические ураганы - частое явление в Атлантике в районе Центральной Америки и южной части Северной Америки. Еще чаще бушуют они в районе Филиппинских и Японских островов. Здесь их называют тайфунами. Тайфуны свирепствуют и в Индийском океане. Скорость ветра в зоне урагана достигает 100-150 м/сек, а порой - 300 м/сек. Во время урагана 3-метровый слой водяной пыли стирает границу между океаном и атмосферой; эта смесь воды с воздухом не в состоянии держать на себе человека, как вода, но и непригодна для дыхания, как воздух.

Самые высокие, опасные волны образуются в правой половине урагана, где направление движения самого урагана и ветра совпадают, и особенно в его заднем правом квадранте, где скрещиваются ветры двух направлений. Опасная беспорядочная толчея волн наблюдается и в глазу урагана - в его безветренной центральной части.

Даже если ураган не пересекает береговую черту, издалека посылаемые им волны вырастают у берега до 3- 5 м. Если же ураган переходит с моря на сушу, на берег вторгается 8-10-метровая стена воды, все сокрушающая на своем пути. Очень возможно, что огромная масса воды, выплескиваемая ураганом на сушу, первоначально втягивается с поверхности моря глазом урагана. У берега на небольшой глубине глаз урагана высасывает воду со дна и переносит ее на сушу. На обнаженное дно сейчас же устремляются волны из задней части урагана, завершая затопление и разрушение, которые были начаты авангардными волнами и водной массой, выброшенной глазом урагана (точней его "стенками").

Надо, однако, сказать, что ураган, идя войной на сушу, подобно древнерусскому князю Святославу, проявляет известное благородство. Он также оповещает прибрежное население: "иду на вас". Предвестниками урагана обычно служат небольшие волны высотой до 60 см с периодом в несколько минут. В Японии, где часто случаются ураганы, эти волны называют яппики. Одновременно с появлением волн нарушается нормальный суточный ход атмосферного давления, на небе появляются перистые облака, сходящиеся на горизонте в одной точке, в багряном пламени восходит и заходит солнце.

С 1956 г. жестоким разрушительным ураганам, трудно сказать почему, стали давать нежные женские имена.

Однажды в 1961 г. уровень воды у побережья Техаса начал подниматься без всяких видимых причин и за три дня повысился на 2,7 м. Вслед за этим на г. Галвестон налетел ураган "Карла". Волна за волной вкатывалась на берег. Уровень воды сразу поднялся до 4,5 м. Море затопило город и большую территорию вокруг него. Почти все население покинуло Галвестон. На дороги, по которым шли беженцы, из затопленных мест выползли тысячи ядовитых змей. Ураган причинил большой материальный ущерб. В 1963 г. ураган "Флора" затопил водами Карибского моря все низменные районы Кубы, многие города и села. Погибли тысячи людей. Ураган принес молодой социалистической республике огромные убытки.

В 1959 г. тайфун "Вера" (по-японски "Исэ-Ван") полностью разрушил Нагою, город с 2-миллионным населением. Город Нагоя расположен в вершине залива, имеющего форму воронки. Это увеличило волны в несколько раз. Нагонная волна разбила дамбу и смыла в море почти весь город. Вода не спадала 10 дней, погибло 6 тыс. человек, 13 500 человек было ранено и искалечено. Волны разрушили 1850 мостов, затопили 50 пассажирских и рыбачьих судов, 381 судно было разбито на прибрежных скалах, 1,5 млн. человек остались без крова. В 1961 г. тайфун "Нэнси" затопил в японском городе Осака 20 тыс. домов, часть из них была смыта в море. Пронесясь над Японией, тайфун достиг берегов Камчатки, где тоже причинил немалые разрушения. Советский пассажирский пароход "Забайкалье" с сотнями пассажиров на борту, теплоход "Академик Карпинский" и пароход "Глеб Успенский" два дня боролись с этим тайфуном. Можно себе представить, как чувствовали себя пассажиры, если размах качки с одного борта на другой достигал 80º. Все три судна успешно выдержали борьбу.

После цунами в марте 1933 г. в Японии рыболовное судно, выброшенное волной далеко на берег, загородило вход в кинотеатр

В среднем за год над океанами возникает 70-80 тропических ураганов. По счастью, 10-15-дневная жизнь их проходит главным образом над морем. Радиолокационное слежение за их продвижением и фотослежение со спутников позволяют своевременно оповещать находящиеся в море суда, а небольшая скорость перемещения зоны урагана (20-30 км/час) дает возможность судам избежать неприятной встречи. Больше всех стран страдает от ураганов Япония, над ней свирепствует в среднем 4 тайфуна в год. Только раз тайфун принес населению Японских островов не горе, а радость. Это произошло в 1281 г., когда монголы, покорившие Китай, снарядили для вторжения в Японию многочисленную десантную флотилию. Огромной силы тайфун разметал и потопил вражеские суда.

Немало бед причиняют и внетропические ураганы. Ураган 1953 г., бушевавший в Северном море, получил название Голландского. Скорость ветра равнялась 31 м/сек, а скорость отдельных шквалов - 60 м/сек. Уровень воды в Северном море поднялся на 0,67 м и настолько же понизился на скандинавском побережье у Бергена, а немного севернее, у Молея, упал еще больше - на 0,9. Штормовой нагон воды в этот раз совпал с большим сизигийным приливом. На берега Голландии хлынули 10-метровые волны. Плотины, ограждающие эту низменную страну, были прорваны. Вода затопила территорию в 2500 км2, было разрушено 143 тыс. домов, утонуло 260 тыс. голов крупного и 138 тыс. голов мелкого рогатого скота; погибли от наводнения 1400 человек. В Англии в это же время было затоплено 855 км2 земли, разрушено 80 железнодорожных станций, 500 км рельсового пути, 24 тыс. домов, 200 крупных промышленных, предприятий и погибло 240 человек.

В 1962 г. ураганный ветер со скоростью 50 м/сек создал нагон воды у берегов Западной Германии, затопил Гамбург и вместе с ним еще три приморских города. Начиная с XII в., наводнения в Западной Германии, вызванные штормовыми ветрами и волнами, разрушавшими плотины, повторялись по 1-2 раза в столетие.

Всем нам знакомо по поэме Пушкина "Медный всадник" петербургское наводнение 1824 года. Ровно через сто лет, в 1924 г., штормовой нагон балтийской воды поднял уровень в Неве почти до отметки 1824 г. С 1703 по 1955 г. в Ленинграде (Петербурге) было 50 нагонов с подъемом уровня воды в Неве выше 2 м и три нагона (1777, 1824, 1924 гг.) - выше 3 м. В 1955 г. вода в Неве у Ленинграда поднялась на 2,82 м. В 1924 г. было затоплено 72 км2 городской территории, в 1955 г. - 34 км2. При подъеме воды на 1,8 м в Ленинграде подтопляются предместья, подвальные помещения, канализационная система; при подъеме на 2,1 м вода заливает некоторые жилые кварталы. Над проблемой предотвращения ленинградских наводнений настойчиво работают советские ученые и инженеры.

Большие беды приносят прибрежному населению одиночные волны иного происхождения, чем те, с которыми мы уже познакомились. Они возникают под влиянием сейсмических и метеорологических причин. Вступая на мелководье, они растут, превращаются в волны перемещения и обрушивают на берег огромные массы воды. Природа одиночных метеорологических (барических) волн мало изучена. Предполагается, что самое резкое падение атмосферного давления не может вызвать волну выше 1 де, но с выходом на мелководье эта волна вырастает до 2-3 м.

Сейсмические одиночные волны образуются при извержениях подводных вулканов, при подводных землетрясениях и сдвигах земной коры. Эти волны носят японское название - цунами.

В случае подводного землетрясения или извержения подводного вулкана в море возникает волна или группа волн. Их особенность состоит в том, что они охватывают всю толщу воды. Это и есть волны цунами. При подводном вулканическом извержении или при подводном взрыве образуется, кроме того, "волна давления" или, иначе, "ударная волна". Судно, настигнутое ударной волной, испытывает сильный резкий толчок - гидравлический удар, который создает впечатление, будто судно внезапно наскочило на подводный камень. Капитаны, введенные в заблуждение ударной волной, нередко сообщают географические координаты мнимой подводной скалы. Однако высланные для проверки гидрографические суда не находили в указанном месте никаких подводных препятствий. Ударная волна распространяется в воде со скоростью звука.

Несколько лет тому назад пропало без вести японское гидрографическое судно, шедшее для исследований в область эпицентра подводного землетрясения. Предполагают, что оно стало жертвой мощной ударной волны, которая разбила и поглотила судно, не оставив от него никакого следа, кроме нескольких обломков, пропитанных вулканическими газами и найденных много времени спустя.

В открытом море, в удалении от места своего возникновения, сейсмические волны незаметны, так как высота их не превышает 0,3-0,6 м. Однако с выходом на мелководье они быстро растут, достигают порой высоты в 20-30 м и являются причиной катастрофических разрушений и наводнений, уносящих нередко тысячи жизней и причиняющих многомиллионные убытки. Исследователь Камчатки С. Крашенинников один из первых обратил внимание на волны цунами. В своей книге "Описание Земли Камчатской" он рассказал о землетрясении и цунами, которые наблюдал в 1737 г.

Чаще всего от цунами страдают берега Японии. В 1854 г. русский офицер Путятин во время стоянки фрегата "Диана" в японском порту Симода был свидетелем разрушительного действия волн цунами, повлекших, за собой гибель прибрежной части города и самого фрегата.

С тех пор подробно описано много случаев сейсмических волн, наблюдавшихся в различных морях. Теоретические основы возникновения и распространения волн цунами разработаны советским геофизиком Е. Ф. Саваренским.

Волны цунами распространяются в океане со скоростью до 800 км/час. Приближаясь к берегам, они даже на малых глубинах сохраняют скорость около 50 км/час.

Подводные землетрясения, сдвиги частей земной коры и извержение вулканов одновременно с цунами возбуждают, как уже было сказано, ударные волны и, кроме того, сейсмические волны, распространяющиеся в земной коре. Так как скорость первых примерно вдвое, а вторых - втрое превышает скорость волн цунами, это дает возможность предсказывать образование и приближение цунами. Для этого на берегах в нескольких пунктах устанавливаются сейсмографы, регистрирующие колебания земной коры, а под водой - акустические приборы, улавливающие ударные волны. С их помощью во многих странах, особенно расположенных на берегах Тихого океана, организована служба цунами, своевременно оповещающая население о приближении волн цунами. Впрочем, эти предупреждения, как мы увидим ниже, не всегда принимаются к сведению. Система сейсмических станций, организованная под эгидой ЮНЕСКО, охватывает 65 стран.

Что испытывает население, когда на берег врываются волны цунами, можно себе представить из описания следующих двух случаев.

В 1953 г. произошло землетрясение в Суве на островах Фиджи в Тихом океане. Фокус землетрясения находился на глубине 60 км. Через полминуты после землетрясения появился предвестник опасности - на берег набежала небольшая одиночная волна высотой всего 30 см, а через четыре часа одна за другой в гавань ворвались волны высотой от 3 до 15 м. Как потом удалось выяснить, волны цунами возникли вследствие оползня на подводном островном склоне с глубины 360 до глубины 1100 м. Оползень во многих местах разорвал телеграфный кабель и отнес его далёко в сторону.

Всем памятно катастрофическое землетрясение в Чили в 1960 г. Высота вызванных им волн цунами в разных пунктах у берегов Чили колебалась от 2 до 25 м. За двадцать минут до появления первой волны вода ушла далеко от берега. Несмотря на объявленную тревогу, население бросилось на обнаженную отмель собирать оставленных морем моллюсков и рыбу. Вернуться неосторожным не удалось. Их раздавила 8-метровая волна; отхлынув, она унесла с собой сотни людей, рыбачьи суда, целые дома. Самыми мощными волнами были третья и четвертая. Они набежали на берег через 2-3 часа после землетрясения. После их вторжения на сушу по улицам г. Коралл плавали два судна по 2 тыс. т каждое.

Население Гавайских островов было предупреждено об ожидающемся появлении цунами. Однако мало кто поверил, что могут оказаться опасными волны, пробежавшие в океане более 8 тыс. км. За недоверие к прогнозу многим пришлось поплатиться жизнью - волны чилийского цунами произвели большие разрушения на островах Гаваи и Оаху. Продолжая свой бег по северной части Тихого океана, волны совершили путь в 17 тыс. км и опустошили побережье японских островов, где население также отнеслось с недоверием к полученному предупреждению. У о. Хонсю волны имели от 2 до 6 м высоты, на островах Рюкю - 4 м, у о. Окинава - 3,5 м. Чилийское цунами достигло и наших Курильских островов. Предупрежденное население Петропавловска, Рыбачьего, Южно-Курильска и других населенных пунктов ушло на возвышенные места. Волны, пробежавшие 16 тыс. км, имели высоту от 2 до 4,7 м. Они причинили значительные разрушения, но человеческих жертв не было.

Чилийское цунами достигло и берегов Новой Зеландии и Новой Каледонии; здесь на сушу хлынули 5-метровые волны; в Сиднейском порту было повреждено много судов. Но самое удивительное в распространении этих "странных" волн, как часто называют цунами, было то, что они, покрыв расстояние 17 тыс. км до Петропавловска и 12 тыс. км до Австралии и донеся до этих пунктов такую колоссальную энергию, обошли в то же время с двух сторон - с севера и с юга - широкую экваториальную полосу. Между 10-15º ю. ш. и 30º с. ш. волны у западных берегов океана не превышали 0,5 м. По всей вероятности это объясняется рельефом тихоокеанского дна. У тихоокеанских волн цунами есть и еще одна странность. От берегов Америки к берегам Азии они приходят с огромным запасом энергии, тогда как, возникнув в районе Японских и Курильских островов, у берегов Америки они появляются настолько ослабленными, что не представляют опасности. Весьма вероятно, что тормозом в этом случае служат планетарные волны длинных периодов, распространяющиеся в океане с востока на запад; существование их показал английский океанолог М. С. Лонгет-Хиггинс. Они же гасят распространение на восток и способствуют распространению на запад штормовых волн, вышедших из зоны урагана.

За 64 года нашего столетия зарегистрировано 127 случаев сильных цунами, а по сведениям, собранным И. Д. Понявиным из летописей, хроник и прочих записей начиная с 425 г. до н. э. и до конца XIX в., известно около 300 цунами в разных морях и частях света. В действительности их было, вероятно, за это время несколько тысяч, но память о них утрачена. Больше всех стран страдала от цунами Япония. С 684 г. н. э. и до половины XX в. сохранились сведения о 84 случаях цунами; из них в 36 случаях волны достигали высоты от 7,5 до 30 м. За 64 года XX в. в Японии было 32 случая цунами разной величины.

Огромные одиночные волны типа цунами вызываются иногда и менее значительными причинами, чем извержения подводных вулканов и землетрясения. В 1934 г. в Норвегии с высоты 500 м в море упали скалы общим весом в 3 млн. т, при этом волна высотой в 37 м выбросила на берег много судов более чем на 100 м от береговой черты и уничтожила целое прибрежное селение. Исключительные по высоте волны наблюдались в заливе Литуя на Аляске. Этот залив давно приобрел дурную славу своим бурным сулоем. Первыми его жертвами были две шлюпки с экипажем экспедиции Лаперуза, который в память погибших в заливе поставил на о. Сенотаф крест. Сейчас в заливе установлен проблесковый маяк. Катера гидрографических судов, снабжающие продовольствием обслуживающий персонал маяка, каждый раз с опасностью для жизни преодолевают беспорядочную толчею огромных волн при входе в залив. Рыбачьи суда, по неведению ищущие в заливе спасения от шторма, большей частью разбиваются о скалы и гибнут. В этом заливе в 1958 г. во время землетрясения на Аляске с высокого пика Криллон, возвышающегося над заливом, соскользнула часть ледника, увлекая за собой оторванные от горы скалы и камня. Вызванная этим оползнем волна не превышала сначала 30 м, но, приблизившись к южному берегу залива, выросла настолько, что повалила и частью смыла хвойный лес до высоты 150 м над уровнем моря. У берегов о. Сенотаф она достигла 50-метровой высоты. Судя по остаткам ранее поваленных деревьев, такие обвалы и волны повторялись в заливе не один раз.

До сего времени в известной степени остаются загадкой невидимые, так называемые внутренние волны. Они возникают на границе двух слоев морской воды, обладающих разной плотностью. Причины, порождающие внутренние волны, известны лишь предположительно. По всей вероятности, их возбуждают частично поверхностные волны, но главным образом - приливо-отливные течения, и резкие изменения атмосферного давления.

Высота внутренних волн нередко в десятки раз превышает высоту поверхностных волн, но на поверхности моря они совершенно не заметны.

Как объяснить такую разницу в высоте поверхностных и внутренних волн? Вспомним закон Архимеда: всякое тело теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Волна на поверхности моря как бы погружается в воздух. При этом она теряет в весе столько, сколько весит вытесненный ею воздух. Но плотность, а следовательно, и вес вытесненного воздуха ничтожно малы и практически не меняют веса выпуклой части волны. Поэтому сила тяжести не позволяет поверхностным волнам подняться больше чем на 18-20 м. Гребень же внутренней волны проникает в лежащий над ней слой воды, плотность которого лишь немногим меньше плотности нижнего слоя, в котором образовалась волна. Таким образом, внутренняя волна теряет очень значительную часть своего веса и, освобождаясь от влияния силы тяжести, достигает порой высоты 100-200 м.

Благодаря внутренним волнам на одной и той же глубине в течение сравнительно короткого времени температура и соленость могут изменяться в очень больших пределах. Само собой разумеется, что такие изменения гидрологической "погоды" не могут не оказывать влияния на организмы, живущие в толще воды. Однако это влияние, равно как сам механизм распространения внутренних волн, еще мало изучены.

Как многое в природе, волны и полезны и вредны. Положительная роль волн в океане заключается в том, что они перемешивают воду и способствуют проникновению в толщу воды тепла и растворенного кислорода. В зоне прибоя, на стыке трех стихий - воды, воздуха и суши и особенно на твердом скалистом дне, где волны кажутся самыми грозными, на первый взгляд не может существовать жизнь. В действительности это не так. В море много растительных и животных организмов, которые не только приспособились к жизни в таких беспокойных местах, но и сами ищут их, так как волны и создаваемые ими течения непрерывно подносят к ним обильную пищу. Фауна и флора прибойной зоны сформировались в процессе длительного приспособления. Коралловые полипы, морские желуди, некоторые моллюски и водоросли так прочно прикрепляются к скалам, что никакой прибой не в силах их оторвать.

По отношению к человеку волны пока играют только отрицательную роль. Они затрудняют и делают опасными мореплавание, разрушают берега и портовые сооружения. До настоящего времени все попытки использовать энергию волн не выходили за пределы экспериментов. Если будут найдены способы концентрировать рассеянную энергию волн, человечество овладеет новым неиссякаемым источником энергии.

Миф о среднем уровне

Ненадежные отсчеты. - Затруднения геодезистов. - Сколько средних уровней?

Геодезисты, производящие нивелировку на суше, определяют высоту над "средним уровнем моря". Океанографы, изучающие колебания уровня моря, сравнивают их с отметками на берегу. Но, увы, уровень моря даже "средний многолетний" - величина далеко не постоянная и к тому же не везде одинаковая, а морские берега в одних местах поднимаются, в других опускаются.

Примером современного опускания суши могут служить берега Дании и Голландии. В 1696 г. в датском г. Аггере в 650 м от берега стояла церковь. В 1858 г. остатки этой церкви окончательно поглотило море. Море за это время наступало на сушу с горизонтальной скоростью 4,5 м в год. Сейчас на западном побережье Дании завершается возведение плотины, которая должна преградить дальнейшее наступление моря.

Такой же опасности подвергаются низменные берега Голландии. Героические страницы истории нидерландского народа - это не только борьба за освобождение от испанского владычества, но и не менее героическая борьба с наступающим морем. Строго говоря, здесь не столько наступает море, сколько отступает перед ним опускающаяся суша. Это видно хотя бы из того, что средний уровень полных вод на о. Нордштранд в Северном море с 1362 по 1962 г. поднялся на 1,8 м. Первый репер (отметка высоты над уровнем моря) был сделан в Голландии на большом, специально установленном камне в 1682 г. Начиная с XVII и до середины XX в., опускание почвы на побережье Голландии происходило в среднем со скоростью 0,47 ел в год. Сейчас голландцы не только обороняют страну от наступления моря, но и отвоевывают землю от моря, строя грандиозные плотины.

Есть, однако, такие места, где суша поднимается над морем. Так называемый Фенно-скандинавский щит после освобождения от тяжелых льдов ледникового периода продолжает подниматься и в наше время. Берег Скандинавского полуострова в Ботническом заливе поднимается со скоростью 1,2 см в год.

Известны также попеременные опускания и подъемы прибрежной суши. Например, берега Средиземного моря опускались и поднимались местами на несколько метров даже в историческое время. Об этом говорят колонны храма Сераписа близ Неаполя; морские пластинчатожаберные моллюски (Pholas) проточили в них ходы до высоты человеческого роста. Это значит, что со времени постройки храма в I в. н. э. суша опускалась настолько, что часть колонн была погружена в море и, вероятно, долгое время, так как иначе моллюски не успели бы проделать такую большую работу. Позднее храм со своими колоннами снова вышел из волн моря. По данным 120 наблюдательных станций, за последние 60 лет уровень всего Средиземного моря поднялся на 9 см.

Альпинисты говорят: "Мы штурмовали пик высотой над уровнем моря столько-то метров". Не только геодезисты, альпинисты, но и люди, совсем не связанные с подобными измерениями, привыкли к понятию высоты над уровнем моря. Она им представляется незыблемой. Но, увы, это далеко не так. Уровень океана непрерывно меняется. Его колеблют приливы, вызванные астрономическими причинами, ветровые волны, возбуждаемые ветром, и изменчивые, как сам ветер, ветровые нагоны и сгоны воды у берегов, изменения атмосферного давления, отклоняющая сила вращения Земли, наконец, прогрев и охлаждение океанской воды. Кроме того, по исследованиям советских ученых И. В. Максимова, Н. Р. Смирнова и Г. Г. Хизанашвили, уровень океана изменяется вследствие эпизодических изменений скорости вращения Земли и перемещения оси ее вращения.

Если нагреть на 10º только верхние 100 м океанской воды, уровень океана поднимется на 1 см. Нагрев на 1º всей толщи океанской воды поднимает его уровень на 60 см. Таким образом, вследствие летнего прогрева и зимнего охлаждения уровень океана в средних и высоких широтах подвержен заметным сезонным колебаниям. По наблюдениям японского ученого Миязаки, средний уровень моря у западного берега Японии поднимается летом и понижается зимой и весной. Амплитуда его годовых колебаний - от 20 до 40 см. Уровень Атлантического океана в северном полушарии начинает повышаться летом и достигает максимума к зиме, в южном полушарии наблюдается обратный его ход.

Советский океанограф А. И. Дуванин различает два типа колебаний уровня Мирового океана: зональный, как следствие переноса теплых вод от экватора к полюсам, и муссонный, как результат продолжительных сгонов и нагонов, возбуждаемых муссонными ветрами, которые дуют с моря на сушу летом и в обратном направлении зимой.

Заметный наклон уровня океана наблюдается в зонах, охваченных океанскими течениями. Он образуется как в направлении течения, так и поперек его. Поперечный наклон на дистанции 100-200 миль достигает 10-15 см и меняется вместе с изменениями скорости течения. Причина поперечного наклона поверхности течения - отклоняющая сила вращения Земли.

Море заметно реагирует и на изменение атмосферного давления. В таких случаях оно действует как "перевернутый барометр": больше давление - ниже уровень моря, меньше давление - уровень моря выше. Один миллиметр барометрического давления (точнее - один миллибар) соответствует одному сантиметру высоты уровня моря.

Изменения атмосферного давления могут быть кратковременными и сезонными. По исследованиям финского океанолога Е. Лисицыной и американского - Дж. Патулло, колебания уровня, вызванные переменами атмосферного давления, носят изостатический характер. Это значит, что суммарное давление воздуха и воды на дно в данном участке моря стремится оставаться постоянным. Нагретый и разреженный воздух вызывает подъем уровня, холодный и плотный - понижение.

Случается, что геодезисты ведут нивелировку вдоль берега моря или по суше от одного моря к другому. Придя в конечный пункт, они обнаруживают неувязку и начинают искать ошибку. Но напрасно они ломают голову - ошибки может и не быть. Причина неувязки в том, что уровенная поверхность моря далека от эквипотенциальной. Например, под действием преобладающих ветров между центральной частью Балтийского моря и Ботническим заливом средняя разница в уровне, по данным Е. Лисицыной, - около 30 см. Между северной и южной частью Ботнического залива на дистанции 65 км уровень изменяется на 9,5 см. Между сторонами Ламанша разница в уровне - 8 см (Криз и Картрайт). Уклон поверхности моря от Ламанша до Балтики, по подсчетам Боудена, - 35 см. Уровень Тихого океана и Карибского моря по концам Панамского канала, длина которого всего 80 км, разнится на 18 см. Вообще уровень Тихого океана всегда несколько выше уровня Атлантического. Даже, если продвигаться вдоль атлантического побережья Северной Америки с юга на север, обнаруживается постепенный подъем уровня на 35 см.

Не останавливаясь на значительных колебаниях уровня Мирового океана, происходивших в минувшие геологические периоды (о них говорится в очерке "Борьба моря с сушей"), мы лишь отметим, что постепенное повышение уровня океана, которое наблюдается на протяжении ХX в., равняется в среднем 1,2 мм в год. Вызвано оно, видимо, общим потеплением климата нашей планеты и постепенным освобождением значительных масс воды, скованных до этого времени ледниками.

Итак, ни океанологи не могут полагаться на отметки геодезистов на суше, ни геодезисты - на показания мареографов, установленных у берегов в море. Уровенная поверхность океана далека от идеальной эквипотенциальной поверхности. К точному ее определению можно прийти путем совместных усилий геодезистов и океанологов, да и то не ранее того, как будет накоплен по крайней мере столетний материал одновременных наблюдений за вертикальными движениями земной коры и колебаниями уровня моря в сотнях, даже тысячах пунктов. А пока "среднего уровня" океана нет! Или, что одно и то же, их много - в каждом пункте берега свой!

Философов и географов седой древности, которым приходилось пользоваться лишь умозрительными методами решения геофизических проблем, тоже весьма интересовала проблема уровня океана, хотя и в другом аспекте. Наиболее конкретные высказывания на этот счет мы находим у Плиния Старшего, который, между прочим, незадолго до своей гибели при наблюдении извержения Везувия, довольно самонадеянно писал: "В океане в настоящее время нет ничего такого, чего мы не могли бы объяснить". Так вот, если отбросить споры латинистов о правильности перевода некоторых рассуждений Плиния об океане, можно сказать, что он рассматривал его с двух точек зрения - океан на плоской Земле и океан на сферической Земле. Если Земля круглая, рассуждал Плиний, то почему воды океана на обратной ее стороне не стекают в пустоту; а если она плоская, то по какой причине океанские воды не заливают сушу, если каждому стоящему на берегу совершенно ясно видна горообразная выпуклость океана, за которой на горизонте скрываются корабли. В обоих случаях он объяснял это так: вода всегда стремится к центру суши, который расположен где-то ниже ее поверхности.

Проблема уровня океана казалась неразрешимой два тысячелетия назад и, как мы видим, остается неразрешенной до наших дней. Впрочем, не исключена возможность, что особенности уровенной поверхности океана будут определены в недалеком будущем путем геофизических измерений, произведенных с помощью искусственных спутников Земли.

Свет и цвет под водой

Сине-зеленый пейзаж. - Подводный туман. - Загадка ярких красок. - Живые фонарики под водой. - Волшебная мельница. - Голубой танец планктона

Полдень. Безоблачное небо. Ослепительный солнечный свет заливает песчаный пляж и переливается яркими бликами на зеленоватой поверхности моря, колеблемого небольшими волнами. В маске с аквалангом за плечами водолаз медленно погружается в море. Но вот вода сомкнулась над его головой. Вокруг водолаза раскрылось ярко освещенное подводное царство. Парят разноцветные медузы и сифонофоры, мечутся стайки пестро окрашенных рыбок. Все так же светло и ярко, как на берегу. Только все предметы кажутся на одну треть больше и ближе, чем на самом деле. Это игра преломленных лучей. Мимо проплывает рыба, хочется дотянуться до нее рукой, а в действительности до рыбы по крайней мере 1,5-2 м.

Водолаз погружается глубже. До глубины 5 м освещение почти не меняется, но затем понемногу бело-желтые тона начинают уступать синевато-зеленым. На глубине 10 м все вокруг уже окрашено в однообразный синевато-зеленый цвет. На глубине 20 м даже на фотопластинку действуют только сине-зеленые лучи.

Водная среда намного плотнее воздуха. Она "прозрачна" для звука, но мало прозрачна для света. Световая энергия, проникающая в воду, рассеивается и частью преобразуется в тепловую энергию. В прозрачной воде открытого океана яркость освещения убывает с глубиной в среднем в десять раз на каждые 50 м.

Солнечный луч, как известно, состоит из лучей видимого и невидимого спектра. К невидимой части спектра относятся ультрафиолетовые и тепловые инфракрасные лучи. Морская вода обладает избирательной способностью к поглощению световых лучей. До глубины 0,5 м поглощаются только инфракрасные лучи, благодаря чему освещение в полуметровом верхнем слое остается белым. На глубине 5 м к нормальному солнечному освещению слегка примешиваются синевато-зеленоватые тона. Дальше происходит энергичное поглощение красных и желтых лучей. Синевато-зеленоватые тона становятся преобладающими.

На глубине 50 м сине-зеленые тона сгущаются, приобретая цвет поверхности моря. До глубины 50 м проникают ультрафиолетовые лучи, между прочим, очень важные для фиксации кальция организмами. Яркие разнообразные окраски морских организмов доступны для фотоаппарата только до глубины 5 м, на глубине 20 м они исчезают.

Водолаз, опустившийся на глубину более 10 м, видит своеобразный синевато-зеленый пейзаж. Кровь рыбы, пораженной гарпуном водолаза, на глубине 20 м кажется коричневой, а на 40-50 м - совершенно зеленой. Кровь человека в 50 м от поверхности моря тоже выглядит зеленой. Словом, толща морской воды подобна фильтру, хорошо пропускающему только зеленые и синие лучи, именно те лучи спектра, в которых сосредоточена максимальная мощность видимой части солнечной радиации. Это обстоятельство сыграло, быть может, немаловажную роль в том, что океан стал колыбелью жизни на Земле. Взвешенные в воде минеральные, органические частицы, мельчайшие пузырьки газа и даже сами молекулы воды отражают и рассеивают свет, проникший в толщу воды. Поэтому свет в воде распространяется во все стороны и со всех сторон, хотя, конечно, самый интенсивный световой поток поступает сверху.

Водолазам хорошо известно, что светлые прозрачные слои воды нередко перемежаются с мутными, видимость в которых сокращается до нескольких метров. Резко понижают прозрачность воды скопления планктона. Взвешенные частицы и планктон - это подводный "туман", всегда присутствующий в толще морской воды. Предельная видимость для человеческого глаза под водой измеряется несколькими десятками метров.

Вода плохо пропускает и искусственный свет. В исключительно прозрачной средиземноморской воде для фотографирования на расстоянии всего одного только метра требуется источник света мощностью 0,5 квт. При расстоянии в 2 м мощность его должна быть увеличена до 2,5 квт, а при расстоянии в 3 м - до 7 квт. За пределами 5 м от источника света вода приобретает свой обычный для глубин синевато-зеленый цвет.

Чувствительные пленки допускают подводное фотографирование на глубине до 30 м. Применение фотографами и водолазами искусственного освещения привело к удивительному открытию. Едва коснется пучок электрического света обитателей морских глубин, как перед глазами водолаза оживает целый мир ярких красок. Свет мощной электрической лампы или прожектора мгновенно превращает монотонный синевато-зеленый подводный пейзаж в палитру художника, покрытую яркими разнообразными красками. При погружении батискафов в толще воды наблюдался "красный туман" - скопление жгутиковых, окрашенных в свете прожектора в красный цвет.

Невольно при этом задаешь вопрос - к чему под водой яркая раскраска медуз, кораллов, асцидий, сифонофор, коралловых рыбок и других морских животных? При естественном свете человек ее не видит. Но, может быть, ее видят глаза обитателей подводного царства, устроенные иначе, чем у человека? Общепринятое мнение таково, что у рыб зрение слабое, однако биологи Е. К. Бэйлор и Эвелин Шоу считают, что костистые рыбы дальнозорки, а глаза их способны увеличивать контрастность плохо освещенных предметов. Впрочем, может быть, за яркой окраской морских организмов кроются более важные причины, не имеющие отношения к тому, любуется ими кто-нибудь или нет? Быть может, красящий пигмент в коже морских животных отражает одни лучи и поглощает другие, - именно те, которые им необходимы для жизненных процессов?

Между прочим, наблюдая яркие, чарующие глаз расцветки морских животных, сухопутных растений, насекомых и птиц, невольно приходит мысль, что природа поскупилась на краски для венца ее творения - человека, внешность которого без косметики, надо сознаться, довольно-таки бесцветная.

Почему организмы, живущие на дне, становятся бесцветными с глубины 2000 м? И наоборот, некоторые виды креветок, бесцветные в верхних слоях океана, на глубине нескольких тысяч метров окрашены в красный и фиолетовый цвета? Все эти вопросы, остающиеся пока без ответа, надо отнести к неразгаданным секретам природы.

В некоторых случаях окраска носит, видимо, защитный характер. Так, у большинства рыб, живущих в верхних слоях океана, спинки темные с синим, зеленым или серым отливом; такая окраска сливается с поверхностью моря, если смотреть сверху. Зато брюшки у них светлые, даже белые; если глядеть на такую рыбу снизу, она сливается с поверхностью моря, которая из глубины представляется светлым сверкающим потолком. Медузы, ярко окрашенные в верхних слоях океана, часто имеют однообразный коричневый цвет, если живут на глубине 300-400 м. Глубоководные рыбы, бесцветные или окрашенные в черный, темно-фиолетовый и красный цвета, вероятно, трудно различимы в темных глубинах океана. Некоторые морские животные обладают способностью, подобно хамелеону на суше, менять окраску тела, приспосабливаясь к окружающей среде. Например, если палтуса положить на шахматную доску, его спинка покрывается рисунком, сходным с шахматной доской; у ослепленного палтуса этого не происходит. Значит, изменение окраски у него управляется нервно-гормональной системой.

Секрет окраски животных и даже человека был раскрыт совсем недавно при изучении эндокринной системы скромной серой морской креветки. Оказалось, что любая окраска наружных покровов животного - результат той или иной плотности содержащегося в них особого вещества меланина, выделяемого специальными пигментными клетками. Чем плотнее решетка из зерен меланина, тем темнее окраска, а сам цвет, какой бы он ни был, - результат отражения света в дифракционной решетке меланина.

Для человеческого глаза в морской воде, начиная с глубины 300-400 м, наступает полный мрак, однако при продолжительной выдержке фотографические пластинки засвечивались на глубине 600 и более метров. Во время рейса американского исследовательского судна "Атлантис II" точный фотометр с чувствительностью до 10-13 интенсивности полуденного солнечного освещения зарегистрировал дневной свет в открытом океане на глубине 800 м. Впрочем, может быть, в этом случае на них действовал не теплый животворящий свет солнца, а призрачный холодный "свет моря" - биолюминесценция, свечение морских организмов.

Мореплаватели с этим свечением знакомы давно. Оно хорошо описано первооткрывателем Антарктиды Фаддеем Беллингсгаузеном и автором "Фрегата Паллада" И. А. Гончаровым. В северных холодных водах случается наблюдать "молочное море". Его освещают скопления светящихся морских организмов снизу, с небольшой глубины. В тропиках во время 5-6-балльного волнения иногда удается видеть изумительную картину "горящего моря" - горят огненными языками волны, пылают срываемые ветром пенистые гребни; это светятся скопления жгутиковых, образующих иногда губительный "красный прилив" (см. очерк "Эликсиры жизни и смерти"). Свечение часто встречают на стыке течений, где скапливаются планктонные организмы и органическая слизь. Участники рейса "Седова" в январе 1940 г. наблюдали яркое свечение волн в разводьях между ледяными полями.

В океанах и морях светятся очень многие организмы: бактерии, радиолярии, некоторые медузы, гребневики, головоногие моллюски, креветки, наконец, рыбы. Многие организмы начинают светиться лишь под влиянием механического раздражения, например, под действием волн; у других оно постоянное, а у отдельных видов глубоководных рыб и кальмаров - произвольно регулируемое. У бактерий чаще всего свечение постоянное, притом настолько сильное, что, по мнению академика Б. Л. Исаченко, его достаточно для фотосинтеза, если, конечно, он возможен в диапазоне спектра, сдвинутого к голубой и зеленой его части. Советские полярники не раз наблюдали свечение в разломах льда, вызванное присутствием светящихся бактерий. Как на курьез, можно указать, что на парижской всемирной выставке в 1900 г. дворец оптики был освещен стеклянными баллонами, заполненными морской водой с ярко светящимися бактериями.

К числу самых энергичных осветителей моря относятся жгутиковые (см. очерк "Пищевая цепь") и, в частности, ночесветки (Noctiluca miliaris), мелкие организмы размером от 0,2 до 2,0 мм. Огромные скопления ночесветок иногда заливают голубоватым призрачным светом наши черноморские воды; серебром стекает в такие ночи вода с поднятого весла, а за кормой идущего судна остается широкий яркий след. Некоторые организмы, например, червь палоло, светятся только в период размножения. Самка, вызывая самца, быстро движется, описывая у поверхности воды небольшой светлый круг; к ней поднимается со дна самец, он испускает искорки света; затем в светящемся кольце кружатся оба, а после оплодотворения свечение прекращается. Во время размножения палоло море приобретает молочный цвет.

Советский гидростат для подводных наблюдений, рассчитанный на глубину до 800 м

Очень ярко светятся у поверхности моря мелкие рачки эвфаузиды, которых как раз и наблюдал в антарктических водах Беллингсгаузен. В данном случае назначение свечения совершенно непонятно, так как оно привлекает к рачкам морских птиц и заканчивается массовой гибелью этих морских светлячков.

Особенно интересно свечение обитателей больших глубин. У некоторых глубоководных рыб, излучающих свет, органы свечения расположены по бокам, как иллюминаторы у корабля; у других - сзади, словно сигнальные огни автомобиля, у третьих - прикреплены на концах длинных свисающих усов. У рыбы удильщика на голове находится "леска" со светящимся огоньком на конце. Вероятно, рыба размахивает огоньком, привлекая добычу. У одной из рыб, открытой во время экспедиции на "Галатее", светящийся подвесок находится в глотке; он словно приглашает добычу в желудок: "добро пожаловать на огонек". Известна глубоководная рыба с огромной пастью, у которой светятся оба ряда хищных зубов. Однажды в Индийском океане с глубины 3000 м был извлечен кальмар Lycotheisthis diadema с подлинно праздничной иллюминацией; глазные органы у него светились синим цветом, по сторонам сверкали жемчужно-белые огни, на брюшной стороне посередине горели голубые, а впереди на брюшной полости - рубиновые светильники. Этот кальмар довольно долго жил на корабле в ванне с охлажденной морской водой. Небольшие кальмары Abralia, обитатели теплых морей, светятся ярким ультрамариновым светом. Глубоководные каракатицы и некоторые виды кальмаров, чтобы скрыться от врага, выпускают не черное, а светящееся облако слизи. У одного из видов глубоководных рыб Stomiatoidei (известных тем, что их карликовые самцы живут, как паразиты, на теле самки) светящийся орган на нижней челюсти снабжен чем-то вроде рефлектора и посылает яркий голубой луч на расстоянии до полуметра. Таким образом, мрачные глубины океана не совсем лишены света.

По сообщениям советского физика И. И. Гительзона и американского - Г. Л. Кларка, сделанным на 2-м Международном океанографическом конгрессе в Москве, биологическая люминесценция наблюдалась ими до глубины 2000 м. Есть полное основание считать, что явление биолюминесценции характерно для всей толщи океанской воды. Люминесценция в глубинах океана достаточно сильна, чтобы иметь существенное экологическое значение.

У некоторых высших ракообразных, рыб и головоногих моллюсков свечение, а равно и окраска тела подчинены нервно-гормональному контролю. У кальмаров и рыб встречается нечто вроде "век", закрывающих светящиеся органы, если это потребуется.

Какова же природа этого холодного свечения морских животных? Свечение образуется при окислении люциферином (протеин с очень большим молекулярным весом) люцифераза - вещества, близкого к витамину К. Оба вещества выделяются специальными клетками. Для свечения этих веществ необходим кислород. Однако существуют организмы, в частности бактерии, способные светиться в бескислородной среде. У некоторых кальмаров и рыб светящиеся железы заселены светящимися бактериями, живущими в симбиозе со своим хозяином. Каков бы ни был механизм свечения, во всех случаях для него необходима вода. Холодный свет моря небезразличен и для человека. По свечению поверхности моря наши черноморские и дальневосточные рыболовные суда ночью находят косяки рыбы, движущейся даже на глубине до 30-35 м. Светятся иногда фонтаны китов. Светящиеся буруны и искрящиеся под водой рыбачьи сети позволяют судну спокойно обойти их стороной. Надо, однако, упомянуть, что светящиеся сети отпугивают рыбу. По светящемуся следу за кормой можно с самолета обнаружить неприятельский корабль и подводную лодку даже в подводном положении. Издали можно заметить след выпущенной самодвижущейся мины и уклониться от опасной встречи с ней. Правда, иногда в военное время за мину принимали след тунца или дельфина.

За тунцом часто остается 30-метровый, а за быстроходным дельфином - 90-метровый светящийся шлейф. Командир одного нашего "охотника", истребителя подводных лодок, писал в своих воспоминаниях: "...Ночь прошла неспокойно - трижды в нас "стреляли" дельфины". Первая в военно-морской истории самодвижущаяся мина, проложившая в ночном море яркий светящийся след, была выпущена в 1877 г. лейтенантом Зацаренным с минного катера "Чесма", атаковавшего на батумском рейде военный турецкий корабль. Команде одного нашего миноносца, подорвавшего глубинной гидростатической бомбой германскую подводную лодку, пришлось наблюдать феерическое и в то же время трагическое зрелище. После взрыва на глубине около 30 м подводная лодка, окруженная голубоватым сиянием, разломилась пополам и медленно пошла на погружение в последний раз. Моряки долго следили за ней, пока дрожащий призрачный свет не растворился в глубинах Баренцева моря...

Однажды в последнюю мировую войну свечение моря, разбросанное пятнами на горизонте, всполошило японскую эскадру; с флагманского корабля напрасно был дан сигнал боевой тревоги - самураев напугали ночесветки. В японском военном флоте во время войны, когда электрический свет мог выдать присутствие корабля противнику, для освещения карты или блокнота на командном мостике в ночное время пользовались сушеным порошком из светящихся рачков кипридин. Если, положив на ладонь, порошок смочить, он дает свет, вполне достаточный даже для чтения газеты, но незаметный уже на расстоянии в несколько метров. Поскольку установлено свечение отмерших и засушенных организмов, не вызывает удивления, что в океане иногда наблюдается свечение растворенного и взвешенного в воде органического вещества. По сообщению французского океанолога А. Иванова, свечение растворенного органического вещества в Тирренскому море усиливается вдвое от поверхности до 200 м, а затем до самого дна почти не изменяется.

Многочисленные записи в вахтенных журналах торговых судов рассказывают еще об одном виде люминесценции. Представим себе безлунную тропическую ночь. Темное облачное небо сливается на горизонте с таким же темным морем. Внезапно на поверхности моря загораются светлые полосы. Они кажутся параллельными, хотя соединяются на горизонте в одной точке. Полосы быстро и непрерывно вращаются, часто против ветра и волны. Иногда центр вращающихся светлых полос расположен невдалеке от судна; тогда они напоминают спицы вертящегося колеса. Случается, что с судна видны три и даже четыре таких колеса. Они могут вращаться в одном или в разных направлениях. "Волшебная мельница" - называют это явление моряки.

Немецкий океанограф К. Калле проанализировал 2239 таких наблюдений и пришел к заключению, что это явление - результат свечения организмов, потревоженных ударными волнами местных небольших моретрясений. Это вполне возможно, так как под их воздействием в толще воды порой образуются инерционные волны, вращающиеся в горизонтальной плоскости. Иногда распространение ударной волны от дна к поверхности обнаруживается в виде всплывающего из глубины светящегося шара. Достигнув поверхности моря, он расплывается большим светлым пятном. Такие пятна наблюдали в Охотском море в 1908 г. морской врач Ф. Д. Дербек и с борта парохода "Охотск" в 1933 г. М. В. Стукалин; в 1931 г. Г. Н. Иванов-Францкевич, находясь на пароходе "Зырянин", видел подобные же светлые пятна в районе Ходейды в Красном море.

Процессы фотосинтеза, происходящие при развитии и росте растительных организмов, требуют около 1% лучистой энергии солнца. Некоторые сухопутные животные обладают настолько острым зрением, что для них вполне достаточно звездного освещения. Исследования показали, что прудовые рыбы способны видеть в воде при освещении, составляющем одну десятимиллиардную часть солнечного света. Каковы требования к освещению со стороны морских животных - пока неизвестно. Многие глубоководные рыбы наделены телескопическими глазами - большими глазными яблоками, насаженными на толстые стержни; впрочем, на глубинах встречаются также рыбы с очень маленькими глазами и даже совершенно лишенные зрения и глаз. Весьма вероятно, что биолюминесценция, озаряющая голубоватым светом морские глубины, вполне достаточна для ориентировки в окружающей среде, если не всех, то многих глубоководных организмов.

Ничтожные доли солнечного света, совершенно не ощутимые для человеческого глаза, как мы уже знаем, проникают на глубины в несколько сот метров. Этого света, оказывается, вполне достаточно для того, чтобы некоторые планктонные организмы, реагирующие на свет, по ночам поднимались к поверхности моря, а днем погружались на глубину. У планктонных организмов вместо глаз часто встречаются глазные пятна. Они дают животному возможность чувствовать свет, но не различать предметы. Яркий свет планктонным организмам, как правило, "противопоказан". После четырех часов яркого солнечного освещения рачок калянус еще может оправиться, хотя не всегда, но после восьмичасовой дозы освещения погибает обязательно, даже если все прочие условия среды для него благоприятны. Глубина нахождения планктона определяется, вероятно, оптимальной для его жизнедеятельности освещенностью, а подъем или погружение его начинаются в тот момент, когда происходит изменение освещенности, к которой он уже приспособился.

Зоологи Мичиганского университета заметили, что голубой свет вызывает беспокойство у зоопланктона, вся масса его начинает беспорядочно метаться и рассеивается. Это его поведение зоологи назвали в шутку "голубым танцем" планктона. При красном свете, наоборот, происходит концентрация планктона.

Вопрос о том, как реагируют рыбы на искусственный свет, пока мало изучен, хотя лов на свет практикуется довольно широко (см. очерк "Стратегия и тактика рыбака"). Через иллюминаторы научно-исследовательской подводной лодки "Северянка" велись наблюдения за реакцией сельди на яркий свет. Днем некоторые экземпляры относились к лучу прожектора безразлично, но большая часть круто, хотя и медленно, уходила в сторону. Ночью же сонная рыба совсем не реагировала на свет. Не реагировали на свет прожекторов и глубоководные рыбы, замеченные при погружении батискафов.

Освещенность морских глубин зависит не только от высоты солнца над горизонтом и облачности. На нее оказывает влияние и состояние моря. Гладкая поверхность моря пропускает больше света, чем поверхность бурного моря. Охотники за жемчугом приметили, что во время волнения освещение дна моря ухудшается. Чтобы успокоить волнение, перед погружением они набирали в рот оливковое масло и выпускали его в воде. Тонкая масляная пленка успокаивала волнение и улучшала освещение дна.

Нельзя не сказать несколько слов о цвете моря. Знакомый многим синий цвет моря образуется путем рассеяния света молекулами воды; в открытом океане, где нет взвешенных минеральных частиц и мало планктона, вода голубовато-синяя. Синий цвет воды - это цвет мало населенных живыми организмами "океанских пустынь". Зеленый цвет морская вода приобретает у берегов, где к синей окраске примешивается желтый цвет растворенного в воде органического вещества. Наконец, желтой и коричневой морская вода становится около устьев рек, которые выносят много минеральных и органических веществ. На цвет моря влияет окраска неба и волнение. Сильное волнение придает морю более темный цвет, штормовое облачное небо делает море свинцовым. Море жадно поглощает солнечный свет и легко меняет свою окраску.

Свет прожектора подводной лодки «Северянка» привлек планктон, который в свою очередь послужил приманкой для рыбы. Рыба, однако, держится в тени и только самая смелая или самая голодная ворвалась в гущу планктона

Распространение света в морской воде и глубоководная люминесценция служат в настоящее время предметом тщательных исследований. Подводная фотография, черно-белая и цветная, а также подводное телевидение настойчиво предъявляет к подводной оптике все более значительные требования. Недавно английским океанографам удалось запечатлеть на кинопленке борьбу двух кальмаров, происходившую на глубине 500 м. И кто знает, может быть, недалеко то время, когда на экране кинотеатра или телевизора мы увидим борьбу гигантского кальмара с кашалотом, происходящую на глубине 1000 м, стаю рыб, настигнутую тралом рыболовного судна, и "голубые" либо "красные танцы" зоопланктона или сардин, привлеченных светом прожекторов к рыбонасосу, который выкачивает их на палубу вместе с водой.

В заключение надо вспомнить о самом главном. Без лучистой энергии солнечного света немыслимо развитие большинства морских растительных организмов. С ее помощью они строят свое тело, превращая вещества мертвой природы в живое органическое вещество.

Звук в морской воде

Шумы моря. - Болтливые обитатели морей. - Язык морских животных. - Подводные "уши и глаза". - Ложный грунт. -Звуковой "канал". - Звук вместо света

Воздух прозрачен для света, вода - для звука. В морской воде звук распространяется почти в пять раз быстрее, чем в воздухе. Скорость звуковой волны в воде - около 1500 м/сек или 5400 км/час.

В воздухе источник звука мощностью в 100 квт слышен на расстоянии до 15 км, тогда как в морской воде источник звука в 1 квт слышен на расстоянии 30-40 км. В некоторых случаях, о которых мы расскажем ниже, это расстояние увеличивается до многих тысяч километров.

Море полно разнообразных шумов: прибой и шорох перекатываемой гальки у берегов, плеск волны в открытом море, звуки биологического происхождения. Некоторые из шумов обладают частотой от 16 до 20 тыс. колебаний в секунду (герц) и потому доступны человеческому слуху. Другие имеют значительно большую частоту - это ультразвуки, или совсем небольшую - инфразвуки. Их улавливают только специальные приборы, если не считать слухового аппарата многих коренных обитателей моря, которые с помощью этих звуков обмениваются сигналами. В воздухе морские шумы гасли бы на сравнительно короткой дистанции, в воде они распространяются на дальние расстояния.

Рыбаки, живущие на берегах Желтого, Китайского морей и в морях Малайского архипелага, задолго до европейцев и американцев научились пользоваться этой "звукопроницаемостью" воды. На пирогах, джонках или сампанах, отправляющихся на рыбный промысел, в числе рыбаков часто находится человек, одаренный особенно тонким слухом. Время от времени он погружается в воду так, чтобы ухо его находилось на глубине 30-40 см, и внимательно прислушивается. Вынырнув, он безошибочно указывает направление, в котором находится косяк рыбы. По шуму, который производит скопление рыбы, "слухач" часто определяет не только вид рыбы, но и что она делает - кормится, движется или мечет икру. При распределении улова рыбак-слухач получает двойную долю.

Первое знакомство европейцев и американцев с подводными шумами произошло во время второй мировой войны, когда на судах были установлены гидрофоны, приборы для выслушивания подводных шумов. На военных судах появилась должность гидроакустика. Задача слухача-гидроакустика у гидрофона состояла в том, чтобы по шуму судовых винтов установить приближение неприятельской подводной лодки или другого корабля. Вскоре гидроакустики заметили, что помимо звуков, производимых гребными винтами, двигателями и вибрирующим корпусом судов, до них доносятся разнообразные шумы совершенно иного характера, источники которых они не могли распознать. С течением времени военные моряки с помощью особых фильтров постарались по возможности избавиться от этих "шумов моря", а океанологи, наоборот, стали к ним прислушиваться, их записывать и изучать.

Два уха, отстоящие одно от другого всего на 15 см, без труда позволяют человеку определять направление, откуда доносится звук, с точностью до 4-5º. Еще точнее это можно сделать с помощью нескольких гидрофонов, расстояние между которыми значительно больше, а потому точность определения выше. Система гидрофонов, определяющая направление на источник звука, называется шумопеленгатором (пеленг - направление на предмет). Шумопеленгатор - это уши подводной лодки. Раньше главной целью подводной лодки было видеть (через перископ) и оставаться невидимой. Сейчас ее задача стала сложнее - ей, кроме того, надо слышать и оставаться неслышимой.

Весьма любопытны обстоятельства, при которых впервые столкнулись с подводными биологическими шумами американские и японские военные моряки. Одна из американских подводных лодок однажды шла Макассарским проливом между островами Борнео и Целебес. Вдруг прямо по курсу гидрофоны обнаружили сильнейший шум. Встревоженный командир подводной лодки скомандовал боевую тревогу и немедленно донес: "Слышу подозрительный шум, японцы, вероятно, поставили новый тип акустических мин, вынужден изменить курс". Немного времени спустя точно такая же история и на том же самом месте повторилась с японской подводной лодкой. Как выяснилось позднее, командиры двух враждебных подводных лодок были чрезвычайно напуганы звуками, которые издавало скопление очень шумливых и совершенно безобидных креветок.

Японский биолог Хиама передает, что шум, издаваемый креветками, который привел в смятение командиров подводных лодок, иногда бывает настолько громким, что пугает пешеходов, проходящих в ночное время по песчаным берегам японских островов из одного селения в другое. Иной раз концерт, задаваемый скоплением рыб, креветок и других морских животных, совершенно заглушает шум винтов даже близко идущего судна.

Со времени второй мировой войны во многих странах ведутся разносторонние исследования подводных шумов как в природных условиях, в море, так и в аквариумах. У нас изучением звучания рыб и других морских животных в промысловых целях занимается Всесоюзный институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО).

В сущности, звучание рыб, доносившееся из воды, известно с самых давних времен. Некоторых рыб, издающих звуки, римляне называли "воронами", греки - "ворчунами". В "Одиссее" Гомера говорится о пении сирен, которые своими нежными приятными голосами якобы заманивали проплывающих моряков. В Средиземном море известна рыба сциена, издающая довольно мелодичные звуки. Весьма вероятно, что ее "голос" и был присвоен млекопитающим группы сирен, положившим начало легенде о морских русалках, которые увлекали моряков своим видом и пением в морскую пучину.

После того как ученые специально занялись изучением биологических шумов моря, гидрофоны были усовершенствованы. Стали принимать и записывать порознь звуки с различной частотой колебаний. Из общих неясных и беспорядочных шумов удалось выделять голоса, принадлежащие как отдельным видам рыб и животных, так и хорам, образуемым скоплениями животных одного вида. Итак, оказалось, что подводный мир далеко не безмолвен и поговорку "нем, как рыба" приходится теперь сдать в архив.

Посмотрим теперь, как и чем "поют" и "говорят" обитатели морских глубин. Кормящаяся стая кильки, например, издает шелест, напоминающий шорох листьев во время ветра. Караси, карпы и сазаны, заглатывая пищу, довольно громко причмокивают. Звук, издаваемый сардинами, напоминает шум прибоя. Вьюны, как известно рыболовам, пищат, за что их кое-где называют пищухами.

Одной из наиболее "болтливых" морских рыб оказалась тригла, она непрерывно ворчит и квакает, словно стараясь этими звуками отогнать возможного врага. При подъеме трала с большим количеством триглы, пойманная рыба поднимает совершенно скандальный шум. Если прирученную в аквариуме триглу погладить рукой, она тихонько заклохчет; если ее раздразнить, она вырвется и издаст несколько резких звуков. Большинство рыб издают звуки только в тех случаях, если есть к тому какая-нибудь причина. Ведь и наземные животные рычат, лают или визжат не все время. С приближением корабля рыбы чаще всего затихают. Некоторые рыбы начинают издавать звуки только после захода солнца. Если бросить лакомый кусочек в аквариум со звучащими рыбами, в воде поднимется сильный шум. При появлении врага крики в аквариуме становятся еще более сильными.

В аквариумах рыб подвергали многим неприятным испытаниям. Их дразнили, толкали, кололи, действовали на них электрическим током, лишали пищи, пугали резкими звуками и шумами. При этом было совершенно отчетливо установлено, что многие рыбы реагируют на внешние раздражения скрежетом зубов, треском, своеобразным рычанием.

Многие рыбы издают звуки, которые можно сравнить с "зовом самца" у наземных животных. В период полового созревания рыб сначала слышатся отдельные зовущие голоса созревших особей, затем голоса сливаются в общий громкий хор и, наконец, постепенно затихают, когда время нереста проходит.

С помощью каких же средств морские животные издают звуки? У некоторых рыб, особенно с низким "голосом" для этого служит плавательный пузырь. Тонкими мускулами он прикреплен к спииному хребту рыбы. Вибрации спинного хребта передаются плавательному пузырю, который в таком случае выполняет роль резонатора. Звуки, издаваемые плавательным пузырем, иногда напоминают скрипку в руках плохого скрипача. Отчетливо звучит плавательный пузырь у полосатой зубатки (Anarhichas lupus). Четвертый позвонок ее спинного хребта служит как бы пружиной, соприкасающейся с пузырем; челюсти рыбы и четвертый позвонок соединены сильно натянутыми мускулами, благодаря чему движения челюсти через этот привод извлекают из плавательного пузыря довольно сильные звуки. Кроме того, зубатка обладает способностью производить шум трением одного позвонка о другой.

О шуме, производимом креветками, мы уже говорили. У так называемых щелкающих креветок в большой клешне есть углубление, закрывающееся особым отростком; из него исходит звук, подобный звуку пробки, вылетающей из бутылки. Хлопанье тысяч креветок сливается в сплошной треск, который местами не прекращается ни днем, ни ночью. При этом некоторые креветки с силой выбрасывают струи воды; они служат им для нападения и защиты. Розовая креветка издает треск также при поглощении воды. Большие скопления креветок служат надежным убежищем для подводной лодки, спасающейся от преследования надводного судна. Треск креветок настолько силен, что совершенно заглушает шум винтов и двигателей подводной лодки, благодаря чему противник не может ее обнаружить.

Омары в состоянии испуга и раздражения с громким скрипом трут свои усики о панцирь. Морской рак альфеус, щелкая клешней, издает звуки немногим более слабые, чем те, что слышны при клепке железных листов корабельной обшивки. Крупный морской желудь (Balanus) в Средиземном море движениями своего тела в раковине, особенно на скалистом грунте, производит сильный шум. Колония балянусов иногда дает о себе знать на расстоянии до 8 миль.

"Ворчуны", небольшие рыбки, которые водятся у берегов Северной Америки, с помощью плавательного пузыря издают быстрый ритмичный ряд звуков, напоминающих звук пневматической дрели. Свой концерт они обычно начинают по вечерам. Пойманная каспийская белуга, по рассказам рыбаков, испускает громкий тяжелый вздох, напоминающий рев, откуда сложилась поговорка "ревет, как белуга". Впрочем, утверждают, что это выражение больше подходит к белухе, которая относится к млекопитающим и живет в северных водах. Некоторые рыбы издают высокочастотные ультразвуки, не воспринимаемые человеческим ухом.

Совершенно особенные "голоса" у крупных млекопитающих - китов, дельфинов и белух. Иногда издаваемые ими звуки похожи на ритмичный шум гребного винта проходящего мимо судна. Во время войны не раз случалось, что командир подводной лодки, услышав подобный звук, отдавал приказ о боевой тревоге; но вместо противника поблизости от подводной лодки оказывался кашалот или стадо дельфинов. Порой звуки, издаваемые млекопитающими, похожи на рев быка; эти звуки они производят своим мощным дыханием, выдувая воздух из ноздрей и щелкая челюстями; киты производят сильный шум трением пластин китового уса.

Если рыбы издают звуки, естественно, возникает вопрос - могут ли они их слышать? Любителям-рыболовам, сидящим с удочкой на берегу реки, хорошо известно, что для успешного лова надо соблюдать тишину. Шум отпугивает некоторых рыб и морских животных, других, наоборот, привлекает. Островитяне в южной части Тихого океана заманивают дельфинов к берегу мягким похлопыванием ладоней по воде. Стоя по пояс в воде, они при этом напевают монотонным голосом. Когда привлеченные этими звуками дельфины подплывают к людям, им помогают перебраться через мелководный бар и на руках выносят на берег. Доверчивая добыча поймана.

Иногда звук служит приманкой. На берегах Новой Гвинеи местные жители привлекают акул с помощью трещотки, которая сделана из четырех раковин, связанных веревкой из бамбуковых волокон. Камбала поднимается со дна и с любопытством вьется около работающего молотком водолаза; треска, наоборот, испуганная стуком молотка, уплывает.

Переход звука из воздуха в воду и особенно обратно сильно затруднен. Таким образом, если рыба пугается шума на берегу, то тем более она должна хорошо слышать звуки, источник которых находится в воде. У рыбы нет органов слуха, подобных уху человека. Она слышит всем телом и, в частности, как впервые установил советский физиолог Ю. П. Фролов, слизистыми боковыми линиями, которые проходят по ее телу от головы, до хвоста. Мы уже говорили, что приближение корабля часто заставляет звучащих рыб замолкать. Морских петухов (Trigla hirunda) и некоторых других рыб подвергали опытам, аналогичным с экспериментами И. П. Павлова над собаками. Кормление рыбок в течение долгого времени сопровождалось определенным звуком. В результате, как только раздавался привычный звук, рыбы бросались к тому месту аквариума, где им обычно давали пищу, хотя никакой пищи при этом в аквариум не бросали. Не имеющий глаз стреловидный червь охотится за копеподой и нередко без промаха ловит проворную маленькую рыбку. Медуза охватывает выброшенным желудком проплывающую мимо рыбу. Что служит им ориентиром в этой слепой охоте? Вероятней всего, колебательное движение воды, неслышимый, но ощущаемый телом "звук". Впрочем, может быть еще и запах, о чем говорится в очерке "Эликсиры жизни и смерти".

Итак, многие, а может быть, и все виды морских животных, в том числе и рыбы, обладают слухом. Особенно хорошо развит слух у акул. Они воспринимают звуковые волны в очень широком диапазоне. Путем исследования слуховой области мозга хороший слух обнаружен также у сельди. Норвежский физиолог С. Энгер установил, что ее слуховой аппарат соединен с плавательным пузырем и, вероятно, поэтому сельдь слышит звуковые колебания с частотой до 10 кгц, тогда как большинство прочих рыб воспринимает звуки с частотой не свыше 1 кгц. В аквариумах наблюдались случаи, когда обменивались между собой звуками морские коньки (Hippocampus Hippocampus) или молодой тюлень, разлученный с матерью. Казалось, будто они разговаривают друг с другом.

Звуки, издаваемые морскими животными и некоторыми рыбами, имеют во многих случаях совершенно очевидный смысл и служат сигналами, которыми обмениваются животные между собой. Например, на свист раненого дельфина сейчас же являются его коллеги и своими телами поддерживают пострадавшего на воде, не давая затонуть. В кинофильме, снятом И. Кусто, мы видели подобный же случай с кашалотом. Таким образом, прав оказался А. И. Куприн, который в своем рассказе "Листригоны" утверждал, что "рыбы говорят между собой - это знает всякий рыбак. Они сообщают друг другу о разных опасностях и человеческих ловушках..."

Но и этого мало. Мы сейчас доподлинно знаем, что морские млекопитающие - киты, кашалоты, дельфины и некоторые рыбы, как например, морской конек, обладают способностью, которой нет даже у человека. Это способность к эхолокации. Издавая звук, они воспринимают его эхо, отраженное дном или другим твердым телом. По направлению эха они ориентируются в поисках добычи. Кит таким путем отыскивает в толще воды свою излюбленную пищу - скопление рачков - и избегает отмелей, грозящих ему "посадкой на мель".

Американским биологом Лилли в экспериментальном бассейне производились наблюдения над дельфинами. Оказалось, что даже ночью и в мутной воде дельфины, пользуясь своей способностью к локации, безошибочно подплывают к опущенной в воду мертвой рыбе. Если опущены две рыбы, дельфин выбирает из них более подходящую ему по размеру и по вкусу. Если из двух рыб одна настоящая, а другая из пластмассы, то несмотря на их одинаковую форму и размеры, дельфин не ошибается и подплывает к настоящей. Значит, с помощью звука он определяет не только форму и размер предмета, но и его качество. Даже на большой скорости и в темноте дельфин никогда не наткнется ни на какое препятствие, пусть это будет хотя бы тонкие железные прутья, в беспорядке расставленные на пути к предлагаемому ему корму. Мало того, дельфин издает множество различных звуков в диапазоне от 150 до 150000 гц, т. е. доступном и недоступном человеческому слуху. По наблюдениям Лилли, один из дельфинов сам старался определить, какие звуки экспериментатор слышит, а какие нет, и пытался даже подражать человеческому голосу.

Во время второй мировой войны для измерения глубины моря был изобретен эхолот. Видоизмененный эхолот был превращен в гидролокатор - прибор для определения направления и расстояния до любого подводного предмета, например, до стаи рыбы или до неприятельской подводной лодки. Так наука и техника дали возможность человеку воспроизвести аппарат, которым природа уже давно наделила дельфина, кита и многих других животных.

Прообразом гидролокатора послужил акустический прибор, сконструированный русским инженером К. Шиловским в 1912 г. Спустя 6 лет Шиловский вместе с французским физиком П. Ланжевеном создали первый настоящий гидролокатор. Однако для того чтобы он начал широко применяться на практике, потребовалась еще четверть века.

В современном эхолоте излучение и прием звуковых импульсов происходит непрерывно. Отраженные звуковые импульсы, записанные на бумажной ленте, намотанной на вращающийся барабан прибора, аккуратно вычерчивают рельеф дна. Гидролокатор, нащупав искомый предмет - подводную лодку или косяк рыбы, вычерчивает отраженный им сигнал на ленте рекордера. Гидролокатор стал зорким глазом военного моряка и рыбака. Однако, для того чтобы хорошо разбираться в показаниях этих приборов, нужен опыт.

Эхолотами и гидролокаторами снабжены все военные корабли, пассажирские и многие рыболовные суда. Последние пользуются ими для разведки рыбы. В недалеком будущем появятся, вероятно, чувствительные звукоуловители - гидрофоны, предназначенные не только для отыскания рыбы вообще, но и для автоматического определения ее вида по издаваемым ею звукам.

В послевоенное время при измерении глубин с помощью эхолота встретились с неожиданным явлением. Нередко там, где можно было ожидать глубину в несколько километров, эхолот вдруг показывал несколько сот или даже несколько десятков метров. Проверка глубины обыкновенным лотом подтверждала ошибочность показаний эхолота. Сначала искали причину ошибки в неисправности самого прибора, но прибор оказывался в полном порядке. Значит, причина отражения звука крылась где-то в толще воды. Этот "ложный грунт", таинственный слой, отражавший звуковые импульсы, эхолота, назвали звукораесеивающим слоем и стали исследовать его природу.

Между верхним, сильно прогретым слоем океанской воды и нижним, более холодным, лежит так называемый слой температурного скачка. Так как с изменением температуры меняется и плотность воды, в этом слое наблюдается также скачок плотности. По обе стороны слоя скачка образуются как бы две среды, два слоя с различной плотностью. Выше - менее плотный, ниже - более плотный. Одно время предполагали, что отражение звуковых импульсов эхолота происходит на границе этих слоев, но вскоре убедились, что звукорассеивающий слой не всегда совпадает со слоем температурного скачка.

Дальнейшие исследования показали, что звукорассеивающий слой наиболее четко бывает выражен в районах, богатых рыбой. Рыба же, как известно, скапливается там, где она находит для себя много пищи, в частности, животного планктона, парящего в толще воды и совершающего значительные суточные вертикальные миграции. Мы уже знаем, что перемещения зоопланктона зависят от освещения. К ночи планктон поднимается к поверхности, днем погружается на глубину. Вместе с ним в погоне за пищей такие же вертикальные миграции совершают и некоторые виды промысловых рыб. Оказалось, что и рассеивающий слой совершает вертикальные перемещения, нередко довольно точно совпадающие с суточными миграциями планктона.

Звукорассеивающий слой образуется при скоплении морских организмов, например, креветок, некоторых видов планктона - копепод, стреловидных червей, эвфаузиид, птеропод, оболочников и др. Одной из главных причин образования рассеивающего слоя являются, по-видимому, скопления ракообразных эвфаузиид, насчитывающих до 85 видов; некоторые из них достигают 5 см в длину и обладают твердым панцирем, хорошо отражающим звук. Иногда звукорассеивающий слой образуется скоплением рыб или личинок рыб. Отражение звука происходит от их плавательных пузырей. К числу рыб, часто образующих звукорассеивающий слой, относятся рыбы-фонарики (Myctophidae). Длина этих рыбок - от 5 до 15 см. На глубинах от 100 до 1000 м скопления их бывают очень велики. Косые ловы, производившиеся в Атлантике в слое от 500 до 340 м, приносили до 55 тыс. экземпляров различных видов рыб-фонариков. Так как при облове сеткой большая часть рыбы обычно ускользает, плотность населения этого вида рыб в толще океанской воды должна быть значительно больше. Предполагают также, что звукорассеивающий слой образуют иногда скопления кальмаров и некоторых видов сифонофор. Нередко встречаются два и даже несколько звукорассеивающих слоев.

Звукорассеивающий слой представляет значительный интерес для подводников. Если подводная лодка погрузится ниже этого слоя, он будет служить ей чем-то вроде звуковой "дымовой завесы", которую надводные суда применяют для того, чтобы скрыться от противника. Гидролокатор противолодочного надводного корабля не может нащупать подводную лодку через звукорассеивающий слой. Обстоятельные исследования звукорассеивающего слоя ведутся в Акустическом институте Академии наук СССР. Из многочисленных наблюдений удалось установить, как велико рассеяние звуковых сигналов различных частот, производимое полупрозрачными животными (копеподы, оболочники, сифонофоры), кальмарами, высшими ракообразными, рыбами без пузырей и с плавательными пузырями, создающими резонанс.

Подводная лодка сохраняет желаемую глубину погружения при помощи горизонтальных рулей и уравнения балластными цистернами. Рули эффективно работают только во время хода, поэтому подводная лодка под водой не может надолго остановить свои двигатели. А между тем иногда это необходимо для экономии электроэнергии, если, конечно, лодка не атомная, или для спасения от противолодочных кораблей противника, выслушивающих море с помощью гидроакустических приборов. В неглубоком море подводная лодка может лечь на дно, но если море глубокое, ей на помощь в таких случаях приходит "слой скачка". Погрузившись в более плотный слой воды, прилегающий снизу к слою скачка, подводная лодка может лежать в нем без движения, как на дне, или, точней сказать, как надводное судно на поверхности океана. Поэтому слой скачка получил у подводников название "жидкого грунта". Если слой скачка совпадает со звукорассеивающим слоем, положение его быстро и легко можно определить с помощью эхолота. Таким образом, Звукорассеивающий слой приобретает для подводников важное значение указателя слоя скачка плотности. Впрочем, очень резко выраженный слой скачка эхолот может обнаружить и при отсутствии большого скопления в нем организмов.

Слой скачка обладает и еще одним свойством, которое в известных условиях может спасти подводную лодку от преследования надводного противника. Но раньше чем указать на это свойство остановимся на некоторых подробностях распространения звука в морской воде.

Скорость звука в морской воде зависит от ее температуры, солености и гидростатического давления. Изменение температуры на 1º влечет за собой изменение скорости звука в ту же сторону на 3-4 м/сек в зависимости от начальной температуры воды; изменение солености на 1‰ меняет скорость звука на 1 м/сек; изменение гидростатического давления на 1 атм увеличивает или уменьшает скорость звука на 0,018 м/сек. В соответствии с гидрологическим режимом скорость звука в различных морях разная; например, в холодном Гренландском море она составляет в среднем 1411 м/сек, в теплом Средиземном море - 1554 м/сек, в еще более теплом Красном море - 1618 м/сек. Зимой в средних и высоких широтах дальность распространения звука в верхних слоях моря больше, чем летом. Это происходит потому, что зимой вода более плотная и однородная. После сильного шторма, перемешавшего воду, звук тоже распространяется дальше. По мере удаления звука от его источника, звук затухает, что происходит вследствие потери энергии при расширении фронта звуковой волны.

Неоднородность среды - пузырьки газа, взвеси способствуют рассеянию энергии звуковой волны и образованию реверберации - появлению множества слабых эхо, создающих помехи в приеме гидролокатором главного эхо. Расслоение воды по температуре и солености вызывает преломление звукового луча, искривляет, а иногда и преграждает ему путь. Если, скажем, источник звука находится в холодном плотном слое, над которым расположен теплый и менее плотный слой, звук отражается от границы верхнего слоя и распространяется только в нижнем холодном слое. Верхний слой в этом случае представляет собой "зону молчания", "зону тени", в которую не проникает шум от гребных винтов подводной лодки. Шумопеленгаторы надводного противолодочного корабля не в состоянии будут ее нащупать, и подводная лодка может чувствовать себя в безопасности.

Таково еще одно свойство скачка плотности. Командир подводной лодки, если хочет слышать, сам оставаясь неслышимым, должен хорошо ориентироваться в гидрологии моря.

Говоря о распространении звука в воде, нельзя не упомянуть еще об одном поистине удивительном явлении. Его впервые обнаружили советские военные моряки во время Отечественной войны. Взрывы совсем небольшой силы, произведенные в районе Кольского залива, были зарегистрированы подводными шумопеленгаторами военных судов в 180 милях к востоку, около Иоканьги. Это явление, объясненное советским ученым Л. М. Бреховских, получило название звукового канала. Этот "канал" представляет собой некоторый слой в толще морской воды, в котором скорость звука, в результате комбинации трех переменных величин - температуры, солености и гидростатического давления достигает минимума; вверх и вниз от этого слоя скорость звука увеличивается. За "ось" канала принимают глубину с наименьшей скоростью звука. Верхняя и нижняя граница звукового канала находится на глубинах с равными скоростями звука. Очень большая дальность распространения звука в канале объясняется тем, что звуковые волны все время отражаются от его верхней и нижней границы, не выходя за его пределы и не увеличивая "фронта волны". Взрыв бомбы весом 1,8 кг в звуковом канале слышен на расстоянии более 4000 км. Взрыв 22-килограммовой бомбы, произведенный однажды в районе Австралии, был услышан у Бермудских островов на расстоянии 19 200 км, причем звук прошел этот путь за 3 часа 43 минуты. В литературе, между прочим, промелькнуло сообщение о попытке установления связи между Австралией и Южной Африкой при посредстве звукового канала. В тропических водах звуковой канал расположен на глубине около тысячи метров, в северных холодных водах он приближается к поверхности моря.

Используя большую звукопроводность морской воды, для ограждения рифов и отмелей на подходах к портам устанавливают акустические буи. Они посылают в толщу воды звуковые сигналы и указывают проходящим судам безопасный путь. Береговые гидроакустические станции с звукоприемниками, установленными на дне или в толще воды, обнаруживают появление у берегов подводной лодки на расстоянии до 100 миль. Посторонние шумы, принятые гидрофоном, отфильтровываются, а отличить шум винтов подводной лодки от шума винтов других судов должен опытный гидроакустик. Некоторые гидроакустические станции работают" не только как шумопеленгаторы, но и как гидролокаторы, посылая звуковые импульсы и улавливая отраженное эхо. Для обнаружения подводных лодок с воздуха гидроакустическими приборами снабжается и морская авиация. Вертолет, выслушивая море, опускает прибор в воду, а самолет сбрасывает в море радиогидроакустические буи, автоматически передающие ему свои "наблюдения" по радио. Акустическими приборами оборудуются также самодвижущиеся мины; после выстрела они сами следуют за движущейся целью и настигают ее, куда бы она ни повернула.

Если звук так хорошо слышен в воде, значит с его помощью можно и разговаривать под водой. Действительно, пользуясь ультразвуковым излучателем и азбукой Морзе, между подводными судами поддерживают "телеграфную" связь. В специальной литературе появились упоминания о том, что сконструированы подводные телефоны без проводов, передающие на небольших расстояниях человеческую речь.

Наряду с применением акустических приборов в военно-морском деле совершенствуется их использование и в рыбном промысле (см. очерк "Стратегия и тактика рыбака").

С каждым годом человек все больше и больше осваивает Мировой океан. В его сумрачных глубинах звук заменит человеку свет.

Химия океана

Многоэлементная руда и питательный раствор. - Мировая константа. - Самоудобрение океана. - Газы в морской воде. - Антибиотик. - Модель пищевой цепи. - Нетронутые ресурсы

Океанская вода - это многоэлементный раствор и к тому же питательный раствор, в котором природа выращивает миллиарды тонн растительного вещества.

Общеизвестно, что вода в океане соленая. Вес растворенных в океане солей достигает астрономической величины 48 млрд. г, при этом на долю хлористого натрия, т. е. обыкновенной поваренной соли, приходится 38 млрд. т. Самое удивительное в этом растворе - не огромные количества солей, а постоянство их соотношения между собой. Раствор солей в океане и соединенных с ним морях может быть слабее или крепче, в зависимости от величины испарения, речного стока и атмосферных осадков, но состав солей, придающих ей горько-соленый вкус, всегда остается постоянным. Средняя океанская соленость 35‰ (35 г соли на 1 кг воды). В открытом океане она изменяется в очень небольших пределах.

У экватора благодаря обильным дождям и сравнительно незначительному испарению соленость океана несколько ниже. На широте около 20º как северной, так и южной, где испарение велико, соленость увеличивается; в умеренных широтах дождей становится больше, испарение - хотя и меньше, соленость в итоге уменьшается. В Красное море не впадает ни одна река, здесь почти не бывает дождей, поэтому соленость воды в нем достигает 40-41‰. В Черном море, в которое впадают многоводные реки, соленость поверхностного слоя воды 17-18‰, в Белом море - 25-26‰, в Балтийском море - всего 3-4‰. С глубиной соленость воды в океане несколько повышается.

Однообразие состава солей указывает на единство Мирового океана, на неразрывную связь между отдельными его частями, но в то же время является загадкой. Невольно возникает вопрос - каково же происхождение этой солености, обладающей таким удивительным постоянством своего состава? Как давно установилось это постоянство?

На этот счет существуют две гипотезы. Согласно одной гипотезе, соли, растворенные в океанской воде, некогда находились в газообразном виде вместе с парами воды, которые окутывали еще неостывшую Землю. Когда охлажденные пары превратились в воду, вода сразу приобрела почти такую же соленость, которую мы находим в океане сейчас. Действительно, если судить по ископаемым морским организмам, соленость морской воды на протяжении долгих геологических периодов менялась очень мало.

Другая гипотеза предполагает постепенное осолонение океанов путем выщелачивания водой твердых пород земной коры и выделения из мантии хлора. Легкость, с которой хлор соединяется с натрием и магнием, позволила ему занять главенствующее положение в составе солей в морской воде. Однако вероятнее всего, что соленость морской воды своим происхождением обязана обоим этим процессам, к которым надо присоединить и еще один, но менее важный - это расход солей на мощные отложения на суше в периоды больших морских регрессий, когда высыхали обширные мелководные моря.

Состав солей в реках, стекавших в океан в первый период существования земной коры, был, вероятно, близок к их составу в современной океанской воде. Но с течением времени относительное содержание минералов на поверхности суши изменилось, и теперь состав солей в речной воде резко отличается от состава солей в морской воде.

Таблица 2

Мы видим, таким образом, что реки приносят в океан меньше всего хлористых соединений и больше всего карбоната кальция. Как же поддерживается в океане такая высокая концентрация хлоридов и куда расходуется преобладающий в речной воде кальций?

Во время морских трансгрессий, в периоды наступлений океана на материки, на поверхности суши образовались мелководные моря. Под влиянием испарения в них в первую очередь отлагались гипс, сернистые соединения (сульфаты магния, кальция и калия) и карбонаты (углекислый кальций). Оставив эти соли на суше, океан с течением времени отступал, унося с собой хлориды обратно. Хлористый натрий отлагался на суше в самую последнюю очередь, когда остатки внутриконтинентальных морей, уже не связанных с океаном, высыхали до дна.

Кроме того, соединения кальция и кремния, приносимые реками, энергично поглощались в океане и продолжают поглощаться животными организмами, строящими из них свои скелеты и раковины.

Так на протяжении многих миллионов лет поддерживался и продолжает поддерживаться сейчас баланс минеральных веществ, определяющих соленость Мирового океана. Что касается утраты натрия и хлора во время регрессий, то пополнение их происходило за счет выделения летучих веществ из недр Земли и вновь образующейся, так называемой ювенильной воды. По мнению академика А. П. Виноградова, состав морской воды существенно не изменился на протяжении 2-2,5 млрд. лет. Состав и концентрация солей в океане - "мировая константа", "характерная постоянная нашей планеты" - писал академик В. И. Вернадский.

Чтобы убедиться, велика ли роль рек в осолонении океана, вспомним, что годовой сток всех рек на земном шаре равен 37 тыс. км3. Из них 37 % дает Южная Америка, 27- Африка, 22 - Азия и только 6% - Европа. Если все это количество речной воды разлить по поверхности океана, образуется слой толщиной всего в 10 см. Солей в килограмме речной воды, по подсчетам С. В. Бруевича, в среднем в 350 раз меньше, чем в килограмме морской воды. Сейчас в среднем с 1 км2 суши за год выносится в океан 23 т солей. Суммарный сток в океан всех растворенных веществ, по подсчетам О. А. Алекина, 3300 млн. т, из них 1773 млн. т выпадает в осадок.

За период в 37 тыс. лет реки могут вынести в Мировой океан такое количество воды, которое равно его объему. На протяжении геологической истории Земли такие периоды повторялись бесконечно большое число раз. При существующей разнице в солевом составе речной и морской воды, которая показана в таблице, соленость океанской воды за это время должна была бы измениться самым коренным образом, однако этого не случилось.

По расчетам американских океанологов Р. Ревелла и Фэйрбриджа, речной сток мог бы увеличить количество карбоната кальция в океане вдвое только за один миллион лет, но так как его все время потребляют населяющие океан организмы, то изменение в морской воде количества кальция незаметно. Повторяя слова академика В. И. Вернадского, мы можем смело утверждать, что солевой состав океанской воды регулируется в конечном итоге живым веществом.

В наибольшем количестве в морской воде содержится хлористый натрий (27,2 г на 1 кг воды), за ним идет хлористый магний (3,8 г на 1 кг), сернокислый магний (1,7 г на 1 кг), сернокислый кальций (1,3 г на 1 кг), а затем в порядке убывания - сернокислый калий, углекислый кальций и бромистый магний, каждого из которых в килограмме морской воды содержится менее одного грамма.

В настоящее время в морской воде обнаружено 49 химических элементов, в .том числе алюминий, иод, медь, цинк, свинец, олово, уран, марганец, торий, ртуть, серебро, золото, радий и другие. Содержание 40 из 49 элементов настолько мало, что в сумме они составляют всего 0,02 г на 1 кг воды. Так как соотношение между главнейшими солями в морской воде постоянное, для определения общей солености морской воды находят содержание в ней хлора и полученную величину умножают на 1,81.

Когда говорят о химизме морских вод, нельзя из этого понятия исключать живые и отмершие организмы и даже органическое вещество (гумус), содержащееся в воде в растворенном состоянии. Жизнь - это тоже этап могучего геохимического круговорота веществ на Земле, в который одинаково вовлечены вещества и косной и живой природы. Планктон, составляющий большую часть массы живого вещества в океане, по своему среднему химическому составу является такой же "характерной чертой океана, как и его солевой состав" (В. И. Вернадский).

Не только морские растительные, но и животные организмы обладают способностью поглощать и концентрировать в теле различные вещества, извлечение которых из морской воды совершенно недоступно для человека. Железа в кубическом метре морской воды содержится менее миллиграмма, меди около 5 мг, иода около 50 мг. Между тем многие морские организмы обладают способностью создавать в своей крови концентрации этих и других элементов, в сотни и тысячи раз превышающие их концентрацию в окружающей воде. Осьминоги и устрицы, например, особенно "охотно" поглощают медь, асцидии - ванадий, радиолярии концентрируют стронций, медузы - кобальт, цинк, олово, свинец, губки - иод. То же самое можно сказать и о растительных организмах: в фукусах и ламинариях много алюминия, иода, в серных бактериях - серы. Зубы некоторых видов моллюсков содержат большое количество железа; железо в воде находится преимущественно во взвешенном, а не в растворенном состоянии, поэтому трудно себе представить, как моллюски его усваивают.

Избирательная способность морских организмов к концентрации химических элементов играет большую роль в геологии Земли. Многие полезные ископаемые (нефть, известняк, кремнезем, некоторые железные руды, медный колчедан) - биологического происхождения. Можно смело сказать, что концентрация организмами минеральных веществ - это гигантская по своим масштабам геохимическая работа жизни на Земле. История многих минералов на нашей планете тесно связана с морем. Наши железные курские и марганцевые чиатурские руды, например, морского происхождения.

Помимо минеральных солей в морской воде в большом количестве постоянно содержатся продукты жизнедеятельности и разложения отмерших животных и растений - взвешенное органическое вещество (детрит) и растворенное (гумус). То и другое - органическое удобрение, поступающее в океан. Детрит и органическая слизь иногда образуют на поверхности моря хорошо заметные пленки и полосы пены. Они служат пищей для гипонейстона - мелких организмов, живущих в верхнем пятисантиметровом слое океана. Сцепление детрита с бактериями, органической слизью и фитопланктоном образует в толще воды хлопья "морского снега", который приходилось наблюдать океанавтам, погружавшимся в море в батискафах. Детрит часто скапливается в слое температурного скачка, привлекая к себе зоопланктон и мелкую рыбу. В прибрежных районах гумус окрашивает воду в желтый цвет.

Образование и разложение живого вещества взаимосвязаны, поэтому в океане не происходит ни его накопления, ни убыли. По подсчетам Б. А. Скопинцева, содержание растворенного органического вещества в Атлантическом и Тихом океанах в среднем равно 2 мг на 1 кг воды, в Балтийском и Каспийском морях - 5-6 мг, в Азовском - 10 мг. В "жидкую почву" океана ежегодно поступает 11,6 млрд. г гумуса, а в среднем в океане содержится 2000 млрд. г растворенного органического вещества.

Содержание гумуса в толще океанской воды довольно однообразно. Общее количество гумуса и детрита по крайней мере в триста раз превышает количество органического вещества, содержащегося во всех растениях и животных, населяющих океан. Из этого соотношения видно, что в океане есть большой резерв для искусственного повышения его продуктивности, разумеется, при вмешательстве человека.

Биологи много спорят о том, может ли растворенное в воде органическое вещество служить пищей для морских животных и растений. Некоторые исследования показали, что даже растительный планктон наряду с минеральными солями фосфора и азота нуждается в органическом веществе, растворенном в морской воде. Гуминовые вещества в океане, видимо, играют ту же роль, что и гумус на суше. Только на суше он содержится в метровом слое почвы, а в океане - во многокилометровой толще воды. Весьма вероятно, что гумус столь же необходим живым организмам, населяющим океаны и моря, как и некоторые "микроэлементы", т. е. химические элементы, содержащиеся в воде в едва различимых количествах.

Бактерии превращают гумус и детрит в питательные соли фосфора и азота. Так происходит "самоудобрение" океана. Минеральные соли, образовавшиеся в верхнем слое океана, быстро потребляются фитопланктоном, а в глубинных слоях остаются неиспользованными, пока не поднимутся к поверхности в освещенную зону. "Удобряют" океаны и моря также питательные соли, выносимые реками, но речной сток может повысить продуктивность только отдельного моря или прибрежной акватории. В масштабе всего Мирового океана его значение невелико. Таким образом, глубинные слои служат в океане главным складом питательных солей.

Жизнь не может существовать без кислорода и углекислого газа (двуокиси углерода) ни на суше, ни в воде. Кислород нужен для дыхания, углекислота поставляет растительным организмам углерод. Углекислый газ вездесущ, что имеет первостепенное значение для развития жизни. Под действием солнечного света растение превращает углерод в сахар, а затем в живое органическое вещество. Все жизненные функции как растений, так и особенно животных, связаны с окислением, для которого необходим кислород. Наземные организмы черпают газы из воздуха, морские - из воды. Небольшая рыбка весом 100 г в течение минуты пропускает через жабры 15-30 еж3 воды. А сколько таких рыбок в океане да и других организмов, дышащих кислородом? Трудно даже представить себе, сколько они все вместе при дыхании процеживают воды!

Главными газами, растворенными в морской воде, являются азот, кислород и двуокись углерода. Содержание азота в морской воде по отношению к другим растворенным в ней газам меньше, чем его относительное содержание в воздухе. Может быть, потому, что элементарный азот не играет большой роли в океане. Его используют только нитрифицирующие бактерии, живущие на дне или у дна. Они превращают азот в азотистые вещества - нитраты или аммоний. Наоборот, кислорода в океанской воде по отношению к другим газам содержится при температуре 10º в полтора раза больше, чем в воздухе. Количество растворенного кислорода зависит от температуры воды. При 0º и солености в 35‰ в литре морской воды растворяется 8 см3 кислорода, при температуре 30º - только 4,5 см3.

Кислород поступает в воду из воздуха и от растительных организмов, выделяющих его в процессе фотосинтеза при разложении углекислоты. Расходуется кислород на дыхание организмов и на окисление отмершего органического вещества. В периоды интенсивного развития фитопланктона или, как говорят океанологи, в период его "цветения" (хотя фитопланктон, конечно, не цветет), вода в поверхностных слоях океана бывает даже перенасыщена кислородом. В это время некоторая его часть выделяется в атмосферу.

По мере увеличения глубины содержание растворенного кислорода в морской воде в общем уменьшается. На некоторых глубинах, примерно в слое 400-800 м, во всех океанах и особенно в Индийском океане наблюдается довольно резкое понижение содержания кислорода в воде. Предполагается, что в этом слое происходит интенсивное потребление кислорода при окислении отмершего органического вещества. Ниже этого слоя содержание кислорода опять повышается, а затем ко дну снова понижается.

В некоторых районах океана на окисление гумуса расходуется весь кислород, содержащийся в воде. Тогда бактерии начинают потреблять кислород серных соединений (сульфатов) и выделяют при этом газ сероводород. Именно такое явление известно во впадине Кариако в Карибском море и в Черном море, где с некоторой глубины и до самого дна простирается сероводородная зона, в которой отсутствует всякая жизнь, если не считать сероводородных бактерий. Годовой расход кислорода на окислительные процессы в океане составляет 35 млрд. т.

Придонные слои глубоководных бассейнов океана "вентилируются" охлажденными водами, которые погружаются в полярных областях Мирового океана и перемещаются потом в глубинах океана в направлении экватора.

Совершенно особое положение в океанской воде занимает углекислый газ. Он содержится в океане в нескольких видах. Наиболее важное значение в жизни океана имеет растворенная или, как говорят, свободная углекислота и углекислота в соединении с кальцием, магнием и некоторыми другими веществами. Эти соединения называются карбонатами и бикарбонатами. Вместе с ними запас углекислоты в морской воде достигает 45-50 см3 на 1 кг. Две трети этого количества составляют легко растворимые бикарбонаты, всегда готовые отдать свою углекислоту в случае спроса на нее со стороны растений, если им не хватает свободной углекислоты.

Днем, когда растительные организмы энергично потребляют двуокись углерода, количество ее в воде уменьшается; ночью, наоборот, возрастает. Растения на земном шаре ежегодно связывают 175 млрд. т углерода, большая часть этого огромного количества приходится на долю морской растительности.

Хорошо известно, что холодные воды полярных морей количественно богаче жизнью, чем теплые воды тропических областей океана. Весьма вероятно, что одна из причин этого явления заключается в растворимости газов в морской воде. Как кислород, необходимый для дыхания, так и углекислый газ, потребляемый растениями для построения живого органического вещества, в холодной воде растворяются в большем количестве, чем в теплой.

Много еще неразрешенных вопросов в химии океана. Какие, например, процессы происходят на границах раздела между водой и атмосферой? В зависимости от местных условий океан "вдыхает" и "выдыхает" газы - кислород и углекислоту. Очень важно получить количественные данные об этом газообмене, особенно в отношении углекислоты.

Для иллюстрации громадных масштабов этих процессов можно привести несколько цифр. Советский океанолог О. И. Кобленц-Мишке подсчитала, что годовое усвоение углерода фитопланктоном в Тихом океане (без морей) составляет 9 млрд. г. Воспользовавшись этой величиной и расчетными данными академика А. П. Виноградова, В. Г. Богоров вычислил, что фитопланктон выделяет при этом 24 млрд. т кислорода, из которых 14 млрд. т остается в растворенном виде в воде; одновременно фитопланктоном потребляется 1,5 млрд. т азота, 0,2 млрд. т фосфора и 0,5 млрд. т железа. Поистине, как выразился академик В. И. Вернадский, "на земле нет химической силы более могущественной, чем живые организмы, взятые вместе".

Процентное содержание углекислоты в воде по отношению к другим растворенным в ней газам в десятки раз превышает относительное ее содержание в атмосфере. Между атмосферой и океаном происходит непрерывный обмен углекислотой, причем океан играет роль гигантского склада этого газа. Этот газообмен имеет большое климатологическое значение (см. очерк "Маховик климата и погоды").

С поверхности океана испаряется вода. Вместе с ней в атмосферу ежегодно поступает до 400 тыс. т иода (Мияке, Тсуногаси), какое-то количество борной кислоты (Гаст, Томсон), фосфатов (Бэйлор) и, очевидно, других химических веществ. Во время сильных ветров четкая граница между поверхностью океана и атмосферой разрушается. Ветер вместе с брызгами и пеной уносит соль, гумус, детрит, которые потом частично выпадают на суше. Наконец, водяные пары, поднимающиеся с поверхности океана, имеют иной изотопный состав, чем океанская вода. В результате атмосферная вода обогащается протием (самый легкий изотоп водорода Н1), а поверхностная вода в океане - дейтерием (тяжелый изотоп водорода Н2). Однако в конечном итоге общий круговорот воды поддерживает равновесие в распределении молекул воды разных видов и не допускает их накопления.

Другая граница раздела в океане - дно. Здесь при низких температурах и огромном давлении до 1000 атмосфер происходят многие, не разгаданные еще реакции - образуются фосфориты, глаукониты, железо-марганцевые конкреции, содержащие никель, кобальт, медь; на дне осаждаются радиоактивные элементы, например, ионий; наоборот, со дна выделяется и переходит в толщу воды радий.

В заключение назовем одно биохимическое свойство морской воды: она служит антибиотиком для многих бактерий. Морская вода губит даже стафилококки, на которые не действует пенициллин. Некоторые бактерии погибают в морской воде в течение 24 часов; другие, вида коли, благодаря содержанию в воде органических веществ, выдерживают 3-4 недели, иногда даже больше. Итак, океан - гигантский химический и биохимический завод, работающий на космическом топливе - на световой и тепловой энергии Солнца и на гравитационной энергии межпланетного притяжения (приливы); количественно незначительную, но важную по своему эффекту долю энергии поставляет ему внутреннее тепло Земли. Как приливы во всей толще воды, ветры и волны на поверхности, так и геотермическое тепло в придонных слоях океана способствуют перемешиванию водных растворов океана. Перемешивание сырья, как известно, важнейший процесс в работе любого химического завода.

Поставщиками сырья для океана являются жидкий и твердый минеральный сток суши, атмосферная и космическая пыль, атмосферные газы и отработанные вещества в виде продуктов жизнедеятельности и отмирания живых организмов, которые океан с заслуживающей подражания экономией использует в повторных циклах своей биохимической работы.

По подсчетам В. Г. Богорова, средняя биомасса фитопланктона в океане - 1,7 млрд. т, а годовая его продукция - 550 млрд. т; средняя же биомасса животных организмов в нем - 32,5 млрд. т, а годовая их продукция - 56 млрд. т живого вещества. Обращает на себя внимание обратное соотношение животного и растительного вещества в океане по сравнению с сушей, где биомасса животного мира намного превосходит биомассу растительности. Это объясняется тем, что основой продуктивности океана является фитопланктон, ежедневно поедаемый и отмирающий и ежедневно размножающийся в количествах, не сравнимых с растительностью суши.

В процессе биохимической трансформации в верхних слоях океана (0-150 м) происходит переход рассеянных в воде элементов в агрегатное состояние - в живое вещество. В нижних слоях океана, опускаясь по ступеням "биологической и химической лестницы", пишет В. Г. Богоров в своей работе "Биологическая трансформация энергии вещества", развиваются разнообразные процессы, использующие энергию, накопленную в живом веществе, первоначально образовавшемся в верхних слоях океана. При достижении океанского дна остаток энергии вещества участвует в диагенезе (превращение в осадочные горные породы) илов.

Таким образом в океане непрерывно развиваются процессы превращения энергии и вещества с частично замкнутым циклом, подобным замкнутому циклу использования воды в промышленных предприятиях. Но как при замкнутом цикле использования воды часть ее поступает в отход, так и в океане "хвостовая" часть энергии и вещества заканчивает свой цикл на дне, выпадая из круговорота веществ. Мы можем приблизительно подсчитать потребление океаном энергии и "сырья", но объем выпадения вещества и энергии из круговорота недоступен определению. Подведение баланса находится пока за пределами наших возможностей.

Каковы же задачи химии моря в ближайшем будущем? Прежде всего она должна встать на путь геохимической науки. Для этого надо сосредоточить внимание на изучении свойств морской воды и их влияния на происходящие в океане реакции, особенно в условиях высоких давлений. Не менее важно для нее заключить союз с биохимией, чтобы создать биохимическую модель наиболее короткой и рациональной пищевой цепи для выращивания морских пищевых продуктов (см. очерк "Пищевая цепь"). Наконец, ей предстоит разработать промышленные методы извлечения из морской воды различного химического сырья, которое заготовил и продолжает заготавливать для нас океан.

Морские льды

Две шапки льдов. - Дрейф ледяных полей. - Плавающие острова. - Столкновение с айсбергами

Белые шапки подвижных льдов венчают полюса нашей планеты. Это главным образом замерзшая морская вода. Площадь, занимаемая морскими льдами, в северном полушарии колеблется в зависимости от сезона, в пределах 8,4-15 тыс. км2, а в южном полушарии - от 12 до 25 тыс. км2.

Арктический бассейн почти со всех сторон окружен сушей. Вынос льда из бассейна затруднен, поэтому характерная особенность арктических льдов - пак, многолетний лед. Средняя толщина его 2-3 м. Только советский атомный ледокол "Ленин" может справиться с таким льдом.

У льдов арктического бассейна довольно сложное движение. Под влиянием ветров и отчасти поверхностных течений в области, прилегающей к евразийскому материку, льды движутся на восток в Гренландское море. Ежегодно этим путем выносится из Арктического бассейна около 3 тыс. км3 льда. Площадь выносимых за год льдов в среднем за период 1954-1964 гг. составила 950 тыс. км2, что примерно равно половине акватории морей Карского, Восточно-Сибирского, Чукотского и моря Лаптевых, освобождающейся летом от льда. Скорость дрейфа разреженного льда в летнее время больше, зимой - меньше, но количество льда, выносимого в Гренландское море летом и зимой, остается почти одинаковым, зато нередко сильно меняется из года в год. Таковы результаты исследований советских океанологов из Арктического института. В части же Арктического бассейна, расположенной на стороне Северной Америки, существует круговое движение по часовой стрелке. Эти два столь разных движения давно были подмечены и объяснены известным советским океанологом Н. Н. Зубовым. Их подтвердили исследования на модели, произведенные в Арктическом институте в Ленинграде, а равно наблюдения советских летчиков и дрейфующих станций.

Движение льдов почти по замкнутой орбите в восточной части Арктики лишний раз было доказано дрейфом "ледяных островов". Это те самые острова, которые не раз вводили в заблуждение моряков и летчиков. Они принимали их за настоящие острова. Таким ледяным островом была, очевидно, и знаменитая Земля Санникова.

В марте 1946 г. советским летчиком Котовым был открыт ледяной остров "Крестьянка". В августе того же года американцы организовали на нем дрейфующую станцию "Т-1". На таких же ледяных островах были организованы и следующие американские дрейфующие станции. Во льду этих островов нашли слои минеральных вкраплений, вмерзшие валуны, а по ивовой ветке на острове "Т-3" установили, что он оторвался от берегового припая в районе земли Эльсмира около 25 лет назад. Словом, тайна ледяных островов была разгадана и движение их тоже.

Наблюдения дрейфующих станций, авиации и подводных лодок рассеяли представление о якобы сплошном ледяном покрове в бассейне центральной Арктики. В действительности оказалось, что среди льдов немало больших полыней и разводьев. Кромка льда в Арктике в сентябре поднимается в среднем до 74º с. ш., а к апрелю спускается на 12º к югу.

В Антарктике кромка полярных льдов омывается открытыми водами трех океанов. Летом антарктические льды сравнительно быстро тают и круглый год свободно уносятся к северу, хотя в то же время редко выходят за пределы кругового Антарктического течения. В Антарктике преобладают годовалые льды. Благодаря обилию атмосферных осадков они даже летом покрыты толстым слоем снега. Кромка антарктических льдов в феврале поднимается примерно до 66º ю. гл., а к сентябрю спускается на 10º к северу. Важные для навигации детали движения антарктических льдов, также изученные в Арктическом и Антарктическом институте, были доложены на Международном конгрессе в Москве А. Ф. Трешниковым.

Заметную роль в ледовом режиме полярных бассейнов играют айсберги, которые, как известно, откалываются от ледников, сползающих в море. Советские и норвежские ученые подсчитали, что в восточной Арктике ежегодно откалывается около 7500 айсбергов; столько же айсбергов, по наблюдениям американского ученого Смита, отламывается и уносится в море в западном секторе Арктики. Средний объем айсбергов в западном секторе Арктики составляет около 1,5 млн. мг льда. Большая часть их тает и разрушается невдалеке от места их образования. Если айсберг застревает на мели, что случается довольно часто, он разрушается очень быстро. Холодные течения, направленные из полярного бассейна в Атлантический океан, выносят айсберги на юг. В среднем около 400 айсбергов ежегодно достигает рыбопромыслового района у острова Ньюфаундленда, причем около половины этого количества появляется здесь в мае. Бывают годы, когда к Ньюфаундленду приносит с севера больше 1000 айсбергов. В 1957 г. к югу от 48º с. ш. было сосчитано 900 айсбергов.

Количество айсбергов, образующихся в Антарктике, огромно. Достаточно сказать, что в восточной Антарктике на площади 2 млн. км2, обследованной советскими кораблями и самолетами, обнаружили 31 тыс. айсбергов, содержащих в себе 4165 км3 пресного льда.

Лагерь зимней экспедиции Академии наук СССР после 20-минутной подвижки льдов в северной части Каспийского моря. У входа в едва уцелевшую походную лабораторию автор книги, под руководством которого работала экспедиция

Существует два основных типа антарктических айсбергов: пирамидальные и столовые или, как их сейчас стали называть, столообразные. Пирамидальные откалываются от ледников, сползающих в море; столовые - от шельфового льда.

Шельфовый лед - особенность Антарктики. Это протяженные пласты материкового льда толщиной в сотни метров, сползающие в море. Шельфовый лед в основном находится на плаву и только местами опирается на дно. От него откалываются плоские куски льда очень больших размеров. В 1854 г. был встречен столовый айсберг длиной 120 км и высотой 90 м. Объем его равнялся 500 км3. В течение последующих десяти лет 21 судно сообщало о его продвижении на север в сторону экватора. В марте 1958 г. третья антарктическая экспедиция Академии наук СССР в 70 км от ледника Шеклтона обнаружила айсберг размером 90X30 км при высоте надводной части 40 м. Это четвертый по величине айсберг, замеченный в нашем столетии.

По наблюдениям китобойной флотилии "Слава", наиболее часто встречаются пирамидальные айсберги высотой 50-60 м, длиной около 130 м. В 1904 г. судно "Зенит" встретило около Фолклендских островов пирамидальный айсберг высотой 450 м.

Иногда вода промывает в теле айсберга сквозные пещеры, Айсберг превращается в ледяную арку. Во время плавания "Славы" в 1948 г. был встречен айсберг с 24-метровой сквозной аркой. Высота этого айсберга равнялась 43 м. Однажды советские суда встретили "поющий айсберг". Промоины в нем образовали систему сквозных труб, которые под действие ветра издавали мелодичные звуки. Около 7/8 высоты айсберга находится под водой. Поэтому айсберг перемещается под действием подповерхностного течения, которое может иметь совсем иное направление, чем течение поверхностное. Как мощный ледокол, раздвигает айсберг своей огромной массой толстые морские льды и нередко движется им навстречу. Случается, что айсберг уверенно плывет против штормового ветра. Если айсберги попадают в район, где действуют неустойчивые, часто меняющиеся течения, они порой выполняют сложные маневры, словно ими управляют разумные существа.

В 1947 г. четыре американских корабля встали на якорь в Китовой бухте. Пролив, ведущий в бухту, был не шире 180 м. И вот однажды невдалеке от бухты появился огромный айсберг, с виду очень похожий на обледеневший дредноут. Двигаясь против ветра, он осторожно вошел в узкий пролив. Едва касаясь своими краями его ледяных берегов, айсберг блокировал в бухте американскую флотилию. Простояв таким образом больше суток, он вошел в бухту и встал рядом с кораблями. Соседство с айсбергом очень опасно. Если подводная часть его подтаяла, он в любую минуту может опрокинуться и раздавить стоящее рядом судно. Поэтому американские корабли поспешили избавиться от неприятного соседа, снялись с якоря и покинули бухту. Через двое суток айсберг снова пришел в движение и, не задев ни одним краем берега узкого прохода, спокойно, словно управляемый рукой опытного лоцмана, вышел из бухты в море.

Ледяной утес - часть ледника в заливе Литуя на тихоокеанском берегу Аляски

Встреча корабля с айсбергами во льдах всегда сопряжена с опасностью. Если верхняя часть айсберга сильно стаяла, он едва возвышается над морем. Такой айсберг неуловим для луча радиолокатора. Между тем при столкновении огромная масса льда, скрытая под водой, неизбежно протаранит корабль. Случается, что корабль, зажатый во льдах, дрейфует вместе с ними по ветру. А навстречу ему или наперерез, раздвигая льды, движется громадный айсберг. Кораблю в такой обстановке не избежать столкновения. Для безопасного плавания в антарктическом и арктическом бассейнах очень важно знать все особенности распределения морских льдов и айсбергов, направление и скорость их дрейфа.

От столкновения с айсбергами потерпело аварию немало океанских пароходов. Приведем несколько примеров. В 1916 г. погиб океанский лайнер "Титаник", совершавший свой первый рейс из Европы в Америку; из 2224 пассажиров утонуло 1513. В 1943 г., столкнувшись в тумане с айсбергом, взорвался голландский танкер; спаслось всего два человека. В том же году наскочил на айсберг грузовой пароход "Лидия-Мария", но ему удалось дойти до ближайшего порта. В 1959 г. с айсбергом столкнулся датский пароход "Ханс Хедтофт"; все 95 человек экипажа и пассажиров погибли. В 1956 г. советское экспедиционное судно "Лена" задело в тумане айсберг в море Дэвиса, но повреждения корпуса не произошло. В 1958/59 гг. в Ньюфаундлендских водах получили повреждения от встречи с плавучими льдами и айсбергами в условиях плохой видимости три наших корабля - "Чернышевский", "Радищев" и "Ногинск".

После гибели "Титаника" был организован Международный ледовый патруль, суда которого ведут непрерывные наблюдения за движением айсбергов в северной части Атлантического океана, где широко развит рыбный промысел и проходят наиболее "людные" пути между Европой и Америкой. Ледовый патруль оповещает суда морского транспорта о местонахождении айсбергов.

Ледовые шапки полярных бассейнов оказывают большое влияние как на гидрологический режим океана, так и на климат и погоду, способствуя образованию холодных воздушных масс, с существованием которых все хорошо знакомы по радиосводкам погоды.

Пищевая цепь

Непроизводительные потери. - Луга и рощи Посейдона. - От микроскопической клетки до кита. - Естественноисторический аквариум. - Простейшие, беспозвоночные, рыбы. - Многоэтажная жизнь. - "Мясной скот" океана - рачок. - Кладбище кальмаров. - Химический подъемник морских животных. - Мифические сирены. - Самоубийство китов. - Дельфин - друг человека. - Исправление пищевой цепи. - "Морские хозяйства". - Океанолог - агроном и животновод

В организованном сельском хозяйстве при превращении растительной пищи в мясо сохраняется 4% первоначальной энергии, заложенной в израсходованных кормах. В "неорганизованном хозяйстве" океана вследствие чрезвычайно сложной пищевой цепи в мясе рыбы мы находим лишь десятые доли процента энергии, заключенной в фитопланктоне, съеденном животными организмами. Раньше чем превратиться в мясо съедобной рыбы, органическое вещество в океане претерпевает наряду с полезными множество бесполезных превращений. Без преувеличения можно сказать, что 1000 кг фитопланктона дают в конечном итоге только 1 кг чистого мяса рыбы. А часть этого рыбного мяса, достигающая прилавка в магазине, еще того меньше. Происходит это потому, что человек по отношению к пищевым богатствам океана еще не вышел из той стадии развития, которая известна в истории человечества под названием "собирательства".

Познакомимся вкратце с отдельными звеньями пищевой цепи в океане и подумаем над тем, куда следует направить биологические исследования, чтобы превратить океан в "организованное пищевое хозяйство".

Сказочный мир дрожащих бликов и переливчатых красок раскрывается перед глазами аквалангиста, опустившегося на дно среди "рощи" морских водорослей. Здесь и лес и подлесок. Вперемешку с крупными водорослями - бурыми и зелеными - растут мелкие: кружевные делессерии, желто-розовые пояски Нептуна (родимении), изумрудные пластины ульвы, сиренево-розовые лепестки порфир, водоросли, Похожие на шары, на елочки и, настоящие морские розы - темно-красные бутоны, нанизанные на вертикальный ствол.

Растительный мир суши ежегодно производит примерно 40 млрд. т. белковых веществ, являющихся основным звеном в пищевой цепи растение - животное - человек. Растительный мир океана производит их в 4-5 раз больше. И неудивительно. Объем занимаемого им пространства раз в 10-15 больше, чем объем пространства, занятого растениями на суше, даже если считать от корней до вершин самых высоких деревьев. На суше жизнь растения зависит от изменчивой погоды, от количества влаги, от питательных солей, содержащихся в почве. В океане "погода" мало подвержена изменениям, воды здесь больше чем достаточно, а, кроме того, сама морская вода представляет собой не что иное, как питательный раствор. Поэтому морским растениям совсем не нужны корни. И действительно, даже гигантские водоросли, встречающиеся в прибрежных водах, не имеют корней. То, что неискушенный человек может принять за корневище, всего лишь подошва, с помощью которой водоросли прикрепляются к скалам. Некоторые "прилипают" к скалам с такой силой, что оторвать их впору только трактору. Даже ураганные волны порой не могут одолеть эту силу сцепления и нередко срывают водоросли вместе с камнями, к которым они прикреплены. На песке водоросли не растут, так как песок слишком подвижен.

Есть несколько видов водорослей, различаемых по своему цвету: зеленые, синезеленые, бурые и красные. Зеленые похожи на ярко-зеленую весеннюю траву, но в период созревания спор, которыми они размножаются, их окраска становится золотисто-коричневой. Бурые водоросли при известном освещении, как и красные, кажутся пурпурными. Синезеленые играют в солнечный день всеми цветами радуги.

Независимо от цвета, все водоросли содержат хлорофилл и могут расти только в верхних слоях океана, куда проникает достаточно света. Нижняя граница их развития зависит от прозрачности воды и в тропических водах иногда находится на глубине до 180 м. Назначение красящего пигмента у красных и бурых водорослей до сих пор остается не вполне ясным. Возможно, это защитная окраска на тот случай, когда водоросль при отливе подвергается действию прямых солнечных лучей, или фильтр, устраняющий вредные лучи той или иной части спектра.

Заросли водорослей - это океанские джунгли. Аквалангисту, проникшему в заросли самой большой водоросли Macrocistis pyrifera, которая достигает веса 130 кг и высоты двадцатиэтажного дома, кажется, что он в лесу, и не просто в лесу, а в заповеднике, где в безопасности живет множество самых разнообразных морских организмов. Листья этой гигантской водоросли, как и многих других, поддерживаются на плаву небольшими газовыми пузырьками.

Как в северных, так и в южных морях СССР известно примерно до 280-290 видов бурых, красных и зеленых водорослей; в дальневосточных - 550 видов. По оценке Всесоюзного института морского рыбного хозяйства запасы некоторых видов водорослей, содержащих полезные вещества (агар-агар, иод, альгиновую кислоту и пр.), очень велики: в Белом море - свыше 1 млн. т, в Баренцевом море - около 500 тыс. т, в Балтийском море - 200 тыс, т, в дальневосточных морях - более 3,5 млн. т; в Белом море, кроме того, имеется до 400 тыс. т морской травы. Значительные запасы зостеры, растущей в наших морях, еще не учтены.

Как бы ни были велики заросли водорослей в прибрежных водах, они всего лишь рощи на "опушке" океана. Их распространение ограничено примерно 100-метровой изобатой, глубже которой слишком мало света для развития растительной жизни. Биомасса прикрепленных ко дну водорослей в Мировом океане исчисляется многими миллиардами тонн и все же она ничтожно мала по сравнению с нуждами обитателей океана, потребляющих растительную пищу. Подлинные луга и пастбища океана - это мельчайшие одноклеточные водоросли, развивающиеся в толще воды. Многие из них так малы, что несколько десятков экземпляров, сложенных вместе, свободно пройдут через игольное ушко. Человеческий глаз различает их только с помощью микроскопа.

Эти растительные организмы имеют общее название - фитопланктон. Планктон по-гречески означает "парящий". Они действительно парят в воде. Известно, что чем меньше тело, тем больше отношение его поверхности к его объему и тем, следовательно, легче ему держаться на плаву в воде. Чтобы еще больше увеличить поверхность тела, планктонные организмы приобрели самые причудливые и притом очень красивые формы и снабжены всевозможными отростками. Увеличение поверхности фитопланктонных организмов не только обеспечивает им плавучесть, но усиливает также процесс фотосинтеза. Чем больше поверхность, тем больше падает на нее света. Деревья на суше с этой целью встали на путь увеличения кроны и листвы, фитопланктонные организмы уменьшили свой объем до микроскопических размеров, соответственно увеличив поверхность тела.

Фитопланктонные организмы обладают некоторой способностью произвольного передвижения. Например, по данным К. В. Беклемишева и Г. И. Семиной, "гигантская" диатомовая Ethomodiscus rex (объем 1 мм3) погружается на глубину и поднимается к поверхности моря, изменяя в своем теле содержание некоторых ионов - Na, K, Ca и др. Как мы увидим дальше, подобные "химические" способы изменения удельного веса свойственны и животным организмам.

Одноклеточные морские водоросли - это микроскопические "солнечные машины", производящие 80% всей биомассы океанских водорослей. С помощью лучистой энергии Солнца они превращают углекислый газ и соли минералов, растворенные в морской воде, в первичное органическое вещество, пригодное для питания животных организмов. Тонкость и точность их работы могут посрамить самого способного химика. Фитопланктон использует в среднем 0,04% солнечной энергии, падающей на поверхность океана; но за 3 млрд. лет существования океана фитопланктон аккумулировал в 100 млн. раз больше солнечной энергии, чем ее приходится на всю поверхность океана в год. Фитопланктон аккумулирует солнечную энергию, а животные организмы в дальнейших звеньях пищевой цепи ее трансформируют и вместе с фитопланктоном в скрытом виде, в форме различных химических соединений, откладывают некоторую часть ее на дне океана.

Многие фитопланктонные организмы способны, оказывается, жить в полном мраке на глубине до 2 тыс. и более метров. При отсутствии солнечного света они не гибнут и переходят на гетеротрофное питание, т. е. живут, подобно бактериям, за счет усвоения органического вещества. Алжирский биолог М. Ф. Бернар в числе таких водорослей-гетеротрофов обнаружил много видов жгутиковых и кокколитофорид, причем на глубине свыше 1000 м, если температура воды не менее 9º, скорость размножения кокколитофорид даже выше, чем в освещенной зоне. При возвращении в освещенную зону фитопланктонные организмы снова переходят к автотрофному питанию за счет солнечной энергии, углерода и минеральных солей.

Самая распространенная форма фитопланктона - диатомовые. Среди них насчитывают до 15 тыс. видов. Клетка диатомовой водоросли заключена в кремниевую коробочку, которая под микроскопом, особенно на черном фоне, сияет, как серебристая снежинка. Встречаются диатомеи самых причудливых форм. Навикула, например, похожа на кораблик, стремительно двигающийся в воде.

Размножаются одноклеточные водоросли очень быстро. Одна диатомовая водоросль в течение месяца может дать потомство в количестве 100 млн. диатомеи. Если океан не превратился до сих пор в диатомовую кашу, то это лишь потому, что одноклеточные водоросли очень быстро отмирают и не менее быстро поглощаются мелкими животными организмами. Так, например, небольшой рачок копепода поедает за день до 120 тыс. диатомеи. Диатомовые водоросли служат пищей устрицам, моллюскам, креветкам, крабам, малькам многих рыб. Есть рыбы, остающиеся вегетарианцами в течение всей жизни. К их числу относится менхеден (Brevoortia tyrannus), рыба, хорошо известная в морских водах Северной Америки, где ее ловят для переработки в кормовую муку.

При огромном разнообразии форм фитопланктона очень трудно, практически невозможно в естественных условиях установить, как велика продуктивность растительного царства в океане. Для упрощения этой задачи прибегают к косвенным методам, чаще всего к определению усвоенного растительными организмами углерода, главного кирпичика всякой живой материи, по выделению ими кислорода или по образованию хлорофилла. Советским океанологом Б. А. Скопинцевым подсчитано, что годовая продукция фитопланктона в океане достигает 450 млрд. т. В. Г. Богоров называет цифру 550 млрд. т. Типичный годовой "урожай" фитопланктона- 15-16 т сухого вещества с 1 га. Для сравнения напомним, что хороший сенокос на суше в умеренном климате дает до 5 т сухого сена с 1 га. Сравнение явно не в пользу суши. Океан - это гигантский естественноисторический аквариум планеты. На протяжении сотен миллионов лет он представлял собой, сравнительно с сушей, весьма однообразную по своим физическим и химическим свойствам среду. Температура и соленость воды менялись в нем незначительно, большая часть океана не знала оледенений. Поэтому растительный и животный мир океана не испытывал таких резких скачков, какие он претерпел на суше. И по числу форм эволюция в океане "отстала" от эволюции наземных организмов. На зато почти от каждого этапа своего развития жизнь в океане оставляла образцы, дошедшие до нашего времени. К их числу можно отнести недавно обнаруженных крупных кистеперых рыб - латимерий, известных ранее как ископаемые, находимые в отложениях с возрастом в 300 с лишним миллионов лет. Датские и американские ученые нашли в глубинах Тихого океана примитивных моллюсков - монопланофор - "живых ископаемых" силурийского периода. Об осетровых и акулах можно сказать, что они не изменились на протяжении по крайней мере 50-100 млн. лет. Оставляя за собой такие реликтовые организмы, животный мир океана продолжал свою естественную эволюцию, и в каждом новом организме сохранялась часть старого, так же как в каждом старом организме уже находился зародыш нового.

Древнейшие ископаемые животные - это обитатели первобытных морей. Долгое время считалось, что наиболее древние из числа ископаемых морских организмов не старше 600 млн. лет. В 1947-1959 гг. в Южной Австралии в докембрийских песчаниках были найдены отпечатки двух групп морских животных, лишенных твердых скелетов и напоминающих медуз и полипов. Эта находка убедительно отвергает гипотезу об относительной молодости океанов. Найденным отпечаткам более миллиарда лет. Если более древние неизвестны, то лишь потому, что время стерло их следы. Итак, мы можем наблюдать в океане сложную цепь эволюции с небольшими разрывами от одноклеточных организмов до кита.

Животный мир океана удивительно многообразен. Прежде всего это простейшие организмы, состоящие из одной клетки, укрепленной скелетом или оболочкой. Некоторые клетки достигают "гигантских" размеров с булавочную головку, но большинство неразличимо невооруженным глазом. К их числу относятся фораминиферы, строящие свой скелет, извлекая из морской воды кальций, и радиолярии, которые вместо кальция используют в качестве строительного материала растворенный в воде кремний. В геологической (и биологической) истории Земли было два периода, когда фораминиферы достигали наибольшего развития как по количеству, так и по размерам. После отмирания они образовывали колоссальные толщи известняков каменноугольного и начала третичного периода. Кремниевые отложения радиолярий встречаются во все эпохи, но особенно велики в третичном периоде.

Разновидность фораминифер - глобигерины из своих скелетов образовали меловые горы и пласты толщиной в сотни метров, встречающиеся на всех континентах. Радиоляриевые и глобигериновые илы типичны и для грунтов современного океана. Полосы известняковых и кремнистых илов отражают на дне океана биологически продуктивные поверхностные течения; по сторонам от течений отлагаются глины с меньшим количеством органических осадков.

К числу простейших относятся также флагелляты и динофлагелляты (жгутиковые). Это одноклеточные организмы, находящиеся на грани животного и растительного мира. Ими занимаются и ботаники и зоологи. Отличительная черта их строения - жгутики, с помощью которых они плавают и которыми захватывают добычу. Размножаются жгутиковые делением. Некоторые содержат в себе хлорофилл и в то же время могут питаться животной пищей, нередко меняя растительный образ жизни на животный и обратно. К жгутиковым относится ноктилюка (Noctiluca miliaris), ярко светящаяся по ночам. Жгутиковые, как и многие другие планктонные организмы, совершают регулярные вертикальные миграции. К ночи они поднимаются к поверхности, с наступлением рассвета погружаются в глубины океана. Эти миграции планктонных организмов связаны с освещением и, вероятно, с поисками пищи. Весьма вероятно, что в некоторых случаях планктонные организмы ищут слой с сильным горизонтальным течением, которое перенесет их в другой район океана с более подходящим физико-химическим режимом или с более благоприятными условиями питания. Вместе с изменением плотности воды у некоторых простейших организмов (Ceratium и др.) изменяется и объем выростов на теле, что обеспечивает им необходимую плавучесть.

Самыми, пожалуй, важными, во всяком случае доминирующими животными организмами в океанах и морях являются ракообразные, их насчитывают до 23 тыс. видов. Среди них маленькие веслоногие рачки копеподы размером около сантиметра - главная составная часть зоопланктона. Число их в океане так велико, что трудно даже назвать подходящую цифру. Во всяком случае она одного порядка с астрономическими масштабами. Перистые антенны (усики), разветвленные хвостовые части и вообще весь внешний вид копепод необычайно разнообразен и красив. Природа приложила к ним всю свою изобретательность и, пожалуй, большую, чем ко многим другим обитателям моря. По окраске копеподы могут соревноваться с павлиньим хвостом. Красные, голубые, зеленые со всевозможными оттенками, они, по-видимому, обладают окраской, в какой-то мере зависящей от глубины, на которой живут (см. очерк "Свет и цвет под водой").

Копеподы населяют весь мировой океан от полярных холодных вод до теплых экваториальных. Где бы мы ни опустили мелкоячейную планктонную сетку, в ней обязательно окажутся копеподы. Если бы их интенсивно не поглощали другие животные, они, наверное, заполонили бы весь Мировой океан. Если фитопланктон - это трава океанских пастбищ, то зоопланктон в океане - это мясной скот. Он кормит множество хищников, населяющих океаны и моря, начиная от более крупных планктонных организмов и многих рыб и кончая такими гигантами, как кит. Как велик расход рачков в качестве пищи для других животных, можно судить по тому, что в желудке одного экземпляра сельди иной раз находят до 60 тыс. копепод, а из желудка нехищной, так называемой гигантской акулы случалось извлекать несколько тонн этих рачков. Что касается питания самих копепод и других планктонных организмов, то за сутки они съедают такое количество пищи, которое равно 50-100% их собственного веса. Известный английский биолог А. Харди считает, что биомасса копепод в океане равна биомассе всех существующих наземных животных и насекомых вместе взятых.

В настоящее время облов зоо- и фитопланктона с научными целями производится специальными сетками, которые позволяют рассчитать количество процеженной воды и сопоставить его с биомассой выловленного планктона. Задолго до изобретения таких сеток из мельничного газа обловом планктона занимался во время кругосветного плавания русский моряк Фаддей Беллингсгаузен, сделав мешок из неплотной шерстяной материи, употребляемой для изготовления морских флагов. Таким образом Ф. Ф. Беллингсгаузен был первым планктонологом в мире.

Остатки всех отмирающих на суше растений и животных удобряют почву. В океане же только часть отмерших организмов, превращенных деятельностью бактерий в минеральные соли, задерживается в толще воды, "удобряя" морские воды; другая же часть погружается на дно и выпадает на время или навсегда из круговорота веществ.

В числе более крупных десятиногих ракообразных (декаподы) нельзя не упомянуть креветок, омаров, крабов, лангустов, обладающих вкусным мясом и представляющих собой объекты широко развитого промысла. Размер креветок 5-8 см, встречаются и более крупные. Омары, хотя и слывут пожирателями трупов, ценятся среди гурманов очень высоко. Они достигают иногда 10 кг веса и, как предполагают, живут, если не станут добычей человека или морского хищника, до полусотни лет. Хорошо известен рак-отшельник, не имеющий хитинового покрова и поселяющийся в опустевших раковинах моллюсков.

Население океана особенно разнообразно в теплых тропических водах. Фауна северных морей менее разнообразна, но зато более обильна. Объясняют это так. Во время ледниковых периодов северные моря промерзали до дна или почти до дна, их флора и фауна погибала, если не вся, то в большей своей части. После конца оледенения в возродившихся морях появлялись лишь немногочисленные виды организмов, которым удалось уцелеть и приспособиться к суровым условиям обитания в этих морях. В теплых субтропических и экваториальных водах развитие жизни не прекращалось никогда. На протяжении миллиардов лет теплолюбивая фауна путем приспособления к различным условиям, особенно в прибрежных водах, приобрела немало удивительных форм. Что касается обилия жизни в водах холодных морей, то это прямое следствие подъема питательных солей при вертикальном перемешивании верхних слоев океана во время зимнего охлаждения, которое проникает на материковой отмели до дна.

К числу прочих беспозвоночных обитателей океана относятся губки, кишечнополостные, черви, моллюски, иглокожие и частично хордовые. Губки - низшие многоклеточные животные. То, что они не растения, утверждал еще Аристотель, но окончательно это было установлено только в первой половине XIX в. Губки - оседлые животные, размножаются почкованием или половым способом. Скелет у них может быть известковый, кремниевый или роговой. Некоторые виды с давних времен служат объектом широко развитого промысла. Ныряльщики, а в наше время водолазы или аквалангисты, погружаются на дно и отрывают губку, прикрепленную к скале, ножом или скребком. Вероятно, она при этом не испытывает боли, так как не имеет нервной системы. Если губку протереть через тончайшую терку, даже через мельничный газ, а потом полученные частицы положить на стекло с каплей морской воды, частицы притянутся друг к другу и образуют новые маленькие губки. Такой необычайной способности к регенерации нет ни у одного другого животного.

Большинство кишечнополостных живет в море, на дне или в толще воды. У них нет ни правой, ни левой, ни брюшной, ни спинной стороны, а только два полюса - передний и задний. Тело кишечнополостных имеет вид мешка, в котором происходит переваривание пищи; через единственное отверстие в мешке поглощается пища и выбрасываются непереваренные остатки. У отверстия расположен венчик щупальцев, которыми захватывается добыча.

К описанному типу относятся ярко и пестро окрашенные сифонофоры. Верхняя часть этого животного - воздушный пузырь, представляющий собой гидростатический аппарат, который позволяет сифонофоре, увеличивая или уменьшая в нем количество газа, подниматься к поверхности моря и опускаться в глубину. Регулирует содержание газа в пузыре специальная железа. Состав этого газа обычно близок к составу воздуха, но у некоторых медуз, обладательниц такого же пузыря, он заполнен окисью углерода; как вырабатывается в организме этот угарный газ, неизвестно. Под пузырем расположен плавательный колокол; выталкивая воду при сокращении колокола, животное передвигается. Добычу сифонофора захватывает с помощью арканчиков, снабженных стрекательными клетками, парализующими добычу. Спор о том, что собой представляет сифонофора - одно целое животное или колонию животных, не закончен в сущности до сих пор. Сифонофоры достигают значительных размеров. Оранжево-фиолетовая Суапеа, например, имеет 2 и даже 4 м в диаметре, а вместе со щупальцами длина ее достигает 20-30 м. Это самое большое беспозвоночное животное.

К кишечнополостным относятся также сцифомедузы. Фиолетовые, желтые, оранжевые, синие цвета, в которые окрашены части их тела, придают им, как и сифонофорам, на редкость красочный вид. Свою жизнь сцифомедуза начинает в форме личинки (планулы), свободно переносимой течениями; прикрепившись к подходящему субстрату, личинка постепенно растет вверх и превращается в серию "мисочек", как бы вложенных одна в другую. Наступает время, и вот мисочки одна от другой отделяются, всплывают и превращаются каждая в медузу. Медузы населяют и теплые и холодные воды, некоторые виды обладают способностью яркого свечения.

Иногда в теплых водах океана случается встретить целую флотилию плывущих по ветру и течению "парусников" (Velella). Это голубые медузы, надводная часть которых напоминает миниатюрную парусную лодку. Флотилии Vellela часто встречаются в струе Гольфстрима. Но для многих планктонных организмов, в том числе и для парусников, это опасное течение. Оно заносит их далеко на север, где в охлажденных водах их ждет неминуемая гибель. Медузы нередко являются помехой промыслу, забивая тралы и сети.

Коралловые полипы также разновидность кишечнополостных. Они ведут оседлый образ жизни. Размножаются почкованием и половым способом, последнее случается реже. Мадрепоровые кораллы путем почкования образуют мощные колонии. Среди кораллов удивительно красивы "морские перья" (Pennatula), роговые кораллы горгонии, содержащие в себе много иода, и другие; некоторые ярко окрашенные "благородные" кораллы служат материалом для изготовления женских украшений.

К кораллам причисляют актиний, хотя они в отличие от прочих видов лишены какого бы то ни было скелета. Актинии часто селятся на клешнях и панцире крабов. Сожительство это выгодно обеим сторонам. Стрекательные органы актинии парализуют добычу и охраняют краба от врагов; защищая хозяина дома, актиния питается остатками его стола. Велико также число червей, населяющих моря и океаны. Многие ведут паразитический образ жизни, но немало и таких, которые живут самостоятельно в грунте и в толще воды. Особенно богаты видами и разнообразны многощетинковые морские черви (Polychaeta). Об удивительных особенностях морского червя палоло, служащего для некоторых обитателей тропических океанских островов лакомой пищей, рассказано в очерке о приливах. К червям биологи причисляют и мшанок, хотя по виду их колонии больше похожи на соединенные корневищами кустики. В море известно также до 30 видов планктонных щетинкочелюстных червей, обладающих стекловидным телом. Нельзя не упомянуть еще о черве немертине. Большая часть немертин живет на дне, оставляя при передвижении четкие следы в илу. Они замечательны тем, что к ним удивительно приложимо выражение "разбился вдребезги". При сильном раздражении немертина буквально рассыпается на части, которые потом разрастаются и превращаются в целых червей.

Морские моллюски - ближайшие родственники сухопутных улиток. Тело у моллюсков целое, не разделенное на части, на спинной стороне образуется раковина, цельная или двустворчатая; органом движения служит мускулистый вырост на брюшной стороне тела, который называют ногой. Их называют брюхоногими. Брюхоногие насчитывают 90 тыс. видов, большинство их живет в море. Нога у них имеет нечто вроде плоской подошвы; сокращая попеременно правую и левую части подошвы, моллюск передвигается по дну. Дышат брюхоногие моллюски большей частью жабрами.

К числу брюхоногих относятся некоторые любопытные виды: пелагический крылоногий моллюск (Clione limacina) оранжево-красного цвета с ногой, превращенной в пару крыловидных отростков; это лакомое блюдо беззубых китов; затем "морское ухо" (Haliotis) с закрученной раковиной, действительно напоминающей ухо; хищная Dolium galea с хоботком и слюнной железой, выделяющей серную кислоту, наконец, Murex brandaris, из которого в древности выделывали пурпурную краску, и многие другие примечательные моллюски.

У двустворчатых моллюсков тело состоит из туловища и ноги. Нога служит для передвижения и для закапывания в ил. У устриц и мидий нога становится рудиментарной, она им не нужна, так как те и другие ведут оседлый образ жизни. У некоторых моллюсков имеется особая биссусова железа, выделяющая тягучие нити, быстро твердеющие в воде. С помощью этих плотных шелковистых нитей животные прикрепляются к скалам и камням. Эти нити бывают так плотны, что из них пробовали делать ткани. Существует предположение, что известная в древности драгоценная ткань виссон изготовлялась из этих нитей.

Тело двустворчатого моллюска покрыто складками мантии. По свободному краю мантии иногда сидят маленькие щупальцы и нередко многочисленные глаза. У одного из гребешков, например, 120 глаз. Створки пластинчатожаберных моллюсков на спине прочно связаны эластичным веществом, а на другой стороне специальная мышца запирает их зубчатым замком. В числе двустворчатых моллюсков широко известны съедобные - устрицы, мидии, гребешки, а также жемчужницы, из которых извлекают жемчуг, беззубки, выделяющие на внутренней стороне раковины перламутровый слой, и другие. Вредным представителем этого вида моллюсков является корабельный червь (Teredo navalis) или шашень. Он точит и разрушает днища деревянных судов, части портовых строений, погруженных в воду. У нас он встречается в Черном море и на Дальнем Востоке. Морские желуди (Balanus) и другие "организмы обрастания", прикрепляясь к днищу судов, уменьшают их скорость; чтобы избавиться от них, судам приходится время от времени становиться в док для очистки подводных частей.

К головоногим моллюскам относятся всем хорошо известные, если не из личных наблюдений, то из литературы, спруты, кальмары, каракатицы. Размер их от нескольких сантиметров до 20 метров. У большинства головоногих раковина в рудиментарном состоянии, зато имеется внутренний хрящевидный скелет для защиты нервной системы и роговой клюв, напоминающий клюв попугая. Туловище покрыто мантией и имеет ротовое отверстие, вокруг которого расположены 8 или 10 щупальцев, достигающих у крупных экземпляров 10 и более метров. Между мантией и туловищем имеется полость, открывающаяся наружу воронкой. Прижимая мантию к туловищу, моллюск с силой выбрасывает из этой полости воду и с помощью этого "биореактивного двигателя" может развивать скорость до 70 км в час. Выскакивая из воды, кальмары нередко падают на палубу судна, возвышающуюся над поверхностью воды на 5-7 м.

У кальмаров удельный вес межтканевой жидкости несколько меньше удельного веса морской воды, что создает им запас плавучести. Регулируя с помощью особых желез содержание в этой жидкости аммония (конечный продукт метаболизма протеина), кальмар может приобретать нейтральную плавучесть, подниматься к поверхности и погружаться на глубину. Спрут часто ходит по дну на полусогнутых щупальцах, а рассерженный краснеет, как человек, и в негодовании пляшет на самых кончиках щупальцев, словно на цыпочках.

Головоногих моллюсков в океане очень много. Экспедиция на "Витязе" обнаружила в северо-западной части Индийского океана на одном из участков дна огромное скопление клювов, оставшихся от погибших кальмаров. Существует легенда о том, что дикие слоны перед наступлением смерти удаляются в определенные заветные места - кладбища слонов. Уж не "кладбище" ли кальмаров было найдено советскими океанологами? Впрочем, менее увлекательно, но более правдоподобно другое объяснение. В этих же местах обнаружено много тунцов. Возможно, кальмары становятся жертвой этой сильной и прожорливой рыбы.

В 1897 г. Ламанш наводнили кальмары. Они пожирали рыбу в сетях, крабов и лангустов в ловушках. Появились они, вероятно, благодаря вторжению в пролив теплых атлантических вод. Холодная зима 1906 г. их погубила. Трупы кальмаров, выброшенные на берег, вывозили полными телегами.

У головоногих хорошо развиты органы обоняния, осязания. Диаметр глаз у крупных экземпляров достигает 30 см. Некоторые виды обладают способностью светиться и, подобно своим родственникам - каракатицам, выбрасывать в случае опасности чернильное облако. Из секреторных выделений чернильного мешка каракатицы приготовляется акварельная краска сепия.

Спруты и кальмары не брезгают никакой добычей, если она им по силам; мелкие экземпляры питаются моллюсками, щупальцами раскрывая створки раковин или продалбливая в них отверстия клювом; крупные питаются рыбой и вступают нередко в ожесточенные бои с млекопитающими. Спруты отличаются большой сообразительностью и даже строят убежища из камней. Кальмары в странах юго-восточной Азии служат объектом широко развитого промысла. Они поступают в продажу преимущественно в сушеном виде.

Кому случалось бывать на берегах морей с соленостью более 30‰, тем хорошо известны морские звезды, относящиеся к типу иглокожих. Звезды - страшные хищницы. Мелкую добычу они глотают целиком, а для поглощения крупных животных выворачивают через рот свой желудок и обволакивают им свою добычу. Морские звезды - гроза для устричных банок. Они силой раскрывают раковину и, просунув в миллиметровую щель часть своего желудка, высасывают скрытого в ней моллюска. При искусственном разведении устриц участки моря огораживают от хищников сеткой или частоколом. В США в штате Коннектикут сохранился закон об уголовной ответственности за выпуск морских звезд на устричные банки. Должно быть, этим средством не раз пользовались, чтобы "удружить" соседу, разводящему устриц, если потребовалось издание специального закона.

Большинство звезд имеет 5 лучей, но встречаются звезды с 9, 11 и даже 30 лучами. От поврежденного или захваченного кем-нибудь луча звезда избавляется, можно сказать, по собственной инициативе, самопроизвольно. Луч отделяется в желательном для звезды месте, а с течением времени вырастает снова. У некоторых звезд из луча вырастает новая звезда. При пропускании через морскую звезду электрического тока от нее отделяются и поспешно разбегаются по сторонам все лучи.

Шаровидные животные, покрытые известковыми иглами и передвигающиеся по дну, - это морские ежи. Известно до 800 видов современных морских ежей. Ежи на дне моря благодаря своим иглам чувствуют себя в сравнительной безопасности. Любителей на такое "острое" блюдо не так много. Известны небольшие рыбки, которые среди игл ежа находят защиту от врагов. Еж охотно предоставляет им убежище, так как взамен они уничтожают паразитов, поселившихся на его коже. Продолговатые кубышки - голотурии - ползают по дну, как и ежи, а иногда зарываются глубоко в грунт. В Китае один из ее видов употребляют в пищу под названием трепанга.

Офиуры, или змеехвостки, тоже относятся к иглокожим. Особенно красивы крупные виды с ветвящимися лучами, окрашенные в яркие цвета. Мурманские офиуры оранжевого цвета и достигают метрового размаха лучей. В Черном море встречаются только мелкие экземпляры. Как и звезды, многие офиуры при раздражении избавляются от луча, подвергающегося опасности. Еще красивее морские лилии. Это наиболее древние из всех иглокожих. Они ведут сидячий образ жизни и в самом деле похожи на ветвистые ярко окрашенные цветы.

По соседству с морскими лилиями можно встретить также похожие внешним видом на растения асцидии, хотя они относятся к другому типу - к хордовым животным, к так называемым оболочникам. Встречаются асцидии одиночками и группами. Достигая полуметра в высоту, они плавно покачиваются под водой, колеблемые течением. Это единственные животные, в теле которых находится вещество, близкое к клетчатке растений, что было впервые обнаружено русским ученым А. О. Ковалевским.

Как правило, морские животные находятся "на грани утопления". Удельный вес их внутренней жидкости лишь немногим меньше удельного веса морской воды. Это создает им небольшой запас плавучести и облегчает всплывание и погружение.

Недавно советский биолог А. В. Иванов впервые подробно исследовал и классифицировал странных червеобразных морских животных, отнеся их к новому типу. До этого времени, как бы велико ни было число животных на нашей планете, сколько бы новых видов ни открывали ученые, всех их можно было отнести к одному из тринадцати типов. И вот найден новый четырнадцатый тип. Это - погонофоры, в переводе - бородачи. Их можно встретить даже в мелководных морях, но чаще всего на глубине от 2 до 10 км. В рейсах "Витязя" было собрано 60 видов погонофор, переданных для изучения А. В. Иванову. Эти животные живут в трубках длиной от 10 до 150 см, глубоко зарытых нижним концом в грунт; длина самого животного от 5 до 40 см. На конце трубки, выходящей из грунта, часто поселяются мшанки, усоногие рачки, актинии, морские лилии. Погонофоры не покидают своей трубки, выходящей из грунта, но внутри ее могут передвигаться с большой быстротой. На верхнем конце животного находится до 200-250 щупальцев. Погонофоры имеют сердце, кровеносные сосуды, половые органы, мозг, но... не имеют ни рта, ни пищеварительного тракта! Органами дыхания и пищеварения служат щупальца, снабженные тонкими ворсинками, пронизанными кровеносными сосудами. Когда между щупальцами накопится пища, животное втягивает их в трубку и переваривает, выделяя особый фермент, остатки выбрасывает наружу. Весьма возможно, что погонофоры, как и многие другие беспозвоночные, обитатели больших глубин, обладают способностью питаться органическим веществом, находящимся в морской воде в растворенном состоянии. Так или иначе погонофора пока единственное животное на нашей планете, не имеющее пищеварительного тракта. Кто может сказать, какие новые открытия ждут нас в холодных и темных глубинах океана, когда в них сумеет освоиться человек? Достаточно напомнить, что во время экспедиции на "Витязе" было найдено и описано свыше 500 новых видов животных, в том числе 20 видов рыб, 90 видов планктона и 400 видов бентоса.

Между прочим, за последнее время опровергнуто установившееся мнение, будто с глубиной число видов уменьшается. Оказывается, на глубине от 1500 до 5000 м фауна по разнообразию приближается к мелководной фауне тропиков (Р. Гесслер и Г. Сандерс). При этом на больших глубинах некоторые организмы приобретают более крупные размеры, чем свойственные тем же видам на мелководье. По исследованиям И. С. Жарковой, разрастание глубоководных ракообразных идет как за счет увеличения отдельных клеток тела, так и путем умножения их общей численности. Гигантизм глубоководных организмов объяснения пока не нашел.

Костистые рыбы появились в триасе - 200 млн. лет назад, когда полярные льды были растоплены проникшими на север теплыми водами океанов, а сушу стали заселять животные, дышащие кислородом воздуха. У рыб, отдаленных наших предков и дальних родственников, есть перед человеком заслуга огромной важности. Это они первыми приобрели спинной хребет, без которого человек не смог бы ни стоять, ни сидеть и, вероятно, не имел бы такой черепной коробки, которая способствовала развитию его мозга. Воспоминание о своих водоплавающих предках человек сохранил лишь в виде жаберных щелей в одной из стадий эмбриона, развивающегося в чреве матери.

В наше время известно 20 тыс. видов рыб размером от 18 м (китовая акула) до 1 см (промысловый филиппинский бычок, которого на килограмм идет тысяча штук). Все рыбы холоднокровные, с медленным кровообращением, температура их тела редко бывает выше температуры окружающей воды. У многих имеется наполненный газом плавательный пузырь, благодаря которому они, меняя удельный вес своего тела, поднимаются к поверхности или опускаются на глубину. Другие совершают вертикальные миграции с помощью сильно развитой мускулатуры и плавников. Подъем и погружение некоторых рыб, по данным Э. Дентона (Плимут), облегчает также особый химический механизм, который позволяет им при посредстве секреторных желез менять содержание солей в жидкости, заполняющей ткани тела. Уменьшая содержание солей и замещая их ионами аммония, рыба увеличивает свою плавучесть. Если допустить, что морское животное исключит все соли из жидкостей своего тела, то на каждый миллилитр жидкости оно приобретет подъемную силу, эквивалентную примерно 26 мг.

Дышат рыбы жабрами, пропуская через них воду с растворенным в ней кислородом. Впрочем, в тропиках есть рыбка Репорп1а1ти8, которая прыгает на воздухе по прибрежным камням, стараясь однако держать хвост погруженным в воду. Дыхательный аппарат у нее на хвосте. Существуют и двоякодышащие рыбы. У них наряду с жабрами имеются также легкие* это как бы соединительное звено между морскими и наземными животными.

Глаза у рыб не имеют век. Исключение составляют некоторые виды акул, у которых, как у цыплят, глаза прикрывает, если потребуется, мутноватая мембрана. Есть акулы, у которых глаза светятся, как у кошек. Одни рыбы спят на плаву; например, сельдь, как было замечено наблюдателями подводной лодки "Северянка", во сне нередко застывает вниз головой; есть рыбы, которые для отдыха ложатся на дно.

Скорость движения рыбы в воде зависит от формы тела, устройства плавников и в некоторой степени от ее размеров. Рыбы длиной от 10 до 40 см плавают со скоростью от 2 до 12 км/час, угорь - со скоростью 12-14 км/час, крупные тунцы развивают скорость до 90 км, а близкие родственники марлин и меч-рыба - до 130 км/час. Меч-рыба, достигающая 2-метровой длины, - опасный фехтовальщик. В ноябре 1962 г. этот морской д'Артаньян, стараясь выбраться из сети, пробил своим костяным мечевидным рылом такую брешь в корпусе 40-тонного японского рыболовного судна, промышлявшего у Маршальских островов, что судно затонуло. В лондонском музее хранится часть судовой обшивки толщиной 10 см, пронизанной сразу тремя "мечами". Вероятно, эти три рыбы, атакуя судно, приняли его за белуху или кита, так как известно, что меч-рыбы нередко объединяются для нападения на млекопитающих. Впрочем, при большой скорости движения и весе, достигающем 250 кг, это неудивительно. Пронзенная острогой рыболова-спортсмена, меч-рыба часами таскает его суденышко за собой, и только ослабев, сдается победителю, который и в этом случае должен остерегаться своей добычи. Какова скорость разгона в воде летучих рыб, неизвестно, но в планирующем полете она достигает 70-90 км/час и позволяет рыбе пролетать в воздухе 300-400 м.

Не так давно, после глубоководных исследований на "Витязе" и погружения батискафа на дно Марианского желоба, стало известно, что рыбы населяют всю толщу океана от поверхности до 11-километровой глубины. О том, что рыбы распространены от полярных вод до экватора, известно давно. Среди них есть "космополиты", встречающиеся во всех частях океана, есть "оседлые", не покидающие своего района, есть и "туристы", совершающие весьма дальние миграции. Для большинства рыб несмотря на их подвижность существуют пороги, ограничивающие их распространение. Это температура, соленость, давление. Известны теплолюбивые (тунец) и холодолюбивые (треска) рыбы; есть рыбы, живущие только в соленой воде, и рыбы эврихалинные, живущие в море, но заходящие на нерест в реки (лососевые) или, наоборот, живущие в пресной воде и выходящие на нерест в море (угри). Встречаются эвритермные рыбы, для которых температура не служит серьезной преградой. Есть рыбы, живущие в толще воды (пелагические, например, сельдь), и рыбы придонные (треска, камбала). Есть рыбы "индивидуалисты", живущие в рассеянном состоянии, и стайные рыбы, например, сельдь, плотные косяки которой при толщине в десять метров занимают иногда площадь в 5-8 квадратных миль. В таком косяке десятки миллионов рыб. Если хищники или промысловые суда разобьют стаю, она вновь собирается и продолжает свой прежний путь. Невольно возникает вопрос, нет ли в такой стае вожака или вожаков, и что влечет рыбу в строго определенном направлении?

Одни рыбы живут в верхней, освещенной зоне океана, Другие в сумерках или вечном мраке его глубин, испытывая на себе давление в сотни атмосфер. Рыбы и многие другие обитатели океана распределены, как мы уже знаем, по этажам. Впрочем, жители соседних этажей навещают друг друга. Таким образом, биологическая связь между поверхностными и придонными слоями океана не нарушается. Глубоководные рыбы отличаются от живущих в верхних слоях океана формой тела, сильно увеличенными или даже телескопическими глазами, а иногда, наоборот, слепотой. Некоторые обладают пучком длинных усиков, которые, вероятно, служат им органами осязания. Челюсти у глубоководных рыб очень часто устроены подобно челюстям змей. Они могут раскрываться для проглатывания крупной добычи, превышающей размеры тела самого хищника. Возможно, что такое устройство челюстей - результат нерегулярного питания, когда приходится глотать все, что подвернется и что удается осилить. Ведь не так-то просто во мраке найти добычу, к тому же плотность "населения" океанских глубин, вероятно, не особенно велика. На регулярное трехразовое питание глубоководной рыбе рассчитывать не приходится. Впрочем, малонаселенность океанских глубин пока всего лишь предположение, так как глубоководные орудия лова весьма несовершенны и не гарантируют захвата всей добычи, которую встречают на своем пути.

Главнейшим объектом морского промысла в настоящее время служат: сельдь, анчоусы (килька), сардины, треска, мерлуза, пикша, морской окунь; камбала, палтус; лососевые; тунцы. Между тем океанские глубины таят огромное количество известных и немало неизвестных видов рыб, вполне пригодных для употребления в пищу. Весьма возможно, что многие из них держатся в рассеянном состоянии и существующими средствами не поддаются промысловому облову. Но для того чтобы увеличить уловы, надо подумать о средствах для искусственной концентрации этих рыб. Об этом говорится в очерке "Стратегия и тактика рыбака".

Тот, кто первым принял дюгоня за соблазнительную женщину, вероятно, был молод и долго не сходил с корабля на берег. Дюгонь - слово финикийского происхождения. Дюгони, ламантины и истребленные морские коровы относятся к группе так называемых сирен. Название свое группа получила в порядке преемственности от древнегреческих мифов, которые повествуют о прекрасных женщинах-сиренах с рыбьими хвостами, завлекающих мореплавателей своим сладкозвучным пением. Сирены живут у берегов и никогда не выходят на сушу. Издали, опутанные водорослями, они пожалуй, действительно имеют что-то общее с женщиной могучего телосложения с небольшой головой, притом одетой в сарафан без талии. Как ни странно, самые ближайшие их родственники живут не в море, а на суше, это слоны.

Другая группа - ластоногие: тюлени, котики, каланы, моржи; их ближайшие родичи, оказывается, волки. Так по крайней мере утверждают зоологи. У ластоногих богатый волосяной покров, у сирен на теле лишь кое-где пробиваются волоски. Тюлени много времени проводят на суше или на льду. У каланов и котиков очень ценный мех.

Третья группа - китовые. К ней относятся киты усатые, зубатые (кашалоты), дельфины, белухи, касатки.

Представители этих трех трупп млекопитающих имеют очень мало общего между собой, роднит их только жизнь в море и приспособленность организма к продолжительному пребыванию под водой. Чем же достигается эта удивительная способность? Тюлень перед погружением выдыхает воздух, чтобы избавиться от углекислоты. После погружения число сокращений его сердца вместо 75-180 на воздухе уменьшается до 4, а потом увеличивается, но не превышает 15 в минуту. Во время погружения кровь тюленя, очевидно, с целью более экономного расходования кислорода, омывает только важнейшие органы. Тюленей ловили иногда на глубине до 270 м; киты, особенно кашалоты, погружаются на глубину до километра, а может быть и больше.

К числу наиболее интересных обитателей моря относятся дельфин. Дельфины в одиночку и целыми стаями часто сопровождают суда и устраивают возле них спортивные игры. Словно по команде, десятками выпрыгивают высоко из воды, обгоняют судно, потом от него отстают и снова обгоняют. Обнаружив гидродинамические особенности стоячей волны, образующейся перед форштевнем (перед носом) идущего судна, дельфин с комфортом устраивается на гребне этой волны. Волна несет дельфина под самым носом судна без малейшего усилия со стороны этого морского спортсмена. Он спокойно лежит на волне, не шевеля ни одним плавником. У дельфина особое устройство кожи и подкожного слоя, которое гасит вихри, возникающие в воде у поверхности движущегося тела. Эти вихри одинаково тормозят движение подводной лодки и рыбы. Большая скорость, с которой плавает дельфин, объясняется отсутствием тормозящих вихрей.

С самой древности о дельфинах рассказывают необыкновенные истории. У берегов Италии дельфин подружился со школьником и каждое утро возил его на спине через небольшой залив в школу. У берегов одного австралийского курорта прижился дельфин, который играл с детьми и катал их на спине, никогда в таких случаях не погружаясь в воду. Дельфин долгое время привлекал на этот курорт множество отдыхающих, пока какой-то катер случайно не разрезал его своим винтом. Известны случаи, когда дельфины оказывали помощь утопающему человеку. Словом, существует убеждение, что дельфины чувствуют расположение к человеку. Они легко поддаются дрессировке и забавляют посетителей аквариумов своими ловкими движениями и прыжками. Американский биолог Дж. Лилли, исследуя дельфинов, обнаружил, что мозг у них по весу несколько даже больше, чем у человека, а по внешнему виду и по числу извилин очень похож на человеческий. В 1 см3 мозгового вещества дельфина столько же нервных волокон, сколько у человека. У дельфинов развито чувство взаимопомощи, они помогают раненому или заболевшему дельфину держаться на воде, чтобы он не утонул. Сейчас все больше приходят к убеждению, что дельфин - мыслящее существо, способное общаться с себе подобными и дружелюбно относящееся к человеку. Весьма возможно, что такими же способностями наделены киты.

Нельзя не упомянуть об одной странности, наблюдавшейся в поведении китов. Как известно, кит, оказавшийся на мели, гибнет, раздавленный тяжестью собственного тела. Поэтому для кита преднамеренное выскакивание на мель равносильно самоубийству. Самоубийство среди животных - явление неизвестное. Между тем зарегистрировано довольно много случаев, когда целые стада китов до десятка и более по неизвестной причине выбрасывались на отмелый берег и гибли. К берегу устремляется иногда рыба, спасаясь от хищников. Но у кита нет таких врагов в море, которые могли бы его заставить спасаться бегством. Чем объяснить такие случаи? Быть может, потерей способности эхолокации у вожака, когда он перестает чувствовать глубину или, быть может, массовым помешательством? На этот вопрос у биологов нет еще ответа.

Гигантский морской хищник - кашалот на палубе китобойного судна

Возможно, будущие исследования покажут, что китообразные обитатели океана - это своего рода приматы гидросферы нашей планеты, для которых сравнительная легкость жизни в водной среде не могла послужить стимулом к дальнейшему совершенствованию и заставила отстать в развитии от человека. К сожалению, надо заметить, что число млекопитающих в океане катастрофически убывает, и если не будут приняты решительные меры, то многие из них в недалеком будущем совершенно исчезнут. В СССР лов дельфинов, как животных высокоразвитых, запрещен.

Итак, мы познакомились в общих чертах с некоторыми представителями всех звеньев пищевой цепи в Мировом океане. Сейчас человек не использует и тысячной доли пищевых ресурсов океана, а между тем больше половины населения земного шара страдает от недоедания, а нередко и просто от голода. При этом больше всего не хватает людям именно животных протеинов, т. е. белков, содержащихся в животных организмах.

Чтобы увеличить добычу морских животных - беспозвоночных, рыб, млекопитающих, можно, конечно, усилить мировой рыболовный флот, снарядить его самыми совершенными орудиями лова, но и в таком случае добыча во многом будет зависеть от случайности, от удачи. Чтобы рациональнее использовать растительный и животный мир океана для получения пищевых продуктов, нужен переход от промысла к ведению "морского хозяйства". Надо превратить бухты, заливы, внутренние моря и прибрежные воды океана в большие рыбные хозяйства, подобные природному питомнику в чилийских водах и еще более совершенные. Но только "удобрять" их надо не искусственными удобрениями, а искусственным подъемом глубинных вод, богатых питательными солями. Сначала выращивать в них кормовой планктон, потом беспозвоночных и рыбу, а может быть, и некоторых млекопитающих, как выращивают на суше мясной скот. Путем скрещивания можно улучшить виды рыб, акклиматизировать существующие виды в новых для них районах океана, где это позволяют гидрологические и кормовые условия. Так с течением времени "охотничьи угодья" океана превратятся в "морские хозяйства".

Что же придется потребовать для решения этой задачи от науки, от ученых различных профилей?

Прежде всего биологи должны заблаговременно создать новую прикладную классификацию морских организмов по звеньям пищевой цепи, разбив их на "сорных" и полезных, на необходимых в биоценозах большого масштаба и ненужных. Это позволит укоротить пищевую цепь и принять меры к очистке ее от бесполезных потребителей. Гидрофизикам и инженерам предстоит разработать методы использования энергии приливов, волн и тепловой энергии океана для обслуживания будущих хозяйств. Химикам надо разведать скопления питательных солей в глубинных слоях океана, а о поднятии этих запасов удобрений из глубин в зону фотосинтеза вероятнее всего придется позаботиться специалистам в области ядерной физики. Тепло ядерного реактора, установленного на указанной химиками глубине, заставит слегка подогретую воду, богатую минеральными солями, подниматься к поверхности океана.

Готовы ли океанологи вплотную приступить к этой работе? Надо откровенно сказать - нет. И среди океанологов меньше всего готовы биологи. Практика сбора (облова) планктона и бентоса неудовлетворительна, так как приборы не захватывают множества микроорганизмов, биомассой и ролью которых нельзя пренебрегать. Методы оценки биомассы зоопланктона также неудовлетворительны. Далеко не выяснены пищевые связи в сообществах организмов и передача энергии от низших звеньев пищевой цепи к высшим. В зачаточном состоянии находится представление о роли в круговороте жизни растворенного и взвешенного органического вещества и метаболитов.

Наряду с особо привлекательными по своим масштабам исследованиями целых океанов и морей пора переходить к более сложной и кропотливой работе в области моделирования экологических и, в частности, пищевых и метаболических связей. К сожалению, в этой области делается еще очень мало. Так, на океанографическом конгрессе в Москве эти вопросы были затронуты всего в нескольких докладах: К. Виктора и К. Демеля (Польша), Д. Г. Кушинга (Англия), Д. X. Стрикленда (США), Ж. М. Переса (Франция), А. А. Нейман и М. Н. Соколовой (СССР). Одной из важнейших задач океанологов должна стать разработка комплексных методов управления морской средой.

Решение этой грандиозной задачи станет одним из высших проявлений человеческого гения в деле преобразования планеты для нужд человечества.

Эликсиры жизни и смерти

Загадочная гибель. - "Красный прилив". - Энзимы. - "Колдовское зелье". - Новая гидробиология

Миллионы тонн рыбы, съедобных моллюсков и ракообразных, которых ежегодно добывает в океане человек, это лишь ничтожная доля скрытых в нем пищевых ресурсов. И тем не менее годы обильных уловов нередко сменяются годами низких уловов. Случаи неурожаев хлеба и падежа скота бывают и на поверхности земли. Если не всегда удается их предотвратить, то причины, вызывающие их, не составляют для науки секрета. Не так дело обстоит в науке об океане. Завеса тайны над различными физическими, химическими и биологическими процессами, происходящими на глубинах, едва только приоткрыта.

История рыболовства знает немало случаев массовой гибели рыбы. В 1789 г., например, поверхность Баренцева моря была сплошь покрыта мертвой пикшей и сайдой. В 1882 г. такая же судьба постигла крупную промысловую рыбу лофолатилуса, обитающую в теплых струях Гольфстрима.

В 1951 г. массовую гибель рыбы у берегов Перу вызвало распространившееся на юг таинственное течение Эль-Ниньо (см. очерк "Океанские течения"). Почти ежегодно влечет за собой гибель рыбы так называемый красный прилив. Он наблюдается у берегов Флориды как со стороны Атлантики, так и в Мексиканском заливе, у западных берегов Южной Африки и в некоторых других местах. Во время "красного прилива" у берегов Флориды в 1947 г. погибло более 50 млн. рыб. Берега были усеяны выброшенной морем мертвой рыбой.

Наблюдаются и такие случаи, когда вместо одного вида рыбы без всяких видимых причин появляется другой. С 1913 по 1917 г. уловы сельди в Каспийском море составляли 42 %, а воблы, леща, судака и прочего частика - 55%. Потом соотношение постепенно изменилось. С 1929 по 1933 г. сельди было поймано всего 7%, а частика - 90%.

Урожаи и неурожаи в рыбном царстве часто зависят от количества пищи, которой располагает подрастающее поколение, а также от температурных условий в период икрометания и развития мальков, от изменений в режиме солености, от содержания в воде кислорода, словом, от гидрологических условий среды. Судить об урожаях или неурожаях и вообще о рыбных запасах мы можем пока только по уловам. Но на уловах помимо технических причин часто сказываются перемещения рыб. В основе скоплений и миграций рыб лежат три побудительные причины: поиски пищи, потребность в размножении и стремление найти более благоприятные условия окружающей среды. Но эти условия определяются не одним только гидрологическим режимом - температурой и соленостью.

Рыба, гибнущая в воде «красного прилива» у берегов Австралии. В 1962 г. от него погибло несколько миллионов рыб

За последние десятилетия биохимические исследования обнаружили в воде новые вещества, существенно влияющие на развитие жизни в океане. Это так называемые энзимы или внешние метаболиты - вещества, выделяемые организмами в окружающую среду. Влияние метаболитов может быть положительным, когда они стимулируют развитие организмов, и отрицательными, когда они тормозят биологические процессы. В некоторых случаях энзимы привлекают организмы к себе и побуждают их к скоплению, в других - рассеивают их, вытесняют и даже причиняют смерть. Биологические связи между морскими организмами вышли таким образом за пределы формулы "хищник-жертва" и требуют пересмотра.

В настоящее время установлено, что бактериальное население морских грунтов также выделяет метаболиты. В песках обнаружены вещества, либо привлекающие, либо отталкивающие переносимые течением личинки организмов, которым в известной стадии развития надлежит оседать на дно. И это неудивительно: бактерии, подобно одноклеточным водорослям, выделяют до 30-40% синтезированного за сутки органического вещества в виде кислот, пептидов и других органических соединений.

Некоторые растительные организмы, искусственно помещенные вместе, развиваются плохо, и не потому, что им не хватает пищи, а потому, что вещества, выделяемые одними организмами, тормозят рост других. К таким взаимно мешающим растительным организмам относятся растительные клетки хлореллы (Chlorella vulgaris) и ницшиа (Nitzschia frustulum). Наоборот, диатомовая талассиозира (Thalassiosira) не растет, несмотря, на обилие питательных солей, если не добавить в воду экстракта из ульвы (Ulva). Ницшиа клостериум (Nitzschia closterium) стимулирует рост других организмов, но сама в стимуляторах, по-видимому, не нуждается. Выделением особо вредных веществ отличаются жгутиковые.

Каждый год приносит открытие в природных водах новых, неизвестных ранее веществ. В 1954 г. в морской воде был найден хорошо известный в медицине кобаламин (витамин В-12) и установлена потребность в нем некоторых морских растительных организмов. Он необходим для нормального развития жгутиковых, хризофицей, диатомовых; без него не развиваются некоторые зеленые водоросли.

Выделение метаболитов одними организмами бывает совершенно необходимо для развития других организмов, которые сами не в состоянии производить эти метаболиты. Постановка экспериментальных работ для исследования внешних метаболитов очень сложна. Нужно исключить влияние ряда посторонних факторов и выделить влияние только одного, на котором сосредоточено внимание экспериментатора. Японский ученый Миязаки установил, что присутствие или отсутствие в воде углеводистых веществ, выделяемых водорослями, влияет на скорость всасывания воды устрицами. Количество углеводистых веществ в воде зависит от освещенности, содержания в воде кислорода и изменяется в одном ритме с процессами развития водорослей. По данным того же ученого, выделения зеленых водорослей влияют на оплодотворение икры самцами устриц.

Можно предполагать, что метаболиты в некоторых случаях имеют летучий характер, так как исчезают из воды при ее нагревании. В то же время они часто сохраняются в воде и после удаления организмов, которые их выделяют. Упомянутая выше ницшиа плохо растет не только в присутствии хлореллы, но и в воде, из которой та была удалена путем тщательного фильтрования.

Если и не все, то некоторые метаболиты имеют запах. Тихоокеанская семга избегает экстракта из кожи морских млекопитающих даже при концентрации 1 части экстракта на 10 млн. частей воды.

Из наблюдений Хаслера и Висби известно, что испытуемые миноги по запаху различали воду из различных ручьев и плыли на знакомый запах, даже лишенные зрения. Подогревание воды или лишение миног предполагаемых органов обоняния делало их безразличными к происхождению воды, миноги теряли ориентир. В связи с этим возникает предположение, что именно в запахе органических веществ и метаболитов, растворенных в воде, кроется разгадка удивительной способности морских рыб заходить для икрометания в реки. Может быть, привычные с детства запахи влекут взрослую рыбу на нерест в места, где протекало ее "детство", где она прошла через начальные стадии развития?

Чутье у рыб сопоставимо с чутьем собаки. Угорь ощущает алкоголь в растворе 1 г на весь объем Ладожского озера (3500 км3). Караси чувствуют присутствие нитробензола в растворе 1 г на 100 км3 воды. Из опытов Д. С. Павлова (1962 г.) известно, что налимы, выпущенные в бассейн с 300 л воды, приходили в возбуждение и безошибочно устремлялись к месту, куда было вылито 2,5 л воды, в которой в течение пяти минут находилась шестисантиметровая рыбка атеринка. Словом у рыб есть обонятельная память, самонаводящая система, ориентирующаяся на органические запахи воды.

Губительное влияние метаболитов, выделяемых большими скоплениями растительных организмов, наиболее исследовано в явлении "красного прилива". Изменение цвета воды, благодаря которому явление получило свое название, может быть вызвано скоплением бактерий, диатомовых, жгутиковых, иногда щетинконогих червей и мелких ракообразных. Но гибельное влияние на рыбу оказывают главным образом две формы динофлагеллят, именно гимнодиниум (Gymnodinium brevis) и Gonyaulax monolata.

Цвет воды, при которой погибала рыба, имел в разных случаях желто-зеленую, желтую, коричневую, красноватую и красную окраску. Количество гимнодиниума достигало .13-56 млн. экз. на 1 л воды. В 1952 г. из воды "красного прилива" была выделена аскорбиновая кислота и особое вещество рамносид в количестве 20-50 мг на 1 л. По наблюдениям, рыба во время "красного прилива" гибла при нормальной температуре воды, нормальной солености и при обычном содержании кислорода в воде. После того как рыба вступала в полосу "красного прилива", смерть наступала почти мгновенно. Мясо рыбы, случайно оставшейся в живых, было вполне пригодно в пищу, но погибшая рыба была ядовитой.

Вода во время "красного прилива" выделяет газ, раздражающий слизистую оболочку горла и носа. При ветре со стороны моря раздражение ощущается даже на берегу. Способность воды возбуждать раздражение сохраняется и после процеживания через фильтры с диаметром отверстий 1-1,5 мк. Существует предположение, что раздражение вызывает не газ, а пары и мелкие брызги воды, содержащие ядовитые выделения динофлагеллят. "Красный прилив" случается поздним летом или осенью и часто совпадает у берегов Флориды с паводком в реке Пис. Несмотря на большую литературу, посвященную этому явлению, разгадка его не ясна. Средств борьбы с "красным приливом" нет, и он продолжает оставаться бичом для местного рыболовства в Центральной Америке, у берегов Калифорнии, Южной Африки и во многих других районах Мирового океана.

Явление "красного прилива" было известно коренным обитателям Америки - индейцам, задолго до появления европейцев. Так как погибшая от "красного прилива" рыба ядовита, к ней запрещалось даже прикасаться. Обычай запрещал древним индейцам собирать и употреблять в пищу съедобных моллюсков в период обильного появления в море мелких водорослей. Зараженные ядовитыми растительными клетками, моллюски сами не гибнут, но вызывают у человека тяжелое заболевание и даже смерть. В свете описанных явлений совершенно новое толкование дается долгопериодным колебаниям в уловах рыбы в Ламанше. В 20-х годах продуктивность Ламанша была высока, в 30-х - резко упала. Падение продуктивности сопровождалось уменьшением в воде фосфора. Связь на первый взгляд ясна - меньше питательных солей, меньше растительного и животного планктона и, наконец, рыбы. При более углубленном исследовании были обнаружены и другие причины падения продуктивности в канале. В воду, взятую из Ламанша (Вильсон, 1954) и не связанного с ним Кельтского моря, поместили личинок многощетинковых червей - полихет. Оказалось, что в воде Кельтского моря они росли хорошо, в воде Ламанша - плохо. Когда кельтскую воду подогрели, полихеты и в ней стали расти плохо. Очевидно, на рост личинок в воде Кельтского моря благоприятное действие оказывали какие-то летучие метаболиты, которых недоставало в воде Ламанша. При нагревании воды они улетучивались.

Американский биолог Джонстон брал отфильтрованные пробы воды из разных районов океана, добавлял в них одинаковое количество питательных солей и выращивал фитопланктон. Хотя температура и освещенность у всех проб были одинаковы, рост и размножение фитопланктона оказывались совершенно разными. Видимо, в воде содержались какие-то трудно уловимые вещества, которые по-разному влияли на рост фитопланктона. Очевидно, в морской воде существуют не только некоторые химические, но и биологические различия. Каждая водная масса имеет свою собственную индивидуальность и "биографию".

Известно немало случаев, когда большие скопления некоторых видов фитопланктона оказываются неблагоприятными для развития зоопланктона. Может быть, поэтому в океане нередко можно встретить обособленные скопления растительных и животных организмов. Так, во время плавания "Оби" в антарктических водах у берегов материка наблюдалось, как принято говорить, сильное цветение моря, иными словами, большое скопление растительного планктона. Дальше в море, где количество растительного планктона значительно уменьшилось, было обнаружено обилие животного планктона, состоявшего из веслоногих рачков, и, наконец, еще дальше от берега, где уже почти не было растительных организмов, появились скопления криля (рачки эвфаузиды). Концентрация растительных организмов не совпадала в данном случае с районами скопления животного планктона.

К. В. Беклемишев и Л. Б. Кляшторин заметили, что скопления тунца (Germo alalunga) в Тихом океане совпадали с концентрацией кормовых организмов, в частности, зоопланктона. Но скопления зоопланктона никогда не совпадали с концентрациями фитопланктона и отстояли от них на 300-600 км. На такой же дистанции от "полей" фитопланктона держались и летучие рыбы. Иногда несовпадение скоплений растительного и животного планктона происходит вследствие сезонной очередности развития того и другого. Но в известных случаях оно объясняется и другими причинами: некоторые формы водорослей выделяют вещества, ядовитые для зоопланктона и даже для рыбы. Это явление замечено давно и получило название - "вытеснение животных организмов" (animal exclusion).

Планктон, подобно растениям и животным на суше, часто распределен в море отдельными пятнами. От пятен безкапсульных фитопланктонных организмов вида Halosphaera, образующих при большом скоплении желатинообразную массу, решительно отворачивает в сторону мигрирующая сельдь; об этом рассказывает в книге "Живое серебро" советский биолог Б. П. Мантейфель. "Табачное море" (baccy juice) при скоплении игловидной водоросли Rhizosolenia, издающей резкий неприятный запах, тоже отпугивает сельдь. Наоборот, "молочное море", как его называют рыбаки, образованное концентрацией поднявшихся к поверхности кокколитофор, служит предзнаменованием хороших уловов. По наблюдениям румынского океанографа М. Баческу, скопления планктонной ризосолении в Черном море губительны для зоопланктона.

Планктонные организмы, переносимые течениями, нередко служат надежными индикаторами происхождения, свойств и особенностей встречающихся в океане водных масс.

Таким образом, отношения между растительными и животными организмами в море не укладываются в прежнюю простую формулу: "пища, температура и соленость воды определяют размножение и рост". Огромная, но еще недостаточно ясная роль в развитии морских организмов принадлежит внешним метаболитам - органическим веществам, которые выделяются растительными и животными организмами в окружающую их воду. Среди них есть стимуляторы и ингибиторы роста, есть вещества, влияющие на поведение организмов. Выделения, смерть и разложение одних организмов способствуют или препятствуют развитию других. Растворенные в воде вещества могут быть полезны одним организмам и губительны для других. К некоторым веществам организмы приспосабливаются, а от других они вынуждены бежать. Словом, в океане создается сложная органическая среда из сочетания живых и мертвых организмов. Океанская вода - настоящее "колдовское зелье", а присутствующие в нем метаболиты - это еще неразгаданные эликсиры жизни и смерти.

Поэтому нам представляется, что гидробиология, как наука, занятая только описанием видов, их количественным учетом и географическим распределением, - это вчерашний день морской биологии. К сожалению, в таком виде ее все еще преподают на кафедрах и посвящают ей объемистые труды.

Между тем в свете перечисленных взаимосвязей, океан и уж во всяком случае каждую океанскую водную массу надо рассматривать, как некую "метаболическую клетку", определенную биологическую систему, в которой водная среда используется организмами подобно крови или плазме в живом теле. Только такая гидробиология может удовлетворить современным требованиям науки и практики рационального использования и воспроизводства пищевых ресурсов океана.

К сожалению, как это видно из докладов на Международном океанографическом конгрессе в Москве, прогресс в этой области океанологии еще невелик. Биологи К. А. Веб и Р. Е. Иоганнес (США) сообщили о качественных и количественных выделениях метаболитов зоопланктоном, Р. Ф. Ваккаро и X. Джаннаш (США) - о выделении гетеротрофными организмами (бактериями и иногда фитопланктоном) солей и ростовых веществ и усвоении организмами растворенного органического вещества с помощью ферментов. Перспективные исследования в области динамики экологического метаболизма (выделение, перенос, усвоение) начаты в Институте биологии южных морей Украинской Академией наук, о них на конгрессе сделал сообщение К. М. Хайлов.

Колдовские зелья давно сделались достоянием фармацевтов. Метаболиты в руках биохимиков и биологов должны стать могучим средством повышения продуктивности океанских бассейнов.

Коварные обитатели морей

Повадки акул. - Подводные отравители. - Опасное лакомство

В 1961 г. в море у Сан-Франциско купались несколько студентов. Внезапно появилась акула. Ее заметили лишь после того, как она вырвала часть плеча у одного из купающихся. Его спутница, студентка Шарли О'Нейл, вскрикнула от неожиданности. Возможно, крик испугал акулу. Ловцы жемчуга в Индийском океане часто криком отгоняют акул. Этому можно поверить, так как, по исследованиям биологов, у акулы очень "чувствительное" сердце - оно останавливается от громкого резкого звука. Во всяком случае акула не повторила нападения. Девушка не растерялась и вытащила на себе раненого из воды. Несмотря на то что он тотчас же был доставлен в больницу, смерть наступила через два часа. Рваные раны, нанесенные акулой, ужасны. Человек умирает от потери крови, еще раньше наступает шок, от которого редко удается оправиться.

Акулы - это бич всех курортов в экваториальной зоне между 30º северной и 30º южной широты. Между 30º и 40º к северу и к югу от экватора они опасны только в теплое время года. Акула нападает при температуре воды от 21º С и выше, реже случаются нападения при температуре от 16º до 21º. В более холодной воде этот подвижный хищник становится безопасным. Ночью акулы опасней, чем днем. На Гавайских островах и в Калифорнии устраивают своего рода "дерби", соревнования по охоте на этих опасных рыб. Как велико их число здесь, можно судить по тому, что в 1952 г. во время такого спортивного соревнования у Пойнт Дерби в Калифорнии 1454 рыбака за 6 часов поймали 1871 акулу.

Частые аварии морских судов и самолетов над океаном во время второй мировой войны заставили задуматься над средствами для отпугивания акул. В XVIII в. французский врач Поль Бюдкер советовал морякам в таких случаях бросить акуле каравай хлеба, а если это ее не удовлетворит, пристально поглядеть ей в глаза, после чего акула сконфуженно удаляется. В XX в. эти средства оказались непригодными. Американским летчикам стали выдавать пакеты со смесью красящего вещества нигрозина и медного купороса. Но и этот "антидот" не гарантировал полной безопасности. Гарпун с 5 см3 стрихнина в ампуле на его острие убивает акулу в течение минуты, но в борьбе с акулой время надо считать секундами, так что и это средство не годится для обороны.

При весьма слабом зрении акула обладает необыкновенной восприимчивостью к волновым колебаниям, возбуждаемым в воде движением других животных. Колебания низкой частоты она улавливает боковой линией, а колебания высокой частоты - специальным аппаратом, находящимся у нее в ушах и в голове. Кроме того, у акулы, по-видимому, сильно развито обоняние.

Если в воде после аварии оказывается много людей, к тому же частью раненных, множество акул внезапно появляется из глубины. Они с необычайной быстротой поднимаются вертикально вверх и хватают, не разбирая, все, что попадает в зубы. Разъяренные, они в подобных случаях часто рвут на части даже других акул, участниц своего пиршества. Иногда их поведение трудно поддается объяснению. Вдруг несколько акул бросают легкую добычу, которая находится рядом с ними, и устремляются за человеком, оказавшимся в стороне. Даже если хотят им помешать, они не обращают внимание на людей, попавшихся по пути, и упорно рвутся именно к тому человеку, которого наметили. За 1960 г. из 53 зарегистрированных нападений акул на человека 30 были произведены "по личной инициативе" акул, 11 - вызваны неосторожным поведением людей, 7 произошли при авиакатастрофах и 5 были разыграны "в ничью". Сколько нападений не попало в эту статистику, остается неизвестным.

Насчитывается 300 видов акул размером от нескольких десятков сантиметров до 18 м. Поведение акул еще мало изучено. Возможно, что некоторые и не нападают на человека, как утверждает встречавшийся с ними Ив Кусто. Однако не всем так везет.

Самыми опасными считаются акулы четырех семейств: человекоядные акулы (Isuridae), акулы реквием (Carcharindae), песчаные акулы (Carchariidae), акулы-молот (Sphyrnidae).

Отпугнуть акулу можно, сильно ударив ее палкой по носу или по жабрам. Темная одежда и темные инструменты меньше привлекают акул, чем светлые и блестящие. Заметив акулу, надо избегать резких движений и еще лучше лежать на воде неподвижно, пока она, удовлетворив свое любопытство, не удалится.

В числе "кусающих" подводных врагов человека можно назвать хищных и прожорливых угреобразных мурен и морских щук, более известных из описаний любителей и профессионалов-аквалангистов под именем барракуд. Жители Вест-Индских островов больше опасаются барракуд, чем акул. Крупные экземпляры барракуд достигают двухметровой длины, мурены встречаются длиной до трех метров. Те и другие нападают на человека только если их потревожить, например, сунуть руку в расщелину, где они прячутся, поджидая добычу.

Аквалангиста под водой подстерегает опасность не только со стороны явно "уголовного элемента" в лице акул или барракуд. Безобидные на вид, пестрые конические ракушки (Conus), наполовину зарывшиеся в песок, могут не только сильно порезать зубчатой теркой ногу, но и ужалить, кроме того, своим стрекательным аппаратом. Яд, проникший в ранку, вызывает местное онемение, быстро распространяющееся на все тело и особенно на губы и рот. Иногда наступает временный паралич, известны случаи со смертельным исходом. Плохо заживающие рваные раны причиняют известковые ветки кораллов, если по неосторожности наступить на них ногой. Гигантский двустворчатый моллюск тридакна не ядовит, но может, захлопнув створки раковины, с такой силой зажать руку или ногу пловца, что без ножа или посторонней помощи ему не освободиться.

Рассказы о спрутах и кальмарах превратились в фантастические легенды. Однако встреча с крупными экземплярами, живущими на больших глубинах, для человека маловероятна. Впрочем, известны единичные случаи, когда крупные кальмары, обвив своими щупальцами, уносили людей с низко сидящих шлюпок или с погруженных в воду плотов. Гораздо опаснее некоторые виды мелких кальмаров. Так, однажды аквалангист у берегов Австралии взял в воде 20-сантиметрового кальмара и позволил ему ползти по руке до самого плеча. Когда кальмар достиг шеи, аквалангист почувствовал легкий укус. Через несколько минут у него пересохло во рту и перехватило дыхание. Выйдя на берег, он едва добрался до больницы, где через несколько часов умер. Оказывается, есть такие кальмары, у которых слюнная железа выделяет яд, поэтому аквалангистам не рекомендуется запускать незащищенную руку в расщелины скал, где часто прячутся эти животные, и, конечно, не следует брать их в руки для забавы.

Акулы - «тигры» подводного царства

Нельзя также брать без перчаток морских кольчатых червей; среди них встречаются обладатели стрекательных органов с ядом, который может вывести человека из строя на несколько дней.

Опасны многие иглокожие, живущие на дне, в частности, морские ежи. Иглы ежей бывают различной длины, толщины и прочности. Впрочем, несмотря на такое вооружение, моллюск Cassistuberosa очень искусно расправляется с ежами, опрокидывая их на спинку. Пристрастие этого моллюска к мясу ежей полностью разделяют жители Средиземноморья; у итальянцев ежи считаются деликатесом и подаются в лучших ресторанах, но наступать на ежа купающимся не рекомендуется.

У морского ежа диадемы иглы достигают 30-сантиметровой длины; у одних видов сами иглы снабжены железами, выделяющими яд, у других между иглами имеются особые щипчики, видоизмененные иглы. Чтобы открыть к ним доступ врагу или добыче, которых одинаково парализует яд, длинные иглы предупредительно раздвигаются. Проникая в тело, иглы ломаются и причиняют сильную боль; их очень трудно вытащить из ранки, а часто совсем невозможно без вмешательства хирурга. Яд ежа влечет за собой обморочное состояние, затрудняет дыхание, вызывает временный паралич, а иногда и смерть.

Еще, пожалуй, опаснее некоторые кишечнополостные животные - гидроиды, морские анемоны и медузы, обладающие стрекательными органами с сильно действующим ядом. Одни из них терпеливо поджидают неосторожного на дне, других навстречу ему медленно несет по морю течение.

В теплых водах океана распространен "португальский кораблик" - прекрасная по расцветке, но отвратительная по своим качествам хищная физалия. В 1954 и 1957 гг. она наводнила Ламанш, причинив много неприятностей купальщикам. Уколы ее стрекательных органов надо как можно скорее смачивать спиртом.

В Индийском океане, в филиппинских и австралийских водах живет медуза, которую называют морской осой. У берегов Австралии дурной славой пользуется кубомедуза, отличительным свойством которой является необыкновенная прозрачность. Ее можно заметить в воде только по тени, которая в солнечную погоду проплывает вслед за ней по песчаному дну. Щупальца многих видов медуз снабжены стрекательными органами с капсулами яда, близкого по своему составу и действию к яду кобры. Австралийскую кубомедузу подозревают в умерщвлении более чем сотни английских солдат, воинская часть которых во время войны была расположена на северном берегу Австралии. Медузы особенно опасны тем, что щупальца их тянутся иногда на 10-20 м в сторону от пузыря, плывущего на поверхности моря. После шторма щупальца, оторванные от медузы волной, плавают в отдельности. Их трудно заметить, а между тем они долгое время не теряют способности жалить. Надо остерегаться даже мертвой медузы, распростертой на берегу. Ее стрекательные органы продолжают еще жить. Боль, причиняемая медузами, очень сильна. Яд медузы Chiropsalmus может умертвить человека в течение 3-8 минут.

К числу ядовитых морских животных относятся многие виды скатов. В США ежегодно регистрируется более 1500 случаев нападения скатов на человека. Большинство скатов живут у берегов на небольшой глубине, часто зарываются в грунт. Жало у них находится на хвостовом придатке и имеет разнообразное устройство. Человек, пострадавший от ската, испытывает острую боль, учащенное дыхание, падение кровяного давления, рвоту; иногда отравление кончается смертью. Чтобы избежать встречи со скатом, рекомендуется прощупывать грунт впереди себя палкой или в крайнем случае, делая шаг вперед, загребать грунт ногой. Тогда нога не наступит на ската, а подденет его снизу; вместо ответного удара жалом скат поднимется со дна и уплывет. Гигантские скаты-манты не нападают на человека, однако проплывая поблизости, могут чисто случайно его ушибить. "Благожелательные" к человеку скаты, спасающие его от акул, о которых рассказывает Олаф Магнус в книге, изданной в Риме в 1555 г., сейчас, к сожалению, больше не встречаются. Электрические скаты опасны для человека своей "батареей", напряжение которой при разряде достигает у некоторых видов 70-100 в.

В настоящее время известно около сотни рыб, у которых в иглах спинных или грудных плавников имеются ядовитые железы. В большинстве случаев это обитатели теплых и особенно тропических вод, в частности, коралловых рифов. Ядовитые рыбы встречаются среди химер, морских дракончиков, мурен, морских ершей (скорпен), среди морских чертей, звездочетов и т. д. Некоторые живут на дне, на них по неосторожности можно наступить ногой; другие, медленно плывя в воде, часто привлекают человека яркой окраской, но не следует поддаваться искушению взять их рукой. Маленькие зебры, рыбка-оса, несмотря на свой небольшой размер, никого не боятся - ни крупных хищников, ни человека, так они уверены в своей неуязвимости, и, надо сказать, не без оснований. Отравление ядом, содержащимся в иглах плавников, в зависимости от вида рыбы, может вызвать сильное временное недомогание, судороги, рвоту, онемение конечностей, а иногда и смерть. Поэтому после ранения необходимо сейчас же принимать меры предосторожности, как при укусе ядовитой змеи. Природа ядов, встречающихся у рыб, не изучена и противоядия для них пока нет. Лучшее средство избежать отравления - осторожность. Миллиграмм осторожности стоит в таких случаях килограмма лекарств.

В океане известно несколько видов змей длиной до 2-3 м; все они обладают ядовитыми зубами. Морские змеи не агрессивны, могут укусить человека только если их потревожат, однако яд их во много раз сильней яда сухопутных змей. После укуса у человека отнимаются ноги, затем наступает паралич туловища, рук и шейных мускулов. Первый признак отравления - полузакрытые веки, которые человек не в состоянии поднять. В 25 случаях из 100 укус морской змеи кончается смертью.

Некоторые морские животные таят в себе еще одну скрытую опасность для человека. Случается, что моллюски, бывшие привычной пищей прибрежного населения, вдруг становятся ядовитыми. Предполагаемая причина - планктон, которым они питаются, если в состав его входят ядовитые виды динофлагеллят.

Употребление в пищу моллюсков в период появления в море большого количества динофлагеллят часто влечет за собой сильное отравление и даже смерть. Насчитывается 11 видов моллюсков, известных своей временной ядовитостью. Для самих моллюсков яд динофлагеллят безвреден.

В странах, омываемых тропическими водами океанов, в полосе между 30º с. ш. и 30º ю. ш., очень распространено заболевание, получившее название сигуатера (ciguatera). Его возбуждает отравление мясом рыб, внезапно ставших ядовитыми. Причина, видимо, та же, что и в случае с моллюсками.

Однако ядовитыми бывают нередко хищные рыбы, совсем не питающиеся планктоном. Очевидно, яд известных видов планктона настолько устойчив, что передается им через многие промежуточные инстанции. К числу рыб, мясо которых может оказаться ядовитым, относятся некоторые виды акул, скатов, мурен, тунцов, макрелей; очень опасны рыбы, называемые по-английски пэффер (puffer) (Arothom, Diodon, Sphaeroides). Их печень, гонады, внутренности, кожа всегда содержат сильнейший яд, действующий на нервную систему и причиняющий мучительную смерть. Удивительно, что мясо именно этих рыб пользуется особой популярностью в Японии. В дорогих ресторанах их подают под названием "фугу" как деликатес, приготовляя, однако, с соблюдением ряда предосторожностей, позволяющих избежать проникновения яда в мясо. Среди бедного населения, которое не соблюдает правил приготовления этих рыб, отравления, кончающиеся смертью, довольно частое явление.

По внешнему виду отличить рыбу, ставшую ядовитой, невозможно. Поэтому, находясь в тропиках, ни при каких обстоятельствах не следует есть ни печени, ни икры рыб. Они содержат в себе как бы концентрат яда и являются в рыбе первоисточником, который насыщает ядом все ее мясо. То же, между прочим, относится к черепахам и даже к обитателям полярных вод - к моржам и белым медведям. Печень, почки и другие внутренности этих животных иногда были причиной отравления отведавших их людей.

Во время второй мировой войны более 400 японских солдат умерло от отравления рыбой на островах Микронезии, а в зиму 1946-1947 гг. на мелких коралловых островах, лежащих между Гавайями и экватором, зарегистрировано 97 смертельных случаев, вызванных той же причиной. Иногда наступают довольно длительные периоды, когда мясо обычно безвредных рыб становится ядовитым. Так, с 1943 г. на многих тихоокеанских островах (Мидуэй, Джонстон, о-ва Пасхи и др.) начались отравления рыбой. Число их росло и достигло максимума в 1947 г., после чего пошло на убыль, однако не прекращалось до конца 50-х годов. В 1955-1961 гг. на Японских и Филиппинских островах установлено 40 тыс. случаев отравления рыбой. Есть много оснований предполагать, что большинство ядовитых морских растений и животных послужат в будущем источником антибиотиков, но пока они больше известны как опасные для человека носители ядовитых веществ.

Рыбный промысел

Промысел или промышленность? - Чем нас кормит море. - Рост уловов. - Хищничество, перелов и недолов. - Сколько в море рыбы? - Пищевые привычки. - Дефицит белковой пищи. - Разве это "дары" моря?

Охота на суше из главного занятия первобытного человека, кормившего ею себя и свою семью, стала с течением времени всего лишь видом спорта, забавой. Рыболовство, возникшее, вероятно, одновременно с охотой, в целом превратилось в важную отрасль пищевой промышленности, хотя это промышленность пока только наполовину, так как добыча ее промышленного сырья во многом еще зависит от случая.

В то время как на суше развилось многоотраслевое сельское хозяйство, кормящее человечество, в море сделаны в этом направлении только первые робкие шаги.

В Индонезии в солоноватых морских лагунах разводят рыбу и съедобных моллюсков уже сотни лет, в Японии развито разведение съедобных моллюсков, жемчужниц и съедобных водорослей; водоросли выращивают также в Китае. Во Франции и США широко поставлено разведение устриц; в Англии на биостанции Лоуэстофт с помощью искусственного удобрения выращивается планктон, а на его основе - камбалы, которые растут в пять-шесть раз быстрее, чем в море и выживают в количестве 65 процентов против тысячных долей процента в естественных условиях. Наиболее, пожалуй, интересные "морские рыбные хозяйства" организованы в северной части Адриатического моря, в венецианских лагунах - здесь в естественных условиях успешно практикуется выращивание нескольких видов рыб без всяких искусственных удобрений за счет одних только ресурсов моря. Однако в общем балансе мировой добычи рыбы и других съедобных морских организмов эти "морские хозяйства" и опыты, более успешные или менее успешные, играют совершенно ничтожную роль. Невелика, вероятно, трудно поддающаяся учету роль кустарного прибрежного рыбного промысла. Значение же промышленного рыболовства на судах, оснащенных последними Достижениями техники, растет с каждым годом.

Море дает в 8 раз больше рыбы, чем пресные воды суши, а вся мировая добыча морских продуктов с 1938 по 4962 г. увеличилась вдвое, достигнув 47 млн. т, т. е. почти сравнялась с мировым производством мяса (60 млн. т); собственно рыбы было поймано 40 млн. т, моллюсков и ракообразных - 3,5 млн. т. По 0,5 млн. т креветок добывается в США и Японии и 0,5 млн. т кальмаров тоже в Японии. Добыча водорослей составила 700 тыс. т. Понизилась немного лишь добыча китов - вместо 3,2 млн. т было взято 2,6 млн. т.

В среднем мировой морской промысел по весу дает более 80% рыбы, около 8% беспозвоночных, 8% китов, 1% прочих водных животных и 1% водорослей.

На первом месте по уловам стоят далеко не самые крупные государства - Япония и Перу. В 1962 г. они добыли по 7 млн. т рыбных и нерыбных объектов морского промысла. Морские продукты в пищевом бюджете Японии играют весьма значительную роль, на долю каждого жителя в среднем приходится здесь 50 кг рыбы в год. Правда, в Исландии на каждого жителя приходится больше 3000, в Норвегии - 460, а в Перу - 350 кг пойманной рыбы в год, но эти страны живут за счет экспорта рыбных продуктов, тогда как Япония сама потребляет свою добычу. В Перу половина улова составляют анчоусы, идущие на экспорт в виде кормовой муки, используемой для откорма скота и главным образом птицы. Уловы Китайской Народной Республики достигли 5 млн. т (1959 г.), в СССР в 1962 г. было поймано 3,6 млн. т, в США - 2,9 млн. т, в Норвегии - 1,3 млн. т, в Канаде и Испании по 1 млн. т, в Индии и Англии примерно по 950 тыс. т. Мировая добыча морских продуктов ежегодно увеличивается в среднем на 7%, однако уловы рыбы, непосредственно употребляемой человеком в пищу, повышаются всего на 5%. Разница используется в промышленности для переработки в кормовую муку, технический жир и т. д. В 1961 г. в рыбную муку было переработано 10 млн. т рыбы.

Добыча рыбы, китов, морского зверя и других морских продуктов в СССР с 1962 по 1965 г. возросла на 61% и достигла в 1965 г. 5,8 млн. т. Таким образом, ежегодный рост добычи за эти годы превысил 20%. К 1970 г. запланировано увеличить добычу всех видов морских продуктов до 8,5-9,0 млн. т.

Такова статистика уловов по странам. Географическое же распределение уловов рыбы еще более неравномерно, чем национальное. На материковой отмели с глубинами до 200 м было поймано 86%, на склоне материковой отмели (главным образом морской окунь) -5%, а в открытом океане в удалении от берегов - 9% мирового улова рыбы. Мировая добыча рыбы в северном полушарии примерно в 20 раз превосходит добычу в южном полушарии. Северная часть Атлантического океана, равная по площади 1/8 части Мирового океана, дает треть мировой добычи рыбы. Другим центром мирового рыболовства является северная и особенно северо-западная часть Тихого океана. Освоение океана рыбным промыслом можно представить и в ином виде. По статистике, разработанной советским биологом Т. С. Рассом, в Арктике известно 20 видов промысловых рыб, годовые уловы здесь не более 0,1 млн. ц. В субарктических морях известно 40-50 промысловых рыб, вылавливается за год около 11 млн. т. В северных районах умеренного климатического пояса - промысловых рыб 50 видов, общий годовой вылов свыше 12 млн. т. Наконец, в тропических водах - до 120 видов промысловых рыб, но уловы не превышают 7 млн. т. Океаны южного полушария, если не считать китобойного промысла, - почти нетронутая целина. Страны юго-восточной Азии, несмотря на постоянный недостаток животных белков в пище населения, ловят сравнительно мало рыбы. Главной причиной является отсталость техники лова и трудность хранения рыбы в жарком климате.

В советском рыбном промысле первое место по добыче занимает Северная Атлантика с ее морями, второе - дальневосточные моря, за ними идут моря Каспийское, Черное и Азовское. Вследствие обмеления Каспийского моря промысел в нем резко ухудшился не только в количественном, но и в качественном отношении. Осетр, севрюга, белуга замещены килькой. Для восстановления запасов ценных видов рыбы создаются специальные выростные хозяйства и производится мелиорация обсохших и заболоченных участков дельты Волги, где происходит нерест рыбы и откорм ее молоди. Советские рыболовные суда в настоящее время выходят на промысел не только в Гренландское море, к берегам Канады и к Ньюфаундлендской банке, но также в Гвинейский залив, в Индийский океан и в экваториальные воды для лова тунцов в открытом океане.

Характерная особенность развития отечественного промысла за последнее десятилетие - упор на активный лов, т. е. на лов в открытых морях и океанах крупными судами, оборудованными по последнему слову техники. В 1950 г. в пресных водах СССР вылавливалось 54% всей добычи рыбы, остальное давали моря; в 1960 г. соотношение в корне изменилось - пресные воды дали 21%, морской промысел - 79%. Общее число рыболовных судов в СССР достигает 3 тыс., из них крупных около 1300. Опыт показал, что лов большими судами в 1,5 раза производительней, чем мелкими. Поэтому состав нашего рыболовного флота все время пополняется большими и средними морозильными траулерами, способными перерабатывать 50- 100 т рыбы в сутки, тунцовыми судами и плавучими рыбозаводами, принимающими для переработки уловы от рыболовных судов. "Увеличить количество судов рыболовного флота, оснащенных современным оборудованием, примерно в 2,5 раза. Повысить пропускную способность рыбных портов на 50-60%", -сказано в директивах XXIII съезда КПСС по плану развития народного хозяйства на 1966-1970 гг.

На Дальнем Востоке мы ловим сельдь, камбалу, морского окуня, минтая, сайру; в водах западной Африки - сардин, ставриду, морского карася и морского окуня; в северной части Атлантики - сельдь, треску; в северо-западной Атланткие - мерлузу, треску, окуня; в экваториальных водах Тихого океана и в Аравийском море - тунцов, макрель. В настоящее время наш морской рыбный промысел дает больше 50% свежемороженой рыбы и только 15% соленой. Остальное перерабатывается в консервы и муку.

Мировой улов рыбы непрерывно растет. Невольно возникает вопрос, до каких пределов он может расти, каковы запасы рыбы в океане и какова скорость их восстановления. К сожалению, на эти вопросы у науки нет пока исчерпывающего ответа. Непроницаемая для человеческого глаза поверхность моря упорно скрывает от нас "эпидемии", быть может, постигающие его обитателей, кровопролитные "войны" между отдельными их видами, во время которых пожираются миллионы слабейших организмов, и наконец, "великие переселения", вызванные неизвестными нам причинами.

Как, например, объяснить, что до первой четверти XV в. Балтийское море изобиловало сельдью, а потом она вдруг покинула его и переселилась в соседнее Северное море? Почему в Японии отличные уловы голубого тунца (Thunnus) и сардины (Sardinopos) 30-х годов XX в. в 40-х годах стали уменьшаться, в начале 50-х годов совсем сошли на нет, а потом стали возрастать, и сейчас эти два вида рыбы вновь являются важными объектами промысла? Как объяснить, что в 1956 г. в Норвегии было выловлено 1146 тыс. т сельди, а в 1961 г. только 69 тыс. т? Или почему в Белом море (по исследованиям В. В. Кузнецова) за последние два столетия было 4 периода высоких и 5 периодов низких уловов сельди? По какой причине годовые уловы сардины и индийской макрели на западном берегу Индии в отдельные годы испытывают совершенно необычайные колебания, скажем, от 7,5 тыс. т в 1956 г. до 191, 5 тыс. т в следующем 1957 году? Десяток лет тому назад миллионные косяки дальневосточной сельди подходили к Сахалину и устремлялись в Татарский залив, потом вдруг совершенно исчезли и не появляются до сих пор. Означает это, что целые стада рыб погибли или они переселились в другие районы океана? В 1932 г. к мурманским берегам подвалило такое количество сельди, что ее просто запирали в бухтах сетями как в ловушках. Чем вызываются эти внезапные смены обилия и полного отсутствия рыбы?

Правда, иногда причиной снижения уловов того или иного вида рыбы или других морских животных может быть "перелов". Так, в результате безжалостного избиения исчезли гренландские киты, а в дальневосточных морях - безобидные водорослеядные морские коровы; в 60-х годах по сравнению с предшествующими годами добыча рыбы в южной части Баренцева моря сократилась наполовину, по той же причине уловы лососевых в северо-западной части Тихого океана сократились в 1,5 раза. К сожалению, надо отметить, что причина перелова - в невыполнении некоторыми нашими соседями международных соглашений об известных ограничениях рыболовства. Норвежцы стали ловить несозревшую сельдь, перерабатывая ее на муку, а отлов недомерков на три четверти сокращает будущие уловы полноценной рыбы. По мнению советских ученых Ю. Ю. Марти и И. Г. Юдакова, в настоящее время вылов сельди в этих водах намного превышает естественную ее смертность. Японские рыбаки преграждают ярусами и сетевыми барьерами длиной в тысячи километров морские пути лососевых в дальневосточные реки, куда они заходят для икрометания. Принцип свободы морей, восторжествовавший после многовекового спора, не эквивалентен свободе расхищения запасов рыбы, принадлежащей в равной степени всем нациям и народам, тем более что рыба не признает политических границ и территориальных вод. Биологический баланс океана постоянно нарушается и также постоянно восстанавливается. Природные ресурсы рыбы и других животных в океане возобновляются естественным образом, но лишь при условии разумного их использования.

По подсчетам биологов, в океане обнаружено более 150 тыс. видов животных. Но это только пока. Число видов организмов, открытых в глубинах океана, в том числе рыб, непрерывно растет. В глубоководной фауне представлены все главнейшие виды организмов: фораминиферы, актинии, копеподы, изоподы, амфиподы, полихеты, эхиуриды, морские звезды, голотурии, погонофоры и, конечно, рыбы.

Что же касается уменьшения плотности населения водной толщи и дна с глубиной или, как говорят, биомассы, то при несовершенстве орудий лова и сбора проб это впечатление может оказаться ошибочным. Некоторые гидробиологи пытаются оценивать биомассу бентоса на дне, например, Тихого океана и устанавливать количественные изменения биомассы с глубиной по данным нескольких сотен проб. Это по меньшей мере опрометчиво. Ихтиологами высказывается иногда мысль о том, что исчезновение с продвижением на юг холодолюбивых рыб северных морей является, может быть, не подлинным исчезновением, а лишь их "заглублением". Из очерка "Пищевая цепь" мы уже знаем, что у некоторых видов фитопланктона размножение на глубине без участия солнечной энергии происходит быстрее, чем в поверхностных освещенных слоях. После таких неожиданных открытий уверенно говорить о бедности глубоководной жизни в океане преждевременно.

Человек только заглянул в нижние этажи океана с помощью батисфер, батискафов, но увидел еще ничтожно мало. Океан хранит в себе еще много тайн. У океанологов впереди много работы. И если раньше было немало причин для отставания науки об океане от прочих наук, то сейчас еще больше причин для того, чтобы двигать ее вперед как можно быстрее. И первая из этих причин - необходимость в увеличении продовольственных ресурсов человечества.

Годовую продукцию рыбы в океане некоторые ученые, например, П. А. Моисеев (Всесоюзный институт морского рыбного хозяйства), оценивают в 100 млн. т. Во сколько раз в таком случае можно увеличить добычу рыбы без подрыва ее запасов? При научном подходе к этому вопросу о вылове каждого вида рыбы надо говорить отдельно, а в общей оценке мнения ученых сильно расходятся. Одни говорят, уловы можно увеличить в 2-3 раза, другие - в 10 раз. Но все эти высказывания одинаково беспочвенны. Без подрыва запасов увеличить добычу рыбы безусловно можно. Прежде всего, расширением промысла за счет совершенно новых объектов; ведь из 20 тыс. видов рыб не более 300 имеют промысловое значение и лишь годовые уловы 15 видов превосходят тысячу тонн. Затем за счет тех видов рыб, запасы которых используются не полностью, путем увеличения промысла нерыбных объектов и, наконец, путем эксплуатации новых неразведанных еще акваторий, а таких немало - советские биологи-промысловики А. Н. Пробатов и Д. Я. Баренбейн "нащупали" в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах до двенадцати таких перспективных промысловых зон.

Чтобы использовать пищевые ресурсы океана как можно шире, недостаточно добыть из его пучин как можно больше рыбы, моллюсков, ракообразных, а может быть, в будущем и зоопланктона. Надо усовершенствовать и удешевить способы их хранения и транспортировки; надо преодолеть консерватизм пищевых привычек, а местами и религиозные предрассудки населения, относящиеся к выбору пищи. И в самом деле, в одних странах, скажем, моллюски - мидии, устрицы и даже кальмары, как пищевой продукт, пользуются широкой популярностью, а иглокожие - голотурии (трепанги) почитаются за деликатес, тогда как в других странах население их решительно отвергает.

Быть может, научившись собирать планктон в промышленном масштабе, а главное - отделять съедобные виды от несъедобных, мы когда-нибудь увидим на полках гастрономов коробки с надписями: Паштет из криля (любимая нища антарктических китов!), калянус (главная пища сельди в Баренцевом море) в томате и т. д. Употребление в пищу весьма питательного зоопланктона действительно может увеличить пищевую продуктивность океана во много раз. В качестве первого шага в этом направлении можно использовать планктон в виде вспомогательных кормов для скота и птицы. Приготовление из морских животных пищевой муки повышенного качества может решить сложную проблему снабжения народов жарких тропических стран, где хранение рыбы затруднено, недостающей им белковой пищей. В настоящее время одна треть человечества получает протеины (белковые вещества) только от рыбной пищи. Но рыба дает пока лишь пятую часть протеина, непосредственно потребляемого человечеством, четыре пятых дает мясо. В результате полмиллиарда людей, питающихся мясом, поглощает слишком много протеина, от чего болеет всеми видами склероза и ожирения, а более 2 млрд. страдают от белковой недостаточности. Их должен накормить океан.

Как же используются объекты морского промысла в настоящее время? Рыбу доставляют потребителю в соленом, сушеном, мороженом, копченом, консервированном виде, приготовляют из нее бескостное филе. До 15% мирового улова (помимо отходов) перерабатывается на кормовую муку для скота и особенно для домашней птицы и в тук, предназначенный для удобрения. Кожа некоторых видов рыб, например, зубатки, идет на галантерейные изделия. Из рыбной чешуи и плавательных пузырей делают клей, из чешуи изготовляют искусственный жемчуг. Из печени некоторых рыб получают целебный рыбий жир. Печень трески, которая никогда не видит яркого света, дает жир, содержащий "солнечный" витамин Д. Этот витамин человеческий организм вырабатывает только под действием ультрафиолетовых лучей солнца. В печень трески он, очевидно, попадает из фитопланктона, совершив очень длинный путь по пищевой цепи.

Китообразных перерабатывают на технический жир, на тук и кормовую муку; из их мяса приготовляют консервы, из желёз - медицинские препараты, а из кожи - подошвенный материал. В голове кашалотов содержится спермацет. Это вещество высоко ценится в медицине; в парфюмерии оно идет на приготовление кремов, губных помад и других косметических изделий высшего сорта. В желудке кашалота находят амбру. Происхождение ее неясно. Одни считают, что в амбру под действием желудочных соков превращаются челюсти проглоченных кальмаров, другие полагают, что она выделяется при желудочных заболеваниях кашалота. Обычно вес кусков амбры измеряется сотнями граммов, реже килограммами. В 1960 г. китобойной флотилии "Советская Украина" посчастливилось - при разделке кашалота был обнаружен кусок амбры весом в 170 кг. Амбра применяется для закрепления запаха у дорогих духов.

Тюлени, моржи дают для промышленности технический жир и шкуру; котика и калана промышляют в Тихом океане ради его ценного меха. Промысел двустворчатых моллюсков (устриц, мидий, гребешков) больше всего развит в Азии, Северной и Центральной Америке; много добывается моллюсков в Европе (около 200 тыс. т). В США добывается более 500 тыс. ц устриц в год, в Японии - до 200 тыс. ц, причем большая часть всех добываемых устриц разводится искусственно в садках. Австралия экспортирует в Китай трепангов. В тропических странах небольшие рыбачьи суда промышляют кальмаров. Их ловят на свет и с помощью всевозможных ловушек. В Средиземном море бьют кальмаров и каракатиц острогой, приманивая на самку, которую буксируют за лодкой. Для консервации кальмаров сушат на солнце; промысловый размер кальмаров 40-60 см. По подсчетам биологов, вылов головоногих моллюсков может быть увеличен до 20 млн. т.

В СССР добыча моллюсков развита незначительно, может быть, потому, что советский потребитель недооценивает их пищевых и вкусовых качеств. Впрочем, сейчас расширяется добыча моллюсков на Дальневосточных морях и в Черном море. В Керчи один из ресторанов приглашает посетителей отведать свыше ста вкусных блюд из мидий. Мясо мидий, помимо белков, содержит животный сахар, витамины В и С, кальций, железо, фосфор. В Крыму, около Евпатории и на Дальнем Востоке на базе морских продуктов строятся заводы белковой витаминизированной кормовой муки для скота и птицы. На советских рыболовных судах производится опытный лов зоопланктона, в частности, криля. Его перерабатывают в кормовую муку и в виде эксперимента приготовляют несколько сортов консервированного паштета.

Все более широкое применение находят морские водоросли, из них известны 70 съедобных видов. Большей частью их употребляют в качестве приправ. В Японии и Китае существуют настоящие плантации водорослей. В Китае ведется акклиматизация холодолюбивых водорослей в тропических водах. Очень велика роль водорослей и в питании населения Японии. Когда в округе Немуро на о. Хоккайдо истощились запасы морской капусты, местные рыбаки оказались в бедственном положении. Учитывая это, Советское правительство удовлетворило просьбу японских рыбопромышленников и разрешило сбор капусты в советских территориальных водах у о. Сигнального, проявив тем самым акт дружелюбия, не предусмотренный никакими международными правовыми положениями. Широко распространенное блюдо из водорослей называется в Японии "комбу".

Из водорослей получают агар - желирующее вещество, применяемое в медицине, бактериологии (для культивирования бактерий) и в кондитерской промышленности; альгинаты, закрепляющие окраску тканей и употребляемые при изготовлении мыла, бумаги и тканей для непромокаемых плащей, а также для добавления в глинистый раствор при бурении в поисках нефти. Морская капуста, богатая иодом, - лекарственное средство, из нее делают лечебные конфеты-драже и в сочетании с овощами - консервы. Зола от водорослей - прекрасное щелочное удобрение, сами водоросли употребляются для подкормки скота. Морские травы зостера и филлоспадикс с успехом применяются в качестве набивочного материала для сидений на транспорте.

Мировой сбор водорослей составляет примерно 600 тыс. т в год, но при замене ручного труда специальными плавучими комбайнами может быть увеличен во много раз.

Часто говорят - "дары океана". Это выражение далеко не отвечает подлинному его смыслу. Постройка и содержание флота, необходимого для получения этих даров, стоит дорого; еще дороже тяжелый, временами просто героический труд рыбаков, месяцами работающих на зыбкой палубе корабля в погоду и непогоду, ночью и днем, на всех широтах - от экватора до кромки полярных льдов, в удушающе влажном воздухе тропиков и в ледяных ветрах полярных морей. Еще труднее рыбакам слабо развитых стран, выходящим в море на лодках и даже на плотах. Их ежечасно подстерегает опасность погибнуть в неравной схватке с разбушевавшейся стихией. Недаром у рыбаков юго-восточной Азии сложилась поговорка: "Сегодня я ем рыбу, а завтра - она меня!"

Для увеличения мировой добычи морских продуктов питания нужно прежде всего сделать доступными современные методы лова для народов развивающихся стран. Им нужна не только экономическая, но и техническая помощь, какую, например, оказывает некоторым развивающимся странам Советский Союз.

Если на суше, скажем, вдвое уменьшилось поголовье лосей или оленей, совсем нетрудно сказать, перебили их охотники или они откочевали на другое место. "Поголовье" рыбы в море не поддается такому простому учету, хотя в ряде случаев можно быть уверенным, что причиной уменьшения запасов рыбы является перелов. Мы уже говорили о Баренцевом море. В 30-х годах трал поднимал в нем тонну придонной рыбы за 40 минут, сейчас для этого надо затратить 2,5 часа.

"Следами разрушенья отмечен человека путь, но власть его кончается на берегу..." - писал некогда Байрон. В XX в. человек переступил эту границу. "Перелов" угрожает подорвать рыбные запасы многих продуктивных районов океана.

За нарушение природного равновесия на суше "большой кровью" заплатил человек: вырублены леса, обмелели реки, смыта водой и унесена ветрами плодородная почва...

Человек меняет природу, но природа часто сурово учит человека. Уроками, полученными на суше, пора воспользоваться и в море. Пока еще можно отделаться "малой кровью" подорванных рыбных запасов и восстановить их путем разумной хозяйственной эксплуатации, но недалеко то время, когда это будет уже поздно.

Существует немало международных соглашений, регулирующих рыбный промысел, но, увы, большая их часть остается на бумаге. Практически сейчас развернулось международное соревнование по истреблению рыбы и морского зверя. Это "соревнование" надо немедленно прекратить, установив строгий контроль за выполнением правил морского рыболовства, и одновременно создать сеть выростных хозяйств, подобных тем, которые существуют в СССР на Дальнем Востоке, в морях Каспийском и Азовском, где из икры выращивают мальков и по достижении ими известного размера, гарантирующего им некоторую безопасность, выпускают из прудов в море. Однако выпускать мальков ценных видов рыб и вскоре вылавливать их вместе с мелкой низкосортной рыбой, как это порой бывает в Азовском море, - тоже не дело.

Словом, как ни велик, как ни богат Океан, для сохранения его пищевых ресурсов надо немедленно переходить от безудержного, бездумного "собирательства" к ведению организованного хозяйства.

Стратегия и тактика рыбака

Промысловые прогнозы. - Разведка звуком. - Трал, сеть, лов на свет, электролов. - Морозильный траулер и плот под парусом. - Гидролокатор и баклан

Еще сравнительно недавно рыбак, закидывающий сеть в открытом море, был подобен охотнику, стреляющему в тумане в неизвестно какую дичь. Сейчас положение понемногу меняется. Наука и техника постепенно разрабатывают и совершенствуют "стратегию" и "тактику" морского рыбного промысла.

В океане хорошо известны многие уловистые районы. Карты расположения этих районов обычно совпадают с местами скопления промысловых судов, хотя ими далеко не исчерпываются промысловые возможности океана. Известны и сезоны, в которые в этих местах образуются скопления рыбы, приходящей сюда на откорм или для икрометания. К ним-то и направляются целые флотилии рыбопромысловых судов. Такие районы, как Ньюфаундлендская банка в Атлантике, исландские воды, некоторые банки в Баренцевом море и Северном море бывают настолько "заселены" всевозможными рыбачьими судами, что образуют настоящие "плавучие города". Про Доггер-банку рыбаки, например, говорят, что если утром обронить в море часы, то к вечеру чей-нибудь трал обязательно поднимет их со дна, Повышение солености и содержания кислорода в глубинных слоях Балтийского моря, вызванное притоком воды из Северного моря и наблюдавшееся в первой половине 50-х годов, заметно повысило уловы прибалтийских рыбаков. Опреснение и обеднение кислородом, отмеченное во второй половине этого десятилетия, вызвало обратное явление. Многолетние наблюдения показали, что в Аденском заливе появляется в большом количестве королевская макрель, когда к поверхности поднимаются глубинные холодные воды; точно такая же связь установлена между подъемом глубинных вод и концентрацией креветок в Панамском заливе. На Малабарском побережье Индии каждый год, когда поворачивают муссонные ветры, к поверхности тоже поднимается глубинный слой воды; почти лишенный кислорода, он гонит рыбу к берегу, где ее ловят неводами; к сожалению, здесь это явление сопровождается массовой гибелью рыбы от удушения. В Атлантике вследствие общего потепления северных морей в проливе Девиса и у берегов Гренландии появилось стадо трески, которое отделилось от стада исландской трески; образовался новый район промысла. Чем дальше на восток в некоторые года проникают в Баренцево море теплые атлантические воды, тем больше ареал распространения трески. Накопление наблюдений такого рода открывает возможность рыбопромысловых прогнозов и рационального размещения рыболовного флота во времени и в пространстве.

Уловы трески и пикши на Ньюфаундлендской банке связаны с гидрометеорологическими условиями еще более сложной зависимостью. Если в период икрометания дуют сильные западные ветры, икру относит далеко в океан, где температура препятствует ее созреванию; гибнет икра; гибнут немногочисленные выклюнувшиеся из нее мальки, а через три года, когда рыба урожая неблагоприятного года должна достигнуть промысловых размеров, уловы на Ньюфаундлендской банке могут ухудшиться. Если было подряд несколько неурожайных лет, следует подумать над тем, не лучше ли послать суда на промысел в другой район океана - к Шетландским островам или к берегам Канады. Такова "стратегия" современного рыбного промысла. Впрочем, для приведенного примера надо сделать оговорку. Иногда случаются такие "высокоурожайные" годы, что поколения рыбы этих лет с избытком возмещают "недород" последующих лет. Так, например, только 8 многочисленных поколений атлантическо-скандинавской сельди за период с 1901 по 1960 г. дали более 65% ее улова за все это время.

Рыба в море подвижна. В поисках подходящих физико-химических условий или пищи она совершает короткие и дальние миграции, поднимается к поверхности или опускается на глубины. Поэтому, чтобы поднять полный трал, недостаточно прийти на заданное место, где предполагается рыба, надо еще ее найти. Очень часто пустой трал - совсем не доказательство отсутствия рыбы, а просто случайность. Ведь если бы мы опустили трал на поверхность суши с дирижабля, летящего в облаках, могло бы случиться то же самое: на сочном лугу в трале оказалось бы стадо коров, а рядом, в болоте, в него попала бы только зазевавшаяся цапля.

Установить количество и наличие пищи, которая может привлечь ту или иную рыбу, довольно сложно. Зато определить температуру, соответствующую требованиям данного вида рыбы, можно быстро и легко. К тому же от температуры во многом зависит и наличие пищи. Поэтому первая задача рыболовного судна, пришедшего на заданное место лова, - это измерить температуру воды на той глубине, на которой предполагается рыба. Если рыба придонная - у дна, если пелагическая, т. е. живущая в толще воды, - на соответствующем горизонте.

В Баренцевом море для трески, рыбы придонной, оптимальная температура 2-3º. При температуре ниже 1º трески уже не будет. Для пикши на Доггер-банке в Северном море наиболее благоприятная температура 6-8º, для сельди у банки Фладен в том же море - около 5º.

Температура часто показывает не только на какой глубине надо искать, но и чем лучше ловить рыбу. Сельдь, например, в мелководном Северном море днем держится неподалеку от дна, а к ночи в погоне за пищей поднимается к поверхности. Если погода стояла ветреная, вода в море перемешана, зоопланктон, а вместе с ним и кормящаяся сельдь поднимаются к самой поверхности, тогда ее ловят дрифтерными (плавными) сетями. Если погода штилевая, на некоторой глубине образуется слой температурного скачка и, следовательно, резкого изменения плотности воды. Преодолеть этот порог зоопланктон не может. Планктонные животные скапливаются под ним, как мухи под потолком. Тут же держится и сельдь. Слой скачка может находиться на небольшой глубине, тогда ловят сельдь опять же дрифтерными сетями; если он расположен глубоко, то для сетей рыба становится недосягаемой ив ход идет разноглубинный трал, которым пользуются в дневное и ночное время.

Итак, первый "тактический" прием в поисках рыбы - измерение температуры воды. Но только одна благоприятная температура не гарантирует еще хорошего улова. Рыба может оказаться где-нибудь по соседству. Тут на помещу рыбаку приходит электронная техника. Ультразвуковой эхолот прощупывает толщу воды, и если посланный им звуковой сигнал встречает на пути скопление рыбы, прибор вычерчивает его на рекордере. Чтобы разобраться в этой записи, нужен известный опыт. Особенно трудно различить рыбу, находящуюся у самого дна; полученная запись в таком случае часто сливается с его неровностями. Помехой служит также волнение, так как проникающие в воду с волной пузырьки воздуха рассеивают ультразвук и искажают его изображение. В бурном море хорошо искать рыбу эхолотом с подводной лодки, находящейся на глубине порядка 50 де, где волнение уже не ощущается.

Однако такая подводная лодка, используемая для разведки рыбы, пока в мире только одна - это наша "Северянка".

С помощью гидролокатора, прибора, в принципе аналогичного с эхолотом, но действующего в горизонтальном направлении, можно в поисках рыбы обшарить весь горизонт. Но дальность надежного действия гидролокатора при поиске рыбы не превышает 1,5-2 миль, а во время волнения или при соседстве других судов, оставляющих за кормой пенистую струю и волны, дальность и надежность показаний прибора резко снижаются. Несмотря на эти недостатки эхолот и гидролокатор стали неотъемлемой частью "вооружения" современных рыбопромысловых судов. Таким образом, сейчас рыбак забрасывает в воду свою сеть не совсем вслепую, у него появилась возможность "прицельного" лова, хотя по-прежнему он подобен охотнику, которому приходится рассчитывать на удачу.

Поиск рыбы с помощью гидролокатора. За кормой рыболовного судна виден трал

Итак, измерение температуры воды, поиск рыбы с помощью эхолота и гидролокатора - такова современная "тактика" рыбака. Разведка скоплений рыбы производится иногда с самолета. Косяки рыбы, перемещающиеся у поверхности, хорошо заметны с воздуха. Кроме того, специальный прибор, измеряющий тепловое излучение поверхности океана в спектре инфракрасных лучей, позволяет определить с самолета местонахождение фронтальных зон, где сходятся воды теплых и холодных течений и где почти всегда много рыбы. В будущем не исключена возможность применения вместо эхолота лазера в диапазоне зелено-голубых лучей, проникающих в толщу воды на глубину до 200 м; можно предполагать, что для луча лазера волнение не будет служить препятствием.

Основные орудия лова рыбы не претерпели в сущности никакого принципиального изменения с самых отдаленных времен. Это трал, коническая сеть, которую судно тащит за собой на буксире, или просто сеть, ставная, плавная или типа невода, наконец, крючок или много крючков, прикрепленных к лесе.

Прообраз трала еще в XII в. описал персидский географ Идризи. Это была тоже небольшая коническая сеть, которую пловец тащил за собой, привязав ее к ногам. Современный трал представляет собой огромный сетной мешок с двумя крыльями, которые захватывают и направляют в него встречную рыбу. При удаче трал приносит до 20 т рыбы за один подъем. Случалось, что в трале находилось до 100 тыс. штук сельди. Рыболовное судно буксирует трал по дну или на плаву в толще воды. Особые приборы все время показывают, правильно ли трал держится на заданной глубине. Однако сеть трала не успевает процеживать всю встречную воду и перед ним образуется волна, которая откидывает часть рыбы в сторону и позволяет ей избежать грозящей опасности. Сейчас тралом ловят рыбу до глубины 300-500 м.

Для рыбы, держащейся у поверхности моря, существуют плавные сети, их называют также дрифтерными. Такими сетями ловят, например, сельдь. Длина "дрифтерного порядка", составленного из отдельных сетей, достигает 2-3 км. Выпустив такую сеть, рыболовное судно останавливает двигатели и дрейфует вместе с ней по течению и ветру. Подъем сетей и вытряхивание из них рыбы сейчас механизированы.

Есть и еще одно морское орудие лова. Оно напоминает всем известный невод и называется сейнерным неводом. Забрасывают его не у берега, а в открытом море с двух сейнеров, а затем смыкают его концы и вычерпывают рыбу сеткой или насосом. Если у сейнерного невода стягивается его нижняя кромка, такой невод называют кошельковым. Когда концы у него сведены вместе и нижняя кромка стянута, он и в самом деле напоминает сетной ковш или большой кошель, раскрытый только в верхней своей части. Отсюда и его название.

Крупную рыбу - тунцов, марлина, меч-рыбу, акул ловят на большую удочку с крючком и наживкой, живой или искусственной, вроде пучка конского волоса. Небольшое тунцовое судно имеет до двух десятков таких удочек. Большие рыболовные суда ловят тунцов на крючковую снасть - длинный, более километра трос с крючками; впрочем, сейчас пробуют ловить тунцов и кошельковым неводом. Для пелагической рыбы такая крючковая снасть поддерживается на плаву поплавками, для донной рыбы, например, для трески, укладывается на дно.

Наряду со старыми способами лова входят в практику или испытываются новые. Лов на свет известен давно. Факелом или керосиновой лампой, установленной на носу рыбачьей лодки, пользовались для привлечения рыбы в ночное время с давних времен и во многих морях. Но сейчас источник света - электрическую лампу погружают в воду. Этот способ нашел широкое применение для лова кильки в Каспийском море и сардины у берегов Африки. Привлеченную светом рыбу выкачивают насосом вместе с водой.

Разрабатываются и кое-где уже применяются методы электролова. В частности, в СССР первые опыты производились под руководством И. И. Месяцева на Мурманском побережье в начале 30-х годов. Сейчас эксперименты и исследования ведутся по следующим направлениям: 1) испуг - это реакция рыбы, когда она оказывается на границе акватории, находящейся под током; электрический ток в таком случае играет роль препятствия, заставляющего рыбу повернуть в желаемую сторону, например, к стоящим у берега сетям; 2) электротаксис - привлечение рыбы к аноду, положительному электроду, погруженному в воду; чем вызывается влечение рыбы к аноду, находящемуся под током, пока неясно, но этот метод лова уже довольно широко используют на практике; 3) электронаркоз, когда под действием тока рыба на несколько минут лишается сознания и способности двигаться; в это время под нее подводят сеть; 4) электроглушение, т. е. полное усыпление рыбы.

В дальневосточных морях советские рыболовные суда применяют комбинированный метод лова сайры, из которой приготовляют хорошо всем известные бланшированные консервы (приготовленные на пару). Ночью по всему борту судна зажигаются яркие лампы синего света. Такой свет проникает глубоко в воду. На него со всех сторон собирается сайра. Синий свет гасят и зажигают прожектор красного света, образующий на воде красное пятно. Красный свет неглубоко проникает в воду, и рыба устремляется к красному пятну на поверхности. Тогда в воду опускают приемную трубу насоса, находящегося под электрическим током. Корпус судна служит катодом, насос - анодом. Электрическое поле притягивает рыбу, а насос выкачивает ее с водой на палубу судна. При благоприятных условиях добывают центнер рыбы в минуту. Такова новая техника лова мелкой стайной рыбы.

Представим себе трал, буксируемый рыболовным судном. Впереди него на ваерах (буксирных тросах) прикреплены электроды. Трал встречает рыбу в рассеянном состоянии, плывущую поперек движения трала. Электроды неудержимо влекут к себе рыбу и она концентрируется перед раструбом трала, потом теряет сознание и попадает в сеть. А вот еще более любопытный, пока экспериментальный, способ электролова. Из пневматической пушки, установленной на борту судна, вылетает вместо гарпуна снаряд, находящийся под томом. Упав в воду, он собирает вокруг себя рыбу. Снаряд-электрод подтягивают к борту судна, а вместе с ним и рыбу. Потом опускают в воду в самую гущу рыбы приемную металлическую трубу насоса. Подают на нее ток и одновременно выключают ток у снаряда. Рыба устремляется к трубе насоса, засасывается и выкачивается на палубу. Производились опыты стрельбы по китам гарпуном, находящимся под током; кит погибал за одну - две минуты. Очень полезно подвергать рыбу электронаркозу перед разгрузкой трала или кошелькового невода; она перестает биться и в более сохранном виде поступает в обработку.

Лов рыбы на свет в Каспийском море. Скопление кильки у подводных светильников

В опытах применялись источники электротока мощностью 50-100 кВт. Было установлено, что наиболее эффективен для электролова импульсный ток. Необходимое напряжение 10-15 в, число импульсов для мелкой рыбы несколько десятков, а для крупной, вроде тунцов, - около десяти импульсов в минуту. Регулируя напряжение и частоту импульсов, можно избежать вылова рыбы, не достигшей промысловых размеров.

Впереди еще много возможностей привлечения и вынужденной концентрации рыбы: электромагнитные поля, звук, ароматические приманки, устройство вблизи берегов искусственных рифов, привлекающих к себе рыбу, и т. д, Тунцы, например, собираются на запах экстракта из тунцового мяса, очень тонкое обоняние установлено у угрей. В опытах, производившихся в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Академии наук СССР, у рыбы в аквариуме был выработан отчетливый рефлекс на переменное электромагнитное поле. Не удалось только установить, чем воспринимает рыба электромагнитные колебания. Здесь кстати будет вспомнить, что ученым приходится исследовать людей, которые после длительного вращения с завязанными глазами безошибочно, как магнитная стрелка, указывали направление на северный полюс. Но и для этого явления разгадки пока нет.

Все это в сущности средства, если можно так выразиться, прямой коммуникации между человеком и рыбой. Поэтому главная цель исследований состоит в том, чтобы определить реакцию рыбы на эти раздражители. Возможно, рыба уже теперь постигла, что ультразвук эхолота предшествует спуску трала, и зондирование звуком ее распугивает. Эхолот придется тогда заменить лазером. В какой-то мере, вероятно, отпугивает рыбу и трал. Может быть, в дальнейшем удастся собирать промысловых рыб в косяки, подражая голосу самки или самца, или привлекать крупных хищных рыб, имитируя звуки, возникающие при движении стаи мелкой рыбешки.

Надо, однако, сказать, что наряду с кошельковыми неводами, приносящими иной раз до 200 т рыбы за один облов, наряду с мощными траулерами, не боящимися непогоды и оборудованными емкими холодильными установками, сотни тысяч, если не миллионы рыбаков юго-восточной Азии, Африки и Южной Америки, ловят рыбу самыми примитивными способами, отправляясь в море на жалких лодках и даже на плотах. Больше 200 тыс. цейлонских рыбаков ловят рыбу с бревенчатых плотов. Их двигатель - парус и весло, а примитивная сеть - орудие лова. Полтонны рыбы - такова годовая добыча подобного плотика с экипажем из трех человек. Это в двадцать - тридцать раз меньше средней добычи, приносимой тралом за один облов. В восточно-азиатских водах все еще существует лов рыбы с помощью дрессированных бакланов и на обычную удочку. В Индонезии местами в качестве сети употребляют прочную паутину, которую плетут не-которые виды тропических пауков. На приманку или с помощью разного рода ловушек ловят кальмаров, ставят ловушки для ракообразных. Некоторых крупных рыб, в частности, акул приманивают к берегу особой трещоткой из позвонков или раковин. Нищета не позволяет множеству рыбаков в капиталистических странах даже в складчину приобрести моторное судно, а если это и удается в кредит, то после уплаты взносов в счет долга годовой улов, остающийся рыбаку, немногим превышает улов с бревенчатого плота.

Гидролокатор и баклан, траулер грузоподъемностью 1000 т и плот из четырех бревен - таковы крайности капиталистического рыбного промысла. Но несмотря на дистанцию в технике лова, измеряемую тысячелетиями, у рыбаков всего мира есть нечто общее. Всем нужны опыт и сноровка и всем нужна удача, ибо до сих пор в конечном итоге рыбаки - только азартные охотники, азартные игроки.

Жидкая руда

Пионер морской химической промышленности - соль. - Магний, калий, бром. - Опресненная морская вода. - Подводно-рудная промышленность

В жидкой руде Мирового океана содержатся миллиарды тонн магния, калия, брома, кальция, миллионы тонн золота, серебра, урана, тория и других редких элементов. Большую часть элементов, содержащихся в морской воде, извлекают пока только растительные и животные организмы. Точность и тонкость их химической работы оставляет позади самые хорошо оборудованные химические лаборатории.

Для промышленной эксплуатации человеку доступны пока лишь немногие растворенные в морской воде вещества. Это прежде всего поваренная соль.

Употребление человеком соли как пищевого продукта восходит к доисторическим временам. С течением времени соль приобрела даже обрядовое значение. По словам римского писателя Плиния, никакое жертвоприношение в древнем Риме не обходилось без соли. В Египте и других африканских странах соль служила амулетом, предохраняющим от бедствий и особенно от "сглаза". В Сенегамбии верили, что для того, чтобы отвести беду, достаточно произнести сакраментальную фразу: "Мы едим соль". В России "хлеб с солью" стал символом гостеприимства. От слова "соль" произошло старинное русское выражение "хлебосольный хозяин".

Не везде были готовые запасы соли. Человеку пришлось научиться выпаривать соль. Древние египтяне, пользуясь жарким солнцем, выпаривали соль в морских лагунах. В Китае добыча соли из морской воды насчитывает более двух тысяч лет; до сих пор на берегу моря в провинции Цзянсу тысячи ветряных мельниц перекачивают морскую воду и перемалывают соль. Добыча соли из морской воды в искусственных испарительных бассейнах издавна существовала около Кадикса в Испании, подле Опорто в Португалии, в Неаполе (Италия), на островах Сардиния и Сицилия. В Европе выпаривали соль из соляных источников. Из-за владения ими между древними германцами разгорались войны. Там, где солнце грело слабее - на севере Руси и в Шотландии - соль выпаривали с помощью дров и огня. В древней Руси широко было развито солеварение. Об этом говорят названия городов и селений - Солигалич, Соликамск. Известно, что уже в XI в. на Белом море выпаривали соль-морянку.

Соль в древние времена была дорогим продуктом. На Руси из-за повышения налога на соль вспыхивали "соляные бунты". Филологи полагают, что ставшее международным слово "солдат", английское слово "salary" и французское слово "salaire" (заработная плата) произошли от латинского слова "sal" (соль), так как римляне нередко расплачивались со своими наемниками солью. Деньги, выдававшиеся римским солдатам на соль, называли "salarium".

Одна из древнейших дорог Италии носит название Виа Салярия (дорога соли); некогда она была путем, по которому везли соль. Даже в наше время в Сахаре соль является обменным продуктом, часто заменяющим собой деньги. Значение соли для организма по опыту известно живущим в жарком климате, где человек теряет много соли из-за обильного выделения пота. Чтобы возместить потерю соли, приходится принимать с пищей некоторое дополнительное ее количество. Это предохраняет от солнечного удара и от сердечной слабости. В горячих цехах на американских заводах рабочим выдают специальные соляные таблетки. На советских заводах соль добавляют к газированным напиткам. Из-за недостатка соли у человека возникают скелетные судороги. Полностью лишить человека соли - это значит обречь его на медленную смерть.

В настоящее время соль применяется не только в пищевой, но и в других отраслях промышленности, особенно в химической. С ее помощью получают кислоты, основания и другие соли, служащие в свою очередь для выработки разнообразных минеральных и органических веществ. Соль применяется в холодильном деле. Смесь соли и толченого льда понижает температуру до -20º. Соль нужна для очистки жиров и масел, она применяется в мыловарении и даже в сельском хозяйстве. Распыление 8-10 ц соли на гектаре земли, засеянной сахарной свеклой, увеличивает на такое же количество содержание в свекле сахара.

Мировое потребление поваренной соли превышает 22 млн. т в год. Каждый человек в среднем потребляет за год около 8 кг соли. Одна треть добываемой соли выпаривается из морской воды.

В Советском Союзе очень важно организовать добычу соли из морской воды на Дальнем Востоке, так как доставка туда одной тонны соли из Одессы обходится в 20 рублей. Расчеты научно-исследовательского института галлургии (Ленинград) показывают, что при комплексной переработке морской воды на каждые 10 тыс. т поваренной соли можно получить 1730 т сырого гипса, 370 т калийных солей, 200 т магнезии-нювеля (теплоизоляционный материал) и 26 т брома. Таким образом, затраты на добычу поваренной соли из морской воды с лихвой окупятся сопутствующей продукцией.

В одном кубическом километре морской воды содержится 1,3 млн. т магния. Это количество могло бы удовлетворить промышленность всех стран в течение нескольких лет. Но магния из морской воды добывается ежегодно всего 300 тыс. т. Магний очень важный элемент в металлургической промышленности. Добавление его к алюминию, стали, чугуну уменьшает вес изделий на 30 и более процентов.

Калийных солей в 1 км3 морской воды - 700 тыс. т. Соли калия употребляются в сельском хозяйстве в качестве удобрений, в пиротехнике, в фотографии, в фармацевтической, стекольной, мыловаренной промышленности, при изготовлении красок, пороха, кож, для побелки, очистки и протравливания тканей. Начало добыче калия из морской воды было положено во время первой мировой войны, когда стасфуртские месторождения калийных солей оказались недоступными для противников Германии. Извлечение калия из морской воды растет с каждым годом, однако опубликованных количественных данных нет.

В одном кубическом километре морской воды содержится всего 65 тыс. т брома. До первой мировой войны спрос на него был ничтожен. Но когда Германия стала применять удушливые газы, в ряде стран были построены заводы для извлечения брома из морской воды. Добыча брома резко возросла. После войны она на короткое время упала, потом, начиная с 1920 г., стала непрерывно расти, так как бром начали широко применять в автотранспорте. Двубромистый этилен оказался лучшим растворителем тетраэтилового свинца, добавление которого в бензин увеличивает предел сжатия в цилиндрах мотора без опасности самовозгорания смеси, что равносильно увеличению мощности двигателя. Сейчас годовая добыча брома из морской воды перевалила за 100 тыс. т.

Опыты получения из морской воды редких элементов - золота, урана и других пока не выходят за пределы лабораторных экспериментов. Э. Бауэр из Тюрингенското университета выделил из крови осьминога "красный цианин", аккумулирующий ионы меди; он нашел и еще более устойчивое вещество, с помощью которого получил из морской воды медь и уран. Ф. Хаберу в 30-х годах удалось извлечь из морской воды золото, но стоимость работы оказалась выше стоимости самого золота. Во время плавания одного из советских исследовательских судов с помощью ионитов (вид полимера) удалось также выделить несколько крупинок золота. Американский ученый Ф. Себбе получил патент на метод извлечения из морской воды металлов. Не исключено, что с течением времени удастся извлекать редкие элементы из морской воды с помощью ионообменных смол, а может быть, путем выращивания в садках морских организмов, способных концентрировать в себе те или иные элементы. Кремация этой "живой руды" будет равносильна обогатительным процессам в горнорудной промышленности.

Говоря о развитии химической промышленности на базе морской воды, надо было в сущности прежде всего упомянуть о получении из нее обыкновенной пресной воды. Воды не хватает во многих районах земного шара. Можно полагать, что с течением времени, когда будут найдены дешевые методы опреснения морской воды, ею будут пользоваться не только прибрежные, но и удаленные от моря местности, страдающие от недостатка наземной и подземной воды. Опресненная морская вода потечет по трубам, как сейчас течет нефть или газ.

А пока опреснение воды обходится еще дорого. Решением этой задачи заняты многие страны. В США с 1952г. на разработку методов опреснения соленой воды было ассигновано более 12 млн. долларов. В СССР этой проблемой занят институт ВОДГЕО.

В настоящее время в различных странах эксплуатируются около 100 опреснительных установок. В 1962 г. их общая производительность достигла 80 тыс. м? в сутки. На Тихом океане работают три установки в Калифорнии и одна в Эквадоре; на островах Карибского моря и берегах Мексиканского залива - шесть установок; в Атлантическом океане - по одной на Багамских и Бермудских островах и одна в порту Этьен на западном берегу Африки; на средиземноморской воде работает установка в Гибралтаре; в Персидском заливе действуют четыре установки.

Самые мощные опреснители на о. Аруба - 12 500 м3/сутки, успешно и давно работают и на о. Кюрасао - 5 тыс. (в Карибском море) и в Кувейте 9100, 9 тыс. и 5 тыс. (в Персидском заливе). В СССР опреснители снабжают Красноводск и нефтепромыслы на полуострове Мангышлак. Для Мангышлака проектируется опреснитель, работающий па энергии атомного реактора.

Большинство действующих опреснительных установок работают на принципе дистилляции - испарения. Перспективным считается также метод замораживания искусственным холодом. При замораживании рассол скапливается между кристаллами льда, а при последующем медленном оттаивании стекает раньше, чем растает лед. Кроме того, разрабатываются химические методы, основанные на электродиализе, обратном осмосе и другие.

Сущность метода обратного осмоса состоит в том, что морская вода под некоторым давлением, зависящим от ее солености, просачивается через полунепроницаемые стенки, но так, что соли отделяются, а через стенку проходит только пресная вода. Оригинальное применение этого метода предложил арабский физик Гассан эль Сайд Мохаммед. Для получения нужного давления он рекомендует воспользоваться гидростатическим давлением толщи морской воды. При солености 35‰ необходимое давление, равное 19 кг/см2, достигается на глубине 190 м. На эту глубину опускается сосуд с полунепроницаемыми стенками, который под давлением извне будет заполняться пресной водой. Остается только выкачать ее на поверхность. По подсчетам автора проекта, для откачки с такой глубины 3,8 м3 пресной воды нужна затрата электроэнергии всего в количестве 13 кВт-ч. Принцип очень интересный, но техническое осуществление его потребует, вероятно, еще немало труда. Каковы бы ни были методы, разрабатываемые учеными и инженерами многих стран, задача получения опресненной воды, которая была бы не дороже средней стоимости водопроводной воды, до сих пор не разрешена.

В связи с ростом населения земного шара все острее становится проблема производства продуктов питания. К 2000 г. на Земле будет жить более 6 млрд., человек. Для удовлетворения их нужд потребуется в три раза больше пищи, чем производится сейчас, и, по крайней мере, в 5 раз больше пресной воды, чем используется человечеством в настоящее время. Пресная вода, как и население, распределена на суше неравномерно. От жажды, как уже говорилось, страдают не только засушливые пустыни, но и крупные города и промышленные центры. К 2000 г. эту жажду без опреснения морской воды невозможно будет утолить. Итак, в жидкой руде океана таятся неистощимые богатства. Нужна только лампа Аладдина для того, чтобы открыть к ним доступ. Зажечь ее предстоит, очевидно, химикам-океанологам.

Но не только жидкой рудой богат океан. В пляжевых россыпях, заливаемых морской волной, добывают титан, цирконий, торий, ванадий, янтарь. В Токийском заливе за год перерабатывается 7 млн. т железосодержащих песков; такие же пески найдены в СССР на берегу Черного моря, а содержащие ванадий - на Курильских островах. Со дна материковой отмели на юго-западном берегу Африки с помощью насосов вместе с грунтом извлекают крупные алмазы. У Ньюфаундленда ведется добыча железной и медной руды; в Индонезии драгой со дна вместе с песком извлекают олово; у берегов Калифорнии найдены фосфориты, хотя и не очень высокого качества. В Мексиканском заливе, в районе штата Луизиана, на железных свайных островах со дна моря добывают серу; в 1962 г. под одним из таких островов сера загорелась, запылал пожар, расплавивший весь металлический каркас острова. С таких же искусственных островов из шахт под дном моря у берегов Японии добывают каменный уголь. Каменный уголь и олово под дном моря добываются у берегов Англии, уголь - у берегов Шпицбергена. Угольные пласты под дном моря найдены у Ванкувера (США), у берегов Чили и в районе австралийского порта Сиднея. Нефть добывается со дна моря в Мексиканском заливе, у берегов Аляски, в Персидском заливе и у нас в Каспийском море. Под дном Северного моря обнаружены большие запасы природного газа, и есть основание думать, что будет найдена нефть.

Все это лишь незначительная доля ископаемых богатств, которые содержит в себе материковая отмель, скрытая от человеческих глаз слоем воды толщиной до 200 м. Если же заглянуть в океан поглубже, на 4-6 тыс. м от поверхности, то там уже найдены богатейшие россыпи железо-марганцевых конкреций, содержащих добавки из редких ценных металлов. Кроме того, в донных отложениях промышленный интерес могут иметь фосфоритные конкреции (P, Zr), красная глубоководная глина (Cu, Al, Co, Ni), а может быть, и магнитные космические шарики (Ni, Fe). И хотя разработка глубоководных руд - дело не столь еще близкого будущего, однако и сейчас предлагаются проекты сравнительно дешевых способов подъема их со дна.

Недаром в последнее время столько внимания уделяется созданию различных подводных плавучих средств и даже подводных жилищ, которые дали бы возможность человеку вести геологические и другие исследования под водой в условиях, приближающихся к привычным наземным условиям. Нет никакого сомнения в том, что затраченные усилия и средства не будут напрасными, и человек, наряду с горнорудной промышленностью на суше, на равных правах создаст подводно-рудную промышленность на материковой отмели, а позднее - ив абиссальных глубинах океана.

Энергия морей

Приливные электростанции. - Гидротермическая энергия. - Энергия "тяжелой воды"

Океан - гигантский аккумулятор и преобразователь лучистой энергии Солнца, кинетической энергии ветра, механической энергии вращения Земли и космической энергии притяжения Луны. Все эти виды энергии преобразуются в океане в тепловую энергию и энергию горизонтального и вертикального движения водных масс.

Тепловая энергия моря прямо или косвенно (через испарение) используется атмосферой, кинетическая энергия волн, течений и приливов расходуется на трение, возникающее при перемешивании воды и соприкосновении водных масс с берегами и дном.

Многочисленные проекты использования энергии волн и течений пока не имеют промышленного значения, поэтому инженерная мысль сосредоточена сейчас на эксплуатации приливных колебаний уровня моря и разницы в температуре воды верхних и глубинных слоев океана.

Приливные колебания уровня человек научился использовать давно. В старинных хрониках первые упоминания о приливных мельницах относятся к XI в. На Британских островах в устье р. Дебек и в настоящее время работает такая мельница; о ней говорится в записях Лудбриджского прихода, относящихся к 1170 г. В средние века приливные мельницы и лесопилки работали во многих местах атлантического побережья Западной Европы. Некоторые из них дожили и до середины XX столетия. В. России приливные мельницы мололи зерно на побережье Белого моря. О двух таких мельницах упоминается в оброчной грамоте 1553 г. и в жалованной грамоте того же времени, выданной опричным приказом жителю села Золотицы Григорию Никитичу; во второй грамоте указано место, где они были поставлены, именно в устьях рек Золотицы и Пушлахты. В XVII в. приливная мельница и лесопилка работали на Соловецких островах. В 1760-1764 гг. в Англии был даже объявлен конкурс на лучший проект приливной мельницы. Из девяти представленных моделей пять были премированы.

Энергия морских приливов, в отличие от многих других видов энергии на Земле, не иссякает, так как поддерживается космическими силами притяжения Луны и Солнца и не зависит от перемен в климате и погоде как зависит от них энергия рек. Однажды построенная, приливная станция будет бесперебойно работать тысячи лет, если не случится геологической катастрофы, которая резко изменит уровень моря, или катастрофы космической, в результате которой нарушится взаимодействие сил тяготения в нашей солнечной системе.

Принцип работы приливной электростанции прост. Бухта, отделенная от моря плотиной, образует водохранилище. Во время прилива вода наполняет его и одновременно вращает турбины электростанции; во время отлива вода стекает обратно в море и снова вращает турбины. Турбины устанавливаются в горизонтальных шахтах и устроены так, что могут работать независимо от направления движения воды. Кроме того, лопатки у них могут менять угол наклона к струе воды, что позволяет поддерживать одинаковые обороты при переменном напоре, который меняется вместе с изменением разницы в уровнях воды в море и водохранилище.

У приливных электростанций есть, однако, неудобства, связанные с неравномерным распределением приливной энергии во времени. Величина прилива меняется в течение месяца вместе с фазами Луны и в продолжении суток вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Около времени полного прилива и полного отлива станции перестают работать, так как уровни в море и водохранилище выравниваются. Однако различные технические усовершенствования позволяют сократить до минимума простой турбин в течение суток, а комбинированная работа вместе с речной или тепловой электростанцией может выровнять выработку электроэнергии как в течение суточного, так и месячного цикла.

Из числа европейских стран Франция первая вплотную занялась разработкой проектов приливных электростанций. В 1960 г. во Франции в устье р. Ране заработала первая очередь опытной приливной станции мощностью 9 тыс. кВт. Небольшие приливные электростанции работают в Китае. По времени их пуска Китай даже опередил Францию. В СССР строится опытная приливная электростанция в Кисловской губе на Мурманском побережье и разрабатываются проекты приливных станций в Лумбовской губе и в Мезенском заливе. Подходящие условия для работы приливных электростанций имеются и на нашем тихоокеанском побережье, где величина приливов местами, например, в заливе Шелихова, достигает 10-13 м.

Гидроэнергия рек на земном шаре оценивается в 3750 млн. кВт, энергия приливов - 1000 млн. кВт. Если только третью часть приливной энергии морей удастся освоить, это будет немаловажный вклад в энергетические ресурсы человечества. В прилагаемой таблице перечислены проекты крупнейших приливных электростанций мира.

Таблица 3

Другой доступный вид энергии, который может дать море, - термическая энергия. В тропических областях океана температура воды на поверхности 26-28º, а на глубине 400-500 м - около 8-10º, что составляет разницу порядка 20º. Обычно паровые двигатели работают при разнице температур 100 и более градусов. Оказывается, можно их заставить работать и при разнице в 20º. Для этого надо, чтобы вода находилась в котле, где атмосферное давление понижено до 0,01 атмосферы. При таком низком давлении вода закипает и образует пар при температуре 28º. Пар вращает турбину, тоже находящуюся в вакууме. Глубинная вода, подаваемая по турбинам, служит для охлаждения. Газы, содержащиеся в морской воде, предварительно удаляются, чтобы при выделении они не увеличивали атмосферное давление в котле и турбине. Такая гидротермическая электростанция с двумя генераторами по 7 тыс. кВт строится французскими инженерами в Абиджане (Берег Слоновой Кости). Когда все технические трудности будут преодолены и станция начнет работать, откроется новый практически неистощимый источник энергии.

Все виды энергии, которыми пользуется сейчас человечество, бледнеют перед гигантской силой, которую можно извлечь из так называемой тяжелой воды. В такой воде атом кислорода соединен с двумя атомами тяжелого изотопа водорода - дейтерия. Один килограмм тяжелой воды может дать атомную энергию, равную энергии 400 т каменного угля; 5 кг тяжелой воды заменяют 1 кг урана. В случае же овладения человеком термоядерными процессами при соединении дейтерия, извлеченного из тяжелой воды, с литием, 1 кг этого нового вещества, получившего название дейтерида лития, даст энергию, равную 300 тыс. т угля. При превращении 1 г чистого дейтерия в более устойчивые ядра гелия выделится энергии в 10 млн. раз больше, чем при сгорании 1 г угля. Это значит, что в кубе обыкновенной воды со сторонами в 230 м (по подсчетам академика Н. Н. Семенова) заключена энергия, эквивалентная ежегодной мировой добыче угля.

В природных условиях одна часть тяжелой воды приходится в среднем на 5000 частей обыкновенной воды. Таким образом, в океане содержится 274 млрд. т тяжелой воды. Сейчас, употребляя на топливо, мы пускаем "на ветер" огромные количества нефти, каменного угля. Между тем нефть и уголь представляют собой незаменимое сырье для изготовления самых разнообразных синтетических материалов (пластмасс, тканей, каучука и др.), одно перечисление которых заняло бы много страниц. Не следует ли подумать о скорейшей разработке дешевых методов извлечения из морской воды составной ее части - тяжелой воды для получения энергии в самых широких масштабах? Тогда неисчерпаемые энергетические ресурсы океана могут быть использованы для опреснения морской воды, орошения засушливых областей суши и для поднятия глубинных вод, богатых питательными солями, с целью повышения продуктивности прибрежных районов океана.

Мореходы и океанология

Торговый флот. - Морской грузооборот. - Оптимальный маршрут. - Океанология на службе морского транспорта

"Прекрасно море... с его помощью дружными становятся острова... если земли далеко отстоят друг от друга, оно соединяет их... Море создает богатство, перенося то, что у кого есть лишнее и принося то, чего кто не имеет", - так писал на рубеже IX и X вв. н. э. просвещенный болгарский экзарх Иоанн.

Не всегда, к сожалению, с помощью моря дружными становились острова, но зато море неизменно служило просторной дорогой сперва для коротких, а потом и для дальних торговых связей между народами, жившими на его берегах. За две тысячи лет до н. э., задолго до Троянской войны, на берегах Красного и Аравийского морей уже загорались примитивные маяки. Их зажигали огнепоклонники жрецы. Знаменитый александрийский маяк "Фарос" освещал путь судам, приходившим в Египет со всех концов Средиземного моря. Время шло, гребной флот постепенно сменился парусным. В XV в. мореходы вышли на просторы океана. В XIX в. появились первые тихоходные и неуклюжие пароходы. В XX в. наряду с паровыми машинами стали применять двигатели внутреннего сгорания. Сейчас они установлены почти на половине всех плавающих судов. Постепенно происходила специализация морских транспортных судов, одновременно увеличивались их тоннаж и скорость. По океанам и морям пролегли главные торговые пути мира.

Грузооборот морского транспорта растет с каждым годом. В 1950 г. было перевезено 530 млн. т разных грузов, в 1963 г. - 1330 млн. т. Первое место среди грузов занимает нефть; с 1950 г. количество перевозимой нефти выросло в три раза и достигло в 1963 г. 710 млн. т. Руды в 1963 г. было перевезено 102 млн. т - в пять раз больше, чем в 1950 г.; угля - 64 млн. т - в три раза больше; но вот количество перевезенного зерна - 59 млн. т - почти не изменилось, словно нет нуждающихся в хлебе ни в Юго-Восточной Азии, ни в Африке. В 1965 г. общий объем морских перевозок достиг 2 млрд. т.

В 1963 г. тоннаж мирового флота, если считать только суда свыше 1000 брутто регистровых тонн, составлял 198 млн. т, из них тоннаж сухогрузных судов равнялся 88 млн. т, тоннаж танкеров для перевозки нефти - 44 млн. т, судов с навалочным грузом - 24 млн. т. Остальное приходилось на долю пассажирских и рефрижераторных судов.

Торговый флот СССР в 1958 г. занимал по тоннажу 11-е место, в 1964 г. передвинулся на 6-е место. За десятилетие, с 1954 по 1964 г., он увеличился в 2,5 раза. Сейчас его тоннаж превысил 10 млн. т, а к 1970 г. возрастет еще в полтора раза.

У океанских дорог есть большое преимущество - их не надо строить и не надо ремонтировать. Но все же это не шоссейные дороги. В эпоху парусного флота движение по ним полностью зависело от ветра. Не следует, однако, думать, что в наше время огромных судов с мощными двигателями и грузоподъемностью в десятки тысяч тонн моряки совершенно освободились от влияния ветров, волн и течений.

В очерке "Море волнуется" упоминалось о том, как наше большое грузовое судно, попав в ураган у беретов Южной Америки, в течение нескольких дней не в состоянии было выгрести против волн и ветра. Потеряно было несколько дней. Содержание современного судна обходится очень дорого. Поэтому каждый лишний день, проведенный в пути, приносит большой ущерб. Наука о море, океанология и морская метеорология, дает возможность во многих случаях избежать этого ущерба. Рассмотрим это на примере больших морозильных траулеров, совершающих постоянные рейсы между Мурманском и районом большой Ньюфаундлендской банки.

Грузовые потоки океанского транспорта (по С. Вышнепольскому)

Летом минимальное время плавания по этому пути в западном направлении 210 часов, максимальное - 304 часа, а зимой соответственно - 222 и 384 часа. Обратный путь домой летом занимает от 243 до 284 часов, а зимой - от 210 до 304 часов. Разница, как мы видим, колеблется от 2 до 7 суток в один только конец. За это время можно разгрузиться в порту или наловить несколько сот тонн рыбы. Поэтому сейчас в помощь капитанам океанологи разрабатывают наиболее выгодные, так сказать, стратегические маршруты для следования судов по основным океанским магистралям. В них учитываются ветры, течения, возможные встречи с туманами, плавучими льдами и айсбергами. Эти наивыгоднейшие, оптимальные маршруты между двумя пунктами не только для каждого сезона, но и для каждого месяца могут быть разными. Например, для плавания к Ньюфаундленду в сентябре-октябре рекомендован путь через Датский пролив, а с апреля по август - в обход Исландии и т. д. Наиболее выгодный маршрут очень часто не совпадает с наиболее коротким маршрутом и тем не менее дает экономию во времени и в расходе топлива.

Для учета неожиданных изменений погоды суда принимают радиосводки и прогнозы погоды. На основании полученных метеосводок опытный капитан всегда сумеет внести в свой "стратегический" маршрут "тактические" поправки, чтобы избежать встречи с ураганом, обойти районы сильного встречного волнения, тумана или скопления плавучих льдов. Сейчас на помощь капитанам советских судов приходит гидрометеорологический центр электронно-вычислительных машин (ЭВМ) в Москве. Все советские суда, плавающие в Атлантическом океане, дважды в сутки сообщают в Москву свои географические координаты, высоту волны, скорость и направление ветра и т. д. В гидрометеорологическом центре, куда поступают сводки погоды от многих тысяч своих и зарубежных станций, по совокупности этих данных вычисляется вероятное волнение на пути судна и в соответствии с ним судну сообщается по радио наиболее выгодный курс. Сейчас на счету московского "электронного штурмана" уже тысячи часов выигранного времени и десятки тысяч тонн сбереженного топлива.

Глубины на подходах к морским портам давно измерены и нанесены на карту. Сейчас океанологи понемногу составляют карты дна удаленных от берегов и глубоководных областей океана. Опасности посадки на мель здесь нет, и все же эти карты полезны мореходам.

Надводные суда, чтобы не сбиться с дороги, обеспечены множеством "путевых указателей" - от простой вехи, буя, маяка до сигналов времени, передаваемых по радио, радионавигационных систем и даже "маяков на небосводе" в виде искусственных спутников. Но при большой облачности или в тумане, да если к тому же по каким-либо атмосферным или иным причинам прекратится радиосвязь, судно становится слепым. Зная же профиль дна, оно может идти наощупь, измеряя глубины эхолотом, подобно тому как слепой палкой нащупывает свой путь. Приведем небольшой пример. В районе банки Джорджес дно океана прорезают несколько крутых подводных каньонов. Суда, идущие из Европы в Нью-Йорк, особенно если их застиг туман, включают в этих местах эхолот и по вычерченному им профилю пересекаемых каньонов совершенно точно определяют свое место. Никакой туман им не может помешать.

Профиль дна и характер грунта важно знать и рыболовным судам. На ровном дне донный трал идет без задевов, на неровном, скалистом дне его легко оборвать и потерять.

Все суда сейчас пользуются эхолотом, а многие к тому же и гидролокатором. Значит, капитану судна обязательно надо знать скорость распространения звука в различные сезоны и в различных частях океана для внесения поправок в показания этих приборов.

Карты морских течений, преобладающих ветров, карты вероятного волнения в различных частях Мирового океана и скоростей распространения звука в морской воде, не говоря уже о картах глубин, стали необходимой принадлежностью штурманской рубки каждого морского судна.

Так океанология обслуживает моряков.

Океан в опасности

Необычайное происшествие. - Доза облучения. - Мальки-уродики. - Радиоактивные отходы. - Не ешь больше 75 г. - Миграция радиоизотопов. - Возраст глубинных вод. - Нефть и промышленные стоки. - Угрозу надо отвести

Небольшое подводное землетрясение в юго-западной части Тихого океана было отмечено всеми сейсмическими станциями, расположенными на его берегах. В районе эпицентра землетрясения погибло одно рыбачье судно и на северный берег Новой Зеландии обрушилась небольшая волна цунами, не причинившая однако серьезного ущерба. Словом, ничего катастрофического не случилось. Газеты уделили землетрясению всего по нескольку строк, и для широкой публики это событие прошло незамеченным.

Однако через две-три недели обнаружились явления, которые, казалось, ничего общего с землетрясением не имели. В области Южного Экваториального течения, где сотни японских и австралийских судов ловили громадных тунцов, широкая полоса моря внезапно подернулась кашей разлагающегося планктона и несметным количеством мертвой рыбы. По сообщениям рыболовецких судов и одного австралийского научно-исследовательского судна, работавшего в этом районе, около половины всплывшей рыбы принадлежало к совершенно незнакомым им глубоководным видам. Под действием тропического солнца разложение живого вещества происходило очень быстро. Воздух наполнился удушливым запахом гниющих трупов, вода была насыщена сероводородом.

Рыболовецкие суда поспешили покинуть зараженную область моря; научно-исследовательское судно в течение нескольких дней производило наблюдения, потом, повернув к северу, вышло в струю Экваториального противотечения и благополучно вернулось в Сидней. Возвратились в австралийские порты и рыболовецкие суда. Анализ проб воды, привезенных научно-исследовательским судном, неожиданно показал очень высокую радиоактивность, которая приближалась к пределу, гибельному для человека.

В область моря, где произошла катастрофа, немедленно было отправлено специальное исследовательское судно, оборудованное противорадиоактивной защитой и снабженное защитными скафандрами для экипажа и научных работников. Попутно судну было поручено произвести очередную проверку состояния контейнеров с радиоактивными отходами ядерной промышленности, которые многие тихоокеанские страны спускали на дно глубоководной впадины Тонга. Эта впадина была рекомендована для захоронения радиоактивных отходов одним известным немецким океанографом.

Между тем Южное Экваториальное течение неумолимо несло зараженную воду на восток к берегам Австралии. Судно еще не возвратилось, когда над юго-западной частью Тихого океана пронесся тайфун. Неистовые волны обрушились на берега Новой Зеландии и восточные берега Австралии. Ветер, дувший со скоростью 80 м/сек, относил соленые брызги радиоактивной воды на несколько десятков километров от берега. Схлынувшие волны оставили на берегу миллионы полуразложившихся зараженных рыб. Радиоактивность почвы резко поднялась. Возникла серьезная опасность массового заболевания лучевой болезнью. Началась спешная эвакуация населения. Пришлось уничтожить сотни тысяч голов крупного и мелкого рогатого скота, зараженного радиоактивными веществами, содержавшимися в траве и воде.

Спустя некоторое время вернулось научно-исследовательское судно. Причина, повлекшая за собой катастрофу, была установлена. Землетрясение вызвало подводную лавину - мутьевой поток, который устремился по склонам впадины Тонга. Он разбил лежавшие на дне контейнеры с отходами ядерной промышленности и освободил огромное количество радиоактивных веществ. Землетрясение и мутьевой поток вызвали мощное вертикальное движение воды, которое в короткое время перемешало десятикилометровую толщу океана и вынесло к его поверхности губительные радиоактивные вещества...

Читатель, наверное, догадался, что описанный эпизод - всего лишь плод фантазии автора, но он далеко не лишен реальности. Развитие атомной промышленности заставило ученых серьезно задуматься над вопросом, куда девать опасные радиоактивные отходы, остающиеся при работе ядерных реакторов, а количество их растет с каждым годом. В период 1965/67 гг. оно достигло 80-100 т в год, из них примерно десятая часть поступает в океан от ядерных реакторов плавающих судов. К концу XX в. предполагается увеличение радиоактивных отходов до 1000 т в год. Их суммарная активность превысит природную активность океана больше чем в полтора раза.

В нормальных условиях доза естественного облучения человека складывается из элементов космического облучения, которое на уровне моря составляет 35 мрад (миллирад) в год и из элементов земного облучения: 90 мрад для живущих на граните, 23 мрад для живущих на осадочных породах и всего 0,5 мрад в год для находящихся в море. (Один рад (Д) представляет собой дозу поглощения ионизирующих облучений, равную 100 эргам на один грамм облученного вещества.) Для сравнения укажем, что недельная норма для человека, работающего в условиях ионизирующих излучений, 10-15 мрад.

На основании приведенных величин природной радиации многие иностранные ученые утверждают, что радиоактивный фон моря может быть без вреда увеличен во много раз и совершенно нет нужды беспокоиться по поводу загрязнения океана радиоактивными отходами.

Исходя из таких соображений, в США с водой р. Колумбия ежегодно спускаются в Тихий океан жидкие отходы активностью в 92 тыс. кюри, в Мексиканский залив с водой рек Миссисипи и Рио-Гранде - 66 тыс. кюри, а через пять рек, впадающих в Атлантический океан, более 5000 кюри (кюри - единица радиоактивности, соответствующая активности 1 г радия, т. е. 3,7*1010 распадов в секунду). Кроме того, в США ежемесячно сбрасываются непосредственно в океан отходы атомной промышленности в жидком и твердом виде активностью в десятки тысяч кюри; часть из них заключена в контейнеры, ни в какой мере однако не гарантирующие изоляцию своего опасного содержимого от окружающей водной среды. Мексиканская газета "Пренса латина" как-то сообщила о том, что такой контейнер однажды был выловлен рыбаками.

Так ли безопасно заражение океана радиоактивными отходами, как иностранные ученые думают и утверждают, а может быть, только утверждают в угоду фирмам, стремящимся подешевле избавиться от неприятного "субпродукта" атомной промышленности?

Естественная радиоактивность морской воды создается главным образом калием-40; искусственная, вызванная сбросом радиоактивных отходов или взрывами ядерного оружия, - преимущественно стронцием-90 и цезием-137. Стронций после отмирания усвоившего его организма снова возвращается в воду, цезий вместе с разлагающимся организмом осаждается на дно.

Радиоактивные отходы в морской воде содержатся как в растворенном и коллоидном виде, так и в абсорбированном на взвешенных веществах. Фитопланктон, главным образом диатомовые, а также прибрежные водоросли, макрофиты, концентрируют радиоактивные изотопы в десятки тысяч раз по сравнению с содержанием их в воде; очень энергично накапливают их животные, улавливающие пищу слизью или ресничками, словом, простейшие животные организмы. Прибрежные водоросли-макрофиты, накапливая радиоактивные изотопы, служат источником облучения прикрепленной к ним икры и донных организмов, находящихся по соседству.

Все морские организмы обладают избирательной способностью к накоплению радиоактивных изотопов. Каждый организм обнаруживает при этом известное постоянство в накоплении того или иного изотопа, а у каждого радиоизотопа есть несколько видов морских организмов, концентраторов этого изотопа. Наилучшими концентраторами цезия-137 служат бурые и красные водоросли и мягкие ткани беспозвоночных и рыб; стронций-90 больше всего накапливается лучевиками, концентрирующими его в отростках-спикулах, кроме того, некоторыми зелеными водорослями, всеми видами бурых водорослей, панцирями ракообразных, раковинами моллюсков; радиоизотоп иттрия накапливается в оболочке икры рыб, в водорослях, ракообразных, в раковинах моллюсков; цезий-144 - в водорослях, актиниях, в теле моллюсков; иод-131 - в водорослях и т. д. В рыбах коэффициент накопления радиоактивных изотопов, т. е. отношение содержания изотопов в организме к содержанию его в воде, значительно меньше, чем в водорослях и в простейших организмах, но тем не менее в известных условиях он достаточно велик, чтобы сделать рыбу опасной для человека.

После испытаний в Тихом океане американского ядерного оружия, в Японии за 8 месяцев 1954 г. была обследована добыча 2052 рыболовных судов; при этом уловы 312 судов были забракованы по причине сильного заражения рыбы радиоактивными веществами. Убыток составил более 2 млн. иен.

Рыбы и особенно их мышцы концентрируют цезий-137, в костях рыбы накапливается стронций-90. При варке и консервировании стронций-90 полностью переходит в жидкую фракцию, в бульон или в соус. Эксперименты показали, что в водоплавающей птице - в чайках, утках, гусях коэффициент накопления радиоактивного фосфора-32 (индуцируемого нейтронами) равняется десяткам и сотням тысяч, а в желтках гусиных и утиных яиц достигает 1,5 млн. Коэффициент накопления стронция-90 в костях уток равен 400. При варке, как и у рыбы, он переходит в бульон.

Наименее чувствительны к воздействию ионизирующих облучений на жизненные функции организма бактерии, моллюски, иглокожие, ракообразные, водоросли, наиболее чувствительны - рыбы. Относительно морских млекопитающих сведений пока нет.

По наблюдениям академика В. И. Спицына, радиоизотопы, поступившие в организм животного, оказывают на него более сильное действие, чем находящиеся в окружающей его среде. Г. С. Карзинкин и другие советские ученые установили, что усвоение изотопов организмом происходит главным образом не через пищу, а из окружающей среды через жабры, плавники и внешние покровы тела. Особенно губительно накопление стронция-90 и его дочернего изотопа иттрия-90 в оболочке икры. Уже при экспериментальном воздействии этих изотопов на икру в концентрации порядка 10-12 кюри/л, процент уродливых мальков, обреченных на гибель, становится значительным. На первый взгляд это может вызвать удивление, так как нормальная радиоактивность морской воды, возбуждаемая калием-40, в 100 раз больше и равна 10-12 кюри/л. Секрет, оказывается, в избирательной способности икры к накоплению. Коэффициент накопления калия-40 в икре - 10, тогда как коэффициент накопления иттрия равен 100, а если учесть весь иттрий-90, который концентрируется в оболочке икры при распаде уже накопленного стронция-90, то коэффициент увеличивается до 10 тыс.

Во время опытов с облучением икры учитывались только внешние аномалии и уродства, физиологические и генетические, конечно, не могли быть учтены. Тем не менее, по подсчетам} Ю. П. Зайцева и Г. Г. Поликарпова, при облучений только 50% икринок черноморской кефали, ставриды и хамсы сокращение их запасов вдвое должно произойти за период 5-10 лет.

Стронций-90, накапливаясь в раковинах моллюсков, удерживается в них очень прочно. Анализы, производившиеся японским химиком Ё. Хияма, показывают, что за последние 10 лет в раковинах моллюсков и в костях рыб в водах Японии происходит непрерывное увеличение стронция. Измельченные раковины в качестве добавления к корму поступают на птицефермы; моллюски вместе с раковиной в виде муки идут на корм скоту. Этот путь миграций радиоактивного стронция с моря на сушу, как и в случае с рыбой, заканчивается человеком.

Для морских организмов наиболее опасны радиоизотопы с большим коэффициентом накопления: церий-144, цезий-137, иттрий-91, иттрий-90. Менее опасен для них стронций-90, но зато в нем таится большая угроза для человека, так как он хорошо впитывается кишечником, попадая в него вместе с пищей.

Здесь кстати будет отметить, что в настоящее время концентрация стронция-90 в океанах от 10-14 до 10-12, что совсем уже недалеко от сильно повреждающей концентрации 10-10 кюри/л. Это убедительный сигнал к прекращению дальнейшего загрязнения океана радиоактивными веществами, какого бы они ни были происхождения: военного - при взрывах атомных бомб, ракет и снарядов с ядерными боеголовками, или промышленного - в результате спуска в океан радиоактивных отходов с суши, или с морских судов, использующих ядерное горючее.

Эти соображения не мешают однако Англии с одних только промышленных предприятий в Уиндскеле ежемесячно спускать в Ирландское море отходы с активностью до 8000 тыс. кюри. Выпускные отверстия сточных коллекторов расположены в 3 км от уровня малой воды. Грунт возле них обладает очень высокой радиоактивностью, а равно и вода, которую перемешивают приливо-отливные течения.

В Ирландском море радиоактивными изотопами заражены планктон рыбы, водоросли и купальные пляжи. Однако, как утверждает Г. Дэнстер, производивший специальное обследование, опасное заражение рыб "ограничивается их внутренностями, которые выбрасываются перед употреблением рыбы в пищу", а заражение водоросли порфиры (Porfira umbialis) не представляет опасности, если ее съедать "не более 75 г в день".

Местные жители едят порфиру в сыром виде, приготовляют из нее пюре, известное под названием "лавер-бред" и даже отправляют ее в Южный Уэльс. Невольно задаешь себе вопрос: а что будет с любителями этой приправы, которые съедают ее по 100 г в день? Радиоактивность пляжей, оказывается, тоже не превышает безопасной нормы. Однако, кто знает, какие последствия может вызвать систематическое облучение человека на протяжении длительного времени дозой радиоактивности, хотя бы и не превышающей безопасной нормы? Ведь лежат на пляже, купаются, едят рыбу и водоросли не один раз в году... Кроме того, безопасный предел облучения тоже пока не твердо еще установлен. В СССР, например, принят более низкий показатель, чем в США.

По мнению американского ученого Д. Причарда, допустимая концентрация стронция-90 в морской воде не должна превышать 10-12 кюри/л. После взрывов атомных бомб в 1954, 1956, 1959 и 1960 гг. его концентрация в океанах доходила до 10-11, а в настоящее время в Тихом океане и в Ирландском море она достигла указанного Причардом предела. Разве это не убедительный сигнал грозящей опасности? Радиоактивные изотопы, выпадающие из атмосферы, прежде всего поглощаются организмами, которые населяют поверхность океана, самый верхний его слой толщиной 10-50 мм. Многочисленное население этого слоя, которое называют гипонейстоном, состоит из планктона, икринок, личинок моллюсков и рыб. Это кишащий мелкими организмами поверхностный слой - подлинный питомник жизни в море. Из всех морских биоценозов он обладает наибольшей способностью к накоплению радиоизотопов, а в части икры оказывается, как мы уже знаем, наиболее радиоранимым.

И вот как раз на него-то и обрушиваются последствия ядерных взрывов в атмосфере. После испытания атомных бомб в районе атолла Бикини в результате выпадения радиоактивных веществ активность поверхностного слоя воды увеличилась по сравнению с природной в миллион раз. Через четыре месяца после взрывов радиоактивность воды на расстоянии 1500 миль от Бикини была в три раза больше нормальной. Через тринадцать месяцев зараженная вода обнаруживалась на площади 2,6 млн. км2, хотя ее искусственная радиоактивность уменьшилась к этому времени до одной пятой природной величины. При испытании было взорвано несколько бомб. Можно себе представить, каковы будут последствия взрыва сотен и тысяч атомных бомб, ракет и снарядов с ядерными боеголовками во время военных действий!

Не надо при этом забывать, что Мировой океан - единое и неразрывное целое. Нет такого моря или залива, воды которых не сообщались бы с водой открытых частей океана. Водообмен между ними может происходить медленно или быстро, но он обязательно происходит.

Однако вернемся к гипонейстону. Он сохраняет свое положение у поверхности даже при волне в 2,5 м высотой. Его биомасса весьма значительна. В Черном море, например, по подсчетам Ю. П. Зайцева, она достигает 100-300 тыс. ц. По вечерам к поверхности океанов и морей поднимаются многие нектобентические (живущие попеременно и на дне и в толще воды) и некоторые бентические, т. е. донные формы организмов - бокоплавы, кумовые (рачки), полихеты. С их появлением биомасса гипонейстона увеличивается в 20-30 раз. Все эти организмы питаются гипонейстоном и привлекают к поверхности рыбу, для которой сами являются пищей. Гипонейстоном питаются морские птицы: буревестники и другие. Он в сущности является одним из первоисточников гуано на тихоокеанском берегу Южной Америки.

Насыщенные радиоизотопами, выпадающими из атмосферы на поверхность океана, организмы гипонейстона, отмирая или опускаясь на глубины, перекачивают радиоактивные вещества в более глубокие слои океана, словно постоянно действующий насос. В то же время зараженные радиоактивными веществами рыбы, совершая нередко очень дальние миграции, служат переносчиками радиоактивных изотопов не только по вертикали, но и в горизонтальном направлении. Таков биологический перенос радиоактивных веществ в океане. Пока не представляется возможным выразить его количественно. Поэтому одни ученые считают его незначительным, другие полагают, что он эффективнее физического переноса течениями.

Радиоактивное загрязнение планктона сказывается и на радиоактивности корпуса судов. Радиация судов, находившихся во время атомных взрывов в районе атолла Бикини, в первые дни была сравнительно невелика, но с течением времени сильно возросла за счет поглощения радиоактивного планктона организмами обрастания подводной части судов. По ночам, когда планктон поднимался к поверхности моря и организмы обрастания начинали усиленно питаться, радиоактивность судов еще больше возрастала.

В США возникла идея захоронения отходов атомной промышленности в глубоководных океанских желобах. По утверждению американских ученых, возобновление придонных вод в океане требует 1500-1800 лет. За столь длительный срок произойдет распад значительной части радиоизотопов и потому захоронение отходов в глубинах океана можно якобы считать вполне безопасным.

Но так ли это? Советские и иностранные, в том числе американские, исследования глубоководных желобов показали, что в океане на самых больших глубинах существует жизнь, а в придонной воде содержится достаточно растворенного кислорода. В комнатном аквариуме, если не менять в нем воду, рыбы погибнут от удушья, потому что будет израсходован весь кислород. То же должно было бы произойти и с животными на дне любой глубоководной впадины, если бы их окружала вода, погребенная в ней на протяжении 1800 лет. Но этого не случилось. Значит, придонные слои океана возобновляются через сравнительно недолгий срок. Но каким путем и через какой срок?

Из очерка "Незримый континент" мы уже знаем, что из недр Земли через земную кору непрерывно выделяется тепло. И хотя количество его невелико, однако оно все время подогревает придонную воду и заставляет ее подниматься вверх. Поэтому самая низкая температура воды в океанах не у самого дна, а на известном удалении от него. Так, в Тихом и Индийском океанах повышение температуры ко дну начинается с глубины 4 тыс. м, а в некоторых областях даже с глубины 2000 м.

В. Г. Богоров и Б. А. Тареев, тщательно изучив гидрологический режим Бугенвильского глубоководного желоба, установили, что подъем подогретой на дне воды происходит со скоростью 30-50 м в год. Высота, на которую распространяется действие донного подогрева, достигает 3-4 тыс. м. Совершенно понятно, что взамен поднимающейся подогретой воды на дно опускается более холодная вода. Вспомним, что в глубинах океана обнаружены сильные непостоянные течения. Таким образом, подъем подогретой воды и сильные глубинные течения перемешивают в океане всю толщу воды. По подсчетам советских океанологов, придонные воды в океане возобновляются в 8-9 раз быстрее, чем считают американские океанологи. Возраст придонных вод океана не превышает 200 лет. По подсчетам японского океанолога Я. Мияке, время возобновления глубинных вод в Атлантике 150 лет, а в Индийском и Тихом океанах - 300-350 лет.

Здесь будет уместно вспомнить о том, что один из видных американских океанологов Ф. Ф. Кочи, защищавший в 1959 г. на конференции в Монако идею захоронения радиоактивных отходов высокой активности в глубоководных желобах, своими исследованиями подтверждает выводы советских ученых. Как известно, радий, образующийся на дне океана из осевшего иония, частично переходит в раствор. Так вот, на I Международном океанографическом конгрессе в Нью-Йорке в 1959 г. никто иной как Кочи, сообщил, что природный радий, содержащийся в морской воде, образуясь на дне океана, поднимается в поверхностные слои, где и присутствует в количестве от 20 до 80% от его содержания у дна. Если со дна к поверхности поднимается природный радий, то почему бы не подняться вместе с ним и сброшенным на дно радиоактивным отходам? А если они поднимутся хотя бы в количестве 20% от всего захоронения, накопившегося к 2000 г., то этого будет вполне достаточно, чтобы повысить радиоактивность всего Мирового океана в три с лишним раза, а в отдельных его районах загубить несколько поколений рыб и уж во всяком случае сделать рыбу непригодной в пищу. Так что фантастический случай, описанный нами в начале очерка, вполне может произойти еще при жизни нашего поколения, если благоразумие не одержит верх.

Об интенсивном обмене между поверхностными и глубинными водами океанов свидетельствует и тот факт, что по исследованиям советских ученых радиоактивный стронций-90, выпадавший из атмосферы в океан после ядерных взрывов, за 10 лет проник в Атлантике до самого дна. По сообщению, сделанному на Международном океанографическом конгрессе Ч. Л. Остербергом (США), донные морские организмы у впадения р. Колумбии заражены радиоактивным цинком-65 до глубины 2860 м. Цинк-65 поступает в океан с речной водой, в которую сбрасывают жидкие отходы атомного реактора в Ханфорде.

Одно время в зарубежной печати обсуждался вопрос о возможности захоронения радиоактивных отходов в Черном море. Действительно, Черное море представляет собой впадину с глубинами около 2000 м, отделенную высоким подводным порогом от Средиземного моря. До глубины 125 м вода в Черном море хорошо насыщена кислородом, а, начиная с глубины 200 м и ниже, находится сероводородная зона, которая, на первый взгляд, совершенно изолирована от поверхностного слоя воды. На основании этого турецкий океанолог Пекташ, поддерживая идею захоронения в Черном море радиоактивных отходов, утверждал, что возраст черноморских придонных вод не менее 2500 лет.

Между тем множество фактов указывает на то, что перемешивание между верхними и нижними водами Черного моря все-таки происходит. Укажем для примера на распределение нитевидных бактерий. Летом они держатся только в нижней сероводородной зоне, зимой поднимаются в верхнюю кислородную зону. Так как эти бактерии не обладают способностью перемещаться по своей воле, то подъем их, очевидно, вызывается перемешиванием воды обеих зон. Соленая босфорская вода, поступающая в Черное море в нижнем глубинном течении, частично погружается на дно. Это видно из того, что у входа в Босфор встречаются привычные к этой воде донные организмы средиземноморского происхождения. Если босфорская вода проникает до дна в сероводородной зоне, значит, часть воды из этой зоны вытесняется ею в верхнюю кислородную зону, что опять-таки влечет перемешивание воды обеих зон. Тщательно исследовав гидрологические и биологические особенности Черного моря, его историю и водный баланс, советский океанограф В. А. Водяницкий пришел к заключению, что полное возобновление глубинных черноморских вод происходит в течение 130 лет. Того же мнения придерживаются и другие советские ученые.

В Карибском море есть глубоководная впадина Кариако. Между ней и Черным морем много общего. При глубине 1400 м эта впадина отделена от остальной части моря подводным порогом глубиной всего 150 м. Содержание кислорода в воде, заполняющей впадину, убывает сверху вниз и на глубине 475 м равно нулю. Ниже начинается зона, в которой вода, как и в Черном море, насыщена сероводородом. Однако американские ученые Ричарде и Вакар, всесторонне исследовав гидрологический режим впадины, пришли к выводу, что возраст ее глубинных вод около 100 лет. Срок, как мы видим, весьма близкий к сроку возобновления черноморских придонных вод, вычисленному В. А. Водяницким.

В 1959 г. международная конференция в Монако пришла к заключению, что в море можно спускать отходы атомной промышленности только средней и низкой активности. В 1960 г. комитет, созванный Международным агентством по атомной энергии, под председательством Бриниельсона разработал проект точно такого же содержания. По объему такие отходы составляли до сих пор 99%, а по активности - всего лишь доли процента всех отходов, так что на первый взгляд угроза невелика. Однако систематическое загрязнение прибрежных вод радиоактивными стоками даже низкой концентрации может привести к пагубным последствиям. Советский Союз не принимал участия в работе комитета и придерживается взгляда, что никакими радиоактивными отходами океаны и моря заражать нельзя.

Но есть и другие враги, угрожающие не только развитию жизни в океанах и морях, но и непосредственно здоровью человека, пользующегося прибрежными водами для многих видов спорта, купанья, рыбной ловли. Эти враги - нефть, сточные воды промышленных предприятий и хозяйственно-бытовые стоки приморских городов.

Загрязнение морей и морских берегов нефтепродуктами стало всемирным бедствием. В настоящее время 25% мирового тоннажа торгового флота составляют танкеры, около половины всего тоннажа - теплоходы. В 1963 г. танкеры перевезли 700 млн. т нефти. При откачке балластных и льяльных (под настилом трюмов) вод, при промывке цистерн в моря и океаны ежегодно сбрасывается около 0,5 млн. т нефтепродуктов. При перевозке нефтепродуктов на стенках цистерн остаются твердые фракции. Сброшенные в море, они уносятся течениями и выбрасываются на берега. Немалая роль в загрязнении морской воды принадлежит нефтеперерабатывающим заводам и особенно нефтяным промыслам, расположенным у берегов как на суше, так и на воде. В частности, это относится к Мексиканскому и Персидскому заливам и к нашему Каспийскому морю.

Большой ущерб приносят аварии танкеров. Однажды танкер, севший на мель в устье Эльбы, вынужден был выкачать в море 6000 т нефти. Нефтяное пятно распространилось на 50 миль в поперечнике. Часть его была выброшена на острова Зильт и Фанё. Ни промывка горячей водой, ни выжигание огнеметами не помогли очистить загрязненные пляжи. Пришлось отвозить песок с берега в специально вырытые траншеи. Близ Портсмута после столкновения танкера с другим судном городские власти не могли очистить берег в течение двух месяцев. И здесь пришлось загрязненную гальку с берега вывезти, а вместо нее привезти тысячи тонн чистой гальки. Еще опаснее воспламенение большого пятна нефти на поверхности моря, что однажды произошло в Нагасаки во время землетрясения в 1923 г.

В настоящее время химиками разработан специальный порошок, который погружает поверхностную пленку нефти на дно. Рассеивают его с вертолета. Средство это, конечно, дорогое и может быть использовано только в аварийных случаях.

Помимо ущерба, наносимого приморским курортам, нефтяная пленка губит водоплавающих птиц; нефтяная эмульсия, образующаяся во время волнения, залепляет рыбе жабры и делает непригодными в пищу уловы рыбы, моллюсков и ракообразных. Подсчитано, что только у берегов Англии ежегодно гибнет до четверти миллиона птиц; пропитанное нефтью оперение не позволяет им взлетать на воздух и не защищает от холода. Жалкое зрелище представляют собой загрязненные нефтью тюлени и особенно пингвины. Китобойцы, равнодушные к гибели объектов своего промысла, нередко не жалеют времени, чтобы очистить от нефти "фрачную пару" беспомощного обитателя Антарктики и вернуть его к жизни.

Нефть в морской воде под действием особых бактерий, потребляющих углеводороды, превращается с течением времени в бактериальные клетки, углекислоту и воду. Но этот процесс требует много кислорода и много времени. Поэтому надо всеми мерами избегать загрязнения воды нефтепродуктами. Эта проблема решается техническими средствами - нефтеловушками и нефтесепараторами, а также административными мероприятиями.

По решению международных конференций 1954 и 1962 гг. у берегов были установлены 50-мильные запретные зоны, в пределах которых запрещается производить очистку цистерн. Местами эти зоны расширены до 100 миль. В будущем после ратификации договора 1962 г. будет полностью запрещена очистка цистерн в закрытых морях - Черном, Северном, Средиземном и других. К сожалению, без надлежащего контроля одного только запрета во многих случаях недостаточно.

По берегам морей и океанов, главным образом возле устьев рек, размещено множество промышленных предприятий: металлургических, химических, целлюлозно-бумажных и прочих. Даже при условии, что их сточные воды перед сбросом в море проходят через очистные сооружения, все же они в какой-то мере загрязняют прибрежные воды различными токсическими веществами. Ничтожное загрязнение при длительном воздействии может оказать вредное влияние на прибрежную фауну и флору, последствия которого трудно предугадать. Наблюдения показывают, что нередко в таких случаях изменяются и даже вымирают целые биоценозы (сообщества организмов) и прекращаются; подходы рыбы к устьям рек. Если реки нерестовые, то это очень скоро отражается на воспроизводстве запасов данного вида рыбы и, следовательно, на уловах последующих лет. Океан загрязняется отходами промышленности не только с суши, но и с воздуха. Промышленность выбрасывает в атмосферу немало токсических веществ, которые потом оседают на поверхность океана. Одним из источников загрязнения является, как ни странно, автотранспорт. Тетраэтиловый свинец, добавляемый в бензин для повышения температуры вспышки, поступает с выхлопными газами в атмосферу, а затем попадает с осадками в океан. В настоящее время содержание свинца в океанских водах северного полушария в 5-6 раз выше нормального. Человек стал могучей геохимической силой, к сожалению, не только созидательной, но порой и разрушительной.

Уже в финикийских городах существовала канализация, отводившая бытовые стоки в море. Тысячи лет реки и ручьи выносили загрязненные человеком воды в прибрежные зоны морей, не причиняя никому вреда. Однако широкое использование в XX в. прибрежных морских акваторий для многих видов спорта, купанья и лечебных целей наряду с ростом населения приморских городов в корне изменили положение. Сброс в море неочищенных бытовых стоков влечет за собой загрязнение не только воды, но и пляжей болезнетворными бактериями и яйцами гельминтов. Для прибрежного населения создается угроза заболеваний как непосредственная при использовании акваторий, так и через заражение моллюсков и других продуктов питания, добываемых в море.

Для охраны прибрежных вод нужны очистные сооружения, а если для них нет места - удаленные от берега глубоководные выпуски неочищенных сточных вод, не допускающие подъема загрязнений в поверхностные слои моря. При этом выпускные отверстия сточных коллекторов должны находиться ниже слоя скачка температуры, ниже скачка плотности.

Итак, загрязнение морских и океанских вод хозяйственно-бытовыми стоками, токсическими промышленными отходами, всевозможными синтетическими веществами (пестициды и инсектициды, моющие препараты) и особенно радиоактивными веществами, хотим мы этого или нет, превратилось в новый экологический фактор в жизни океанов и морей не только в прибрежной зоне, но и в открытом море. Для примера скажем, что в жировом слое тунцов, выловленных в Тихом океане, в устрицах, в планктоне и даже в пингвинах недавно обнаружены ДДТ и другие синтетические вещества.

Можно при этом полагать, что роль водной массы океанов и морей, как приемника загрязненных стоков суши, будет возрастать, пока самая крайняя нужда не заставит человека утилизировать решительно все отходы - бытовые и промышленные. И в самом деле, загрязнение морской воды не так опасно, как загрязнение внутренних водоемов и особенно грунтовых вод. Однако чрезмерное, неблагоразумное загрязнение может пагубно отразиться на морской флоре и фауне и на здоровье прибрежного населения. Поэтому всякий сброс загрязняющих веществ в море должен быть хорошо продуман, а в некоторых случаях согласован и в международном масштабе.

Кроме того, необходимо заблаговременно начать тщательное изучение влияния, которое могут оказать на условия жизни в океане вещества, не свойственные океанской воде или появившиеся в ней в несвойственных ей количествах. Это общая задача океанологов всех специальностей и всех стран. Беспорядочное загрязнение океанов, в частности, радиоактивными веществами, через 10-20 лет может вызвать в жизни гидросферы необратимые процессы и привести к непоправимой катастрофе. Нельзя превращать океан в отстойник для вредоносных губительных отходов. Колыбель, взлелеявшая на нашей планете жизнь, не должна стать ее могилой.

Советская океанология

Немного истории. - Декрет Ленина. - Океанографические учреждения. - Эпоха подводных географических открытий. - Консультация с волной. - Польза новых идей. - Природа Мирового океана и его ресурсы

На фасаде старейшего океанографического института в Монако помещен перечень судов, совершавших крупнейшие океанографические рейсы, среди них - название русского корвета "Витязь". Во время плавания, которое прославило "Витязя" (1886-1889 гг.), судном командовал адмирал Макаров, подлинный сын русского народа, образованнейший моряк и океанограф своего времени.

В первой четверти XIX в. русские мореплаватели Биллингс и Сарычев, Крузенштерн и Лисянский, Головнин, Коцебу, Беллингсгаузен и Лазарев, Врангель и Литке делали первые шаги в деле изучения Мирового океана. Открывая острова и описывая новые земли, они измеряли глубины океана, определяли плотность и температуру океанской воды, насколько позволяли им ограниченные в то время технические средства.

Но основоположником русской науки о море в широком смысле этого слова надо считать "беспокойного адмирала" Степана Осиповича Макарова. Макаров стал первым русским океанографом. В 1894 г. вышла из печати книга С. О. Макарова ""Витязь" и Тихий океан", ставшая одним из классических научных трудов в области океанографии. В ней Макаров, которому принадлежит крылатая фраза: "Одно плохое наблюдение портит сто хороших", справедливо критиковал английскую океанографическую экспедицию на "Челленджере" за небрежность, допущенную в работе: ареометр для определения удельного веса воды проверялся только один раз, батометр для взятия проб морской воды не промывался надлежащим образом и т. д. Британское адмиралтейство не прислушалось к совету, поданному Ньютоном: "Вместо того, чтобы посылать наблюдения моряков математикам на берег, берег должен посылать математиков в море", и на борту "Челленджера" не оказалось ни одного физика и ни одного математика.

Макаров составил свод поверхностной и глубинной температуры и удельного веса воды в Тихом океане, разгадал распространение антарктических холодных вод в глубинных слоях Тихого океана и подтвердил предположение русского климатолога А. И. Воейкова о проникновении соленых вод Красного моря в средние слои водных масс Индийского океана. Макаров высказал много замечательных мыслей, подтвердившихся впоследствии. Он первым поднял вопрос о необходимости единообразия в выполнении океанографических наблюдений и первым изобразил графически распределение гидрологических элементов в толще воды. Командуя пароходом "Тамань", стоявшим в Константинополе, Макаров впервые обнаружил и исследовал два встречных течения в Босфорском проливе - верхнее из Черного моря и глубинное в Черное море.

Взгляды Макарова на методику океанографических исследований и структуру водных масс океанов и морей послужили отправным пунктом для дальнейшего развития науки о море как в России, так и в зарубежных странах.

В конце прошлого столетия Ф. Ф. Врангель и И. Б. Шпиндлер впервые исследовали глубины Черного моря, а Н. М. Книпович - Баренцево море. В 1906 г. вышел из печати капитальный труд Книповича "Основы гидрологии Европейского Ледовитого океана" - первая книга по океанографии наших морей. Интересно отметить, что изучение Баренцева моря велось с первого в мире специально построенного научно-исследовательского судна "Андрей Первозванный". По этому поводу Ф. Нансен высказывал сожаление, что ему никогда не пришлось располагать столь хорошо оборудованным судном, как "Андрей Первозванный".

В начале двадцатого столетия экспедиции под руководством Н. М. Книповича также подробно исследовали Балтийское и особенно Каспийское моря. На ледоколе "Ермак", построенном по проекту Макарова, было собрано много научных материалов по гидрологии и ледовому режиму Полярного бассейна. В 1912 г. Г. Седов на зверобойном судне "Св. Фока" вышел в Ледовитый океан с целью достичь Северного полюса. Как известно, экспедиция окончилась гибелью отважного исследователя. Большой вклад в изучение биологии и гидрологии отечественных морей сделан К. М. Дерюгиным. В 1917 г. вышел из печати капитальный труд Ю. М. Шокальского "Океанография", получивший мировое признание. После устаревших "Физической океанографии морей" Мори (1866 г.) и "Справочника по океанографии" Крюммеля (1909 г.) это было третье обобщающее издание, к которому океанографам часто приходится обращаться и сейчас. Труд Шокальского как бы суммировал все предшествующие научные данные о Мировом океане.

До Октябрьской революции исследования морей в России носили эпизодический характер. Они предпринимались по инициативе энтузиастов науки, которым с большим трудом удавалось добывать средства для своих экспедиций. Имена их навечно вписаны в историю океанографии. Ю. М. Шокальский, Н. М. Книпович и К. М. Дерюгин еще более плодотворно продолжали свою научную деятельность и при Советской власти.

После Октябрьской революции отношение к океанографии резко изменилось. В 1921 г. В. И. Ленин подписал декрет об учреждении Морского Плавучего института (Плавморнин). С 1922 г. по распоряжению В. И. Ленина начала работать под руководством Н. М. Книповича Азов-ско-Черноморская научно-промысловая экспедиция.

Начались регулярные исследования сначала Баренцева моря, а затем и других морей СССР. Прямым преемником Плавморнина и Центрального института рыбного хозяйства, организованного в 1920 г., является в настоящее время Всесоюзный институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). В его задачу входит разведка новых районов промысла и всестороннее изучение морей с целью изыскания способов увеличения добычи рыбы и других морских животных.

Говоря об этих институтах, нельзя не упомянуть о бывших директорах этих двух морских научных учреждений - И. И. Месяцеве и В. И. Мейснере. Они не оставили после себя объемистых трудов; вся их энергия энтузиастов морских исследований уходила на очень трудную по тому времени организаторскую работу. Тем не менее замечательные идеи, которые они в свое время высказывали, до настоящего времени служат руководящим началом во многих сторонах работы института.

Освоение Северного Морского пути и Антарктики потребовало систематического изучения полярных бассейнов с их изменчивым режимом дрейфующих льдов. Эта задача возложена на научно-исследовательский Арктический-Антарктический институт. В числе основателей и первых руководителей института необходимо назвать О. Ю. Шмидта, а также В. Ю. Визе, лично сделавшего очень много в области изучения арктического бассейна.

До революции и некоторое время после нее океанографические работы велись Гидрографическим управлением военно-морского флота. Объем этих работ с течением времени настолько увеличился, что часть функций Управления была передана вновь созданному Государственному океанографическому институту (ГОИН). Научный коллектив института разрабатывает практические методы морских гидрологических прогнозов, составляет научно-методические инструкции для производства и обработки океанографических наблюдений, публикует справочники, ежегодные таблицы приливов, физико-географические атласы и прочие научные и практические руководства, а также ведет исследовательскую работу.

Физическая жизнь океана очень сложна. Наряду с планетарными процессами, прямо или косвенно влияющими на жизнь человека, в нем происходят разнообразные частные явления, без изучения которых невозможны обобщения большого масштаба. С целью углубленного изучения чисто физических процессов, протекающих в толще воды и на границе ее с атмосферой, в системе Академии наук СССР по инициативе академика В. В. Шулейкина был создан Морской гидрофизический институт, позднее переведенный на берег Черного моря в ведение Украинской Академии наук.

Наконец, для всесторонней комплексной разработки теоретических проблем, охватывающих Мировой океан, как единое биофизико-химическое и геологическое целое, в стенах Академии наук СССР возник Институт океанологии.

Проблемы подводной акустики в широком плане изучаются в Акустическом институте Академии наук СССР.

Координация всех океанографических исследований возложена на Океанографическую комиссию при Президиуме Академии наук СССР.

Трудная задача в коротком очерке и притом в популярной форме рассказать о всех достижениях и стремлениях советской океанологии. Можно, конечно, выбрать язык цифр, перечислить, сколько было выполнено научных рейсов, пройдено миль, сделано океанографических станций, промеров глубин, взято проб воды, планктона, бентоса и грунта. Но это будет сухой отчет, а ведь за этими цифрами кроется во много раз больше напряженной работы научной мысли и упорного незримого труда за лабораторными столами.

На поверхности суши и океана нет уже больше неизвестных горных хребтов, озер, рек или островов. Все измерено и нанесено на карты. Между тем рельеф океанского дна мы знаем не лучше, чем поверхность суши двести лет тому назад. Поэтому эпоха географических открытий, завершенная на поверхности планеты, продолжается на дне океана.

И так как океанское дно в три раза обширнее суши и описать то, чего не видишь своими глазами, много трудней, этот новый период "подводных" географических открытий продолжится, вероятно, еще очень долго.

Советские океанологи сделали немалый вклад в географию океанского дна. В Северном Ледовитом океане открыт и нанесен на карту протяженный горный хребет, разделяющий океан на два бассейна и названный именем Ломоносова. Это открытие было полной неожиданностью и дало ключ к пониманию многих неясных процессов, происходящих в толще воды Центральной Арктики. Там же был открыт, обследован и нанесен на карту подводный хребет Менделеева, а в приатлантической части арктического бассейна изучен хребет, обладающий всеми признаками срединно-океанского хребта с тысячекилометровой рифтовой долиной. На Международном океанографическом конгрессе в Москве было предложено назвать его хребтом Гаккеля, в честь покойного сотрудника Арктического и Антарктического института, много лет жизни посвятившего изучению Арктики. Уточнены карты рельефа дна Норвежского моря и хребтов Ян-Майен и Мон, составленные еще Ф. Нансеном. В Тихом океане открыт глубоководный желоб, названный по имени экспедиционного судна "Витязь", много подводных гор и других приметных особенностей рельефа океанского дна. В Антарктике найден глубокий желоб, протянувшийся вдоль берега Антарктического материка, его назвали именем русского мореплавателя XIX в. Лазарева, а у южного склона Западно-Астралийского подводного хребта - желоб Оби, названный в честь судна антарктической экспедиции. В Индийском океане, овеянном легендами о Синдбаде-мореплавателе и "Летучем голландце", открыт Восточно-Индийский хребет, который разделяет на части огромную индийско-австралийскую подводную котловину; из рассекающей хребет рифтовой долины удалось поднять обломки, по всей вероятности, ультраосновных пород, которые выплавились из мантии, подстилающей земную кору. Лабораторный анализ покажет, справедливо ли это предположение.

Попутно с сейсмическим зондированием в экспедициях производились и другие геофизические наблюдения - измерялось магнитное поле Земли, сила тяжести, выделение геотермического тепла и пр. Все эти данные при сопоставлении с формами рельефа дна, с толщиной и строением земной коры позволяют высказать новые и проверить прежние гипотезы и геофизические идеи, относящиеся к образованию, развитию и будущей судьбе земной коры, которая пока служит человечеству, хотя и не везде добросовестно, достаточно надежной опорой.

Из предшествующего содержания книги нам уже известна увлекательная гипотеза академика А. П. Виноградова об образовании земной коры и водных масс океана. Интересная мысль высказана Г. Б. Удинцевым о некотором соответствии крупномасштабных форм строения земной коры на суше и на дне океана, о последовательном их развитии и тектонических областях океанического дна. Может быть, найдутся читатели, которые подумают - а кому нужны эти идеи, какой от них прок? На это можно ответить словами В. Франклина, которому однажды задали такой же вопрос. "Вы спрашиваете, какая польза от новой идеи, - ответил ученый, - а не скажете ли вы мне сперва, какая польза будет от новорожденного ребенка, кто это может предсказать?".

Фарадей на подобный вопрос ответил однажды еще лучше. Британский премьер-министр Гладстон, познакомившись с открытой Фарадеем магнитной индукцией, без которой нельзя себе представить современную жизнь, тоже спросил, какая от нее польза. "Со временем вы сможете обложить ее налогом", - ответил Фарадей. И был прав. Мы платим за электричество, а электростанции выплачивают государственный налог.

Часть работы советских морских геологов, охватившей весь Мировой океан, завершена составлением карты дна Тихого океана. Эту работу выполнила группа геологов, возглавляемых Г. Б. Удинцевым. Голубое пятно на карте мира, превышающее поверхность всей суши, стало прозрачным и обрело контуры незримых ранее горных хребтов, поднятий, отдельных пиков, желобов, обширнейших в мире равнин и глубоких котловин.

Некоторые работы океанологов - это стратегия дальнего прицела. Но можно назвать немало теоретических и одновременно практических задач, разрешенных в лабораториях и в море нашими океанологами. "На рубежах земли и моря", - так назвал свою популярную книгу В. П. Зенкович, удостоенный Ленинской премии за капитальный труд, посвященный этой же теме. Мы уже знаем, что море часто там, где совсем не надо, намывает пески и размывает берега, а порой уничтожает береговые сооружения, построенные без предварительной "консультации с морской волной". Советские морские геологи изучили законы развития береговой линии, взаимодействие прибойной волны с надводным и подводным пляжем, с береговыми обрывами и террасами. Применяя эти законы, можно строить молы, дамбы и гавани без опасения, что море их разрушит, размоет или занесет илом или песком.

Не менее важными для практики судовождения были исследования океанологов, посвященные арктическому бассейну. Многочисленные экспедиции на исследовательских судах, дрейфующие станции, сменяющие одна другую, регулярные ледовые съемки, производимые полярной авиацией, - таков был трудный и опасный сбор первичных наблюдений за льдами, за течениями, поверхностными и глубинными, за температурой воды на поверхности океана и в его глубинах. В последние годы стали широко применять автоматические гидрометеостанции; установленные на дрейфующем льду, они передают наблюдения по радио.

И хотя еще немало работы впереди, наверно, много больше, чем уже проделано, но мы сейчас располагаем достаточно четким представлением о Полярном бассейне. Нам известны особенности нарастания, таяния, сезонного распространения и движения льдов, нам под силу делать довольно точные прогнозы ледовитости океана, словом, мы в состоянии обеспечить безопасное плавание судов Северным морским путем и оборону наших северных морских границ. Об этом убедительно говорят работы, опубликованные В. X. Буйницким, А. ф. Трешниковым, М. М. Сомовым, Н. А. Волковым, С. Д. Лаппо, П. А. Гордиенко, И. С. Песчанским и др.

Советские научные океанологические учреждения располагают материалами многих сотен тысяч станций, на которых производились измерения и определения температуры, солености воды, растворенных в ней газов, органического вещества, питательных солей и других химических элементов. В лабораториях производится гораздо более трудоемкая, чем сбор, обработка этих материалов, их систематизация, нанесение на географические карты и на перфорированные карточки для массовой механической обработки. Число перфорированных карточек только для гидрологических элементов приближается к трем миллионам. Для обработки некоторых материалов электронновычислительными машинами производится предварительное программирование. Цель обработки гидрологических элементов - составление карт распределения температуры, солености, плотности на поверхности и в глубинах океана, сезонных перемещений температурного скачка, скорости распространения звука в воде, имеющих важное оборонное значение, карт скоростей и направление течений в разных частях океана.

Точно такой же обработке подвергаются материалы по химии океана. С. В. Бруевичем разработана методика стандартных химических определений, которой пользуются не только наши, но и зарубежные океанологи. Очень интересные идеи высказаны Б. А. Скопинцевым о содержании и роли органического вещества в океане, уже упоминавшиеся ранее, и С. В. Бруевичем - о трехслойной химической структуре океана и рассолах, содержащихся в грунтах океанов и морей и отражающих геологические этапы их истории. А. Б. Роновым предложена схема поэтапного формирования состава солей в морской воде по данным эволюции осадочных пород с древнейших времен существования земной коры. Архейский океан был калъциево-магниевым; в раннем протерозое началось выпадение кальция и магния при образовании доломитов и известняков и накопление натрия, поступавшего в морскую воду со щелочными растворами из мантии; в рифейско-палеозойском этапе эволюция протекала в том же направлении; максимальное относительное содержание в воде натрия было достигнуто в конце палеозоя или в начале мезозоя. Схема Ронова отличается от идей, высказанных академиками В. И. Вернадским и А. П. Виноградовым, но, как известно, из столкновения мнений рождается истина.

Инструментальные наблюдения течений в океане - работа, отнимающая много времени. Поэтому к ним прибегают для исследования лишь особо важных в том или ином отношении районов. Так, советскими океанологами были открыты и обследованы восточные границы подводного течения Кромвеля в Тихом океане, открыто подводное течение Ломоносова в Атлантическом океане, исследовались пульсации Гольфстрима, некоторые течения в Индийском океане и в северо-западной части Тихого океана. Теоретические основы образования загадочных до сего времени струй и циклонических завихрений в океанских течениях разработаны Б. А. Тареевым.

Чтобы получить общее представление о циркуляции океанских водных масс, прибегают к косвенным методам; первичными данными для них служат температура, соленость или же некоторые характерные свойства водных масс, которые удается проследить на больших расстояниях, так как изменяются они медленно. Характеристика океанских водных масс содержится в трудах В. Н. Степа-носа, А. Д. Добровольского и др.

Широкое применение для изучения циркуляции водных масс получил предложенный норвежцем В. Бьеркнесом и усовершенствованный Н. Н. Зубовым так называемый динамический метод, дающий возможность построения карт течений для любого слоя воды при наличии измерений температуры и солености. Этим способом в лабораториях советскими океанологами получены динамические карты Тихого (В. А. Бурков, Ю. В. Павлова), Атлантического (Р. П. Булатов) океана, Баренцева моря и многих других частей Мирового океана.

Н. Н. Зубову принадлежит много замечательных идей, ставших основанием дальнейшего развития науки об океане: особенности дрейфа арктических льдов, роль конвекции в северных морях в развитии жизни, увеличение плотности при смешении морской воды различной солености. Можно смело сказать, что Н. Н. Зубов был основателем советской школы гидрологов-океанологов.

Советскими океанологами (А. М. Муромцев, В. Т. Тимофеев, Ю. В. Макеров и др.) опубликованы монографии, посвященные Атлантическому, Тихому, Индийскому и Антарктическому океанам. Эти труды представляют собой, вместе с собственными заключениями авторов, ценное обобщение всех данных, которые имелись к этому времени. А. Ф. Трешниковым сделано обоснованное предложение - выделить в качестве физико-географической единицы пятый - Южный океан, расположенный между берегами Антарктиды и линией, соединяющей южные оконечности материков.

Важным элементом в жизни Мирового океана является водообмен между его частями и особенно между поверхностными и глубинными водами. Впервые подсчитан водообмен между частями Мирового океана (В. Г. Корт), уточнен важный для нас водный баланс Северного Ледовитого океана (В. Т. Тимофеев).

Расчет скорости водообмена между абиссальными водами океана и поверхностью выполнен В. Г. Богоровым и Б. А. Тареевым. Их выводы резко отличаются от выводов американских ученых, которые, вероятно, в угоду своим промышленным фирмам настаивают на возможности безопасного захоронения радиоактивных отходов в глубинах океана, так как этот способ дешевле захоронения отходов на суше.

Проблемы теплового баланса поверхности земного шара, в том числе и поверхности Мирового океана, разработаны в трудах М. И. Будыко. Над взаимодействием гидросферы и атмосферы работает лаборатория В. С. Самойленко. Уточнение баланса тепла поверхности Мирового океана и сопоставление его с содержанием тепла в океанских водах произведено В. Н. Степановым, а расчет теплообмена между океанами выполнен В. Г. Кортом.

Усовершенствованные методы предвычисления приливов разработаны А. И. Дуваниным, наблюдения за периодическими и непериодическими колебаниями уровня океана обработаны в трудах И. В. Максимова, Г. А. Баскакова, Н. В. Буторина, В. В. Тимонова, Е. С. Селицкой, Л. И. Галеркина и других.

В связи с большим размахом гидротехнического строительства на реках Советского Союза В. А. Ледневым и другими океанологами произведены существенно важные расчеты вероятных изменений гидрологического режима морей, в которые впадают реки с зарегулированным стоком. Коллективом гидрографов, океанографов и картографов под редакцией И. С. Исакова и Л. А. Демина составлен Морской атлас, в котором каждый практик или ученый, так или иначе связанный в своей работе с морем, найдет любой пункт на берегу, любой островок в океане, глубины, распределение температуры и солености, ветры и течения во всех океанах и морях.

Большое количество исследований, имеющих важное значение, посвящено дальневосточным, Черному, Балтийскому, Баренцеву морям. Теория ветровых волн разработана в трудах Гидрофизического института Академии наук УССР и Государственного океанографического института. Волны цунами исследованы Е. Ф. Саваренским, Г. И. Поповым и др. Теоретические проблемы океанских течений разрабатываются В. Б. Штокманом в плане теории полных потоков, П. С. Линейкиным - в аспекте трехмерных полей плотности, А. С. Саркисяном - методами расчета нестационарных полей плотности и скорости с применением электронно-вычислительных машин. Большие теоретические достижения на счету Гидрофизического института, возглавляемого академиком В. В. Шулейкиным и А. Г. Колесниковым.

Исключительный интерес представляют исследования живого вещества в океане и его геохимической роли в жизни планеты, начатые академиком В. И. Вернадским и продолжаемые академиком А. П. Виноградовым.

Определение биологической продуктивности любого морского водоема начинается с фитопланктона. В океанографических учреждениях сейчас накоплен огромный материал по первичной продуктивности как океанов, так и отечественных морей (М. В. Федосов и др.). В свое время П. И. Усачевым был разработан метод сбора "осадочного планктона", при котором не ускользает ни один самый мелкий организм. Этот метод принят во всех странах. Старейшим советским планктонологом В. А. Яшновым, наряду с другими исследованиями, прослежено распространение пелагической тропической водоросли Halosphaera viridis от поверхностных слоев до 2-километровых глубин как в Средиземном море, так и в Атлантике. Это подтверждает способность морских растительных организмов жить и развиваться в неосвещенной зоне, что значительно расширяет наше представление о первичной продуктивности океана. Среди гидробиологов всех стран общепринята сейчас классификация морей по развитию планктона, разработанная В. Г. Богоровым: моря полярные моноциклические с одним максимумом развития планктона, бициклические моря умеренных и субтропических широт с двумя максимумами и тропические полициклические моря с множественным числом генераций планктона. Им же разработана схема биогеографических районов Тихого океана. Сейчас В. Г. Богоров работает над проблемой биоэнергетического баланса океана.

Принципиальные соображения о вертикальном распределении планктона с промежуточной зоной смешения поверхностных и глубинных форм содержатся в трудах М. Е. Виноградова, а о горизонтальном его распределении в соответствии с крупномасштабной циркуляцией водных масс - в работах К. В. Беклемишева.

Работы по глубинному распределению донных организмов в океане выполнены лабораторией Л. А. Зенкевича. Ему же принадлежит недавно законченный большой и кропотливый труд по распределению бентоса в отечественных морях, обобщающий исследования многих поколений гидробиологов.

Сборы донных организмов, производившиеся во время экспедиций, дали материал гидробиологу А. В. Иванову для подлинно выдающегося открытия в области биологии. Изученные им морские черви погонофоры не принадлежат ни к одному из тринадцати известных науке типов животных. Так советским биологом был открыт новый четырнадцатый тип животных, населяющих земной шар. За этот труд А. В. Иванову присуждена Ленинская премия.

Огромную роль в жизни океана играют бактерии. Большой труд, посвященный бактериальной флоре океана и удостоенный Ленинской премии, опубликован бактериологом А. Е. Криссом. Он установил очаговость распространения сапрофитных бактерий и очень интересную закономерность. Количество животных на суше увеличивается от полюсов к экватору, в океане - наоборот, от экватора к полюсу. Океанские бактерии подчиняются закону суши, число их растет по мере приближения к экватору.

В заключение надо остановится на деятельности Всесоюзного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) с его филиалами в Мурманске (ПИНРО), в Калининграде (Атлант-НИРО), в Керчи (АзчерНИРО) и во Владивостоке (ТИНРО). За последнее десятилетие институт со своими филиалами проделал очень большую работу по освоению новых рыбопромысловых акваторий, усовершенствованию орудий поиска (эхолоты) и лова, по разработке промысловых прогнозов, что сыграло немаловажную роль в увеличении добычи рыбы промысловым флотом.

Составлен атлас распределения рыбы и нерыбных объектов промысла в Мировом океане; в лабораториях М. В. Кленовой (Институт океанологии АН СССР) и Т. И. Горшковой (ВНИРО) изготовлены карты грунтов многих морей и частей океана, весьма важные для рыболовных траулеров; Т. И. Горшковой установлено влияние химического состава грунтов, в частности, содержание марганца, на образование донных биоценозов: на коричневых грунтах, богатых марганцем, донная фауна бедна и представлена преимущественно иглокожими или ракообразными с хитиновым скелетом, тогда как на серо-зеленых грунтах с ничтожным содержанием марганца бентос богат и разнообразен, особенно благоприятны эти грунты для моллюсков. В институте разработаны, совершенствуются и успешно применяются методы прогноза уловов, основанные на учете гидрологических элементов и численности поколений рыбы; строятся батистаты для глубоководных наблюдений; создан комплекс приборов для изучения поведения рыбы в звуковых полях; сконструированы приставки к эхолоту, позволяющие регистрировать рыбу без линии дна, и эхолот "Кальмар", от которого одиночные экземпляры рыб не могут укрыться даже на глубине 600 м, а скопления рыб - и на 800 м; рекомендованы синтетические материалы для сетей, механические ловушки для кальмаров, разрабатываются методы привлечения рыбы на свет различных цветов и по-разному установленных светильников и т. д. Рыбопромысловые траулеры-разведчики в поисках скоплений и учета запасов рыбы обследуют не только моря, омывающие наши берега, но и весьма удаленные акватории Мирового океана. В Атлантике они работают у берегов Северной и Южной Америки, в Мексиканском заливе и Карибском море, у берегов Африки и в экваториальной зоне открытой части океана. Начато обследование акваторий на атлантическом шельфе Пиренейского полуострова и Западной Европы - в Бискайском заливе, в Ламанше, в Кельтском море и у берегов Ирландии. В Тихом океане ведется поиск в зоне Экваториальных течений и в морях Зондского архипелага; в Индийском океане - в Аравийском море, Аденском, Оманском, Сиамском заливах и у берегов Индостана. В Баренцевом море открыт новый промысловый район, где откармливается сельдь, нерестующая у берегов Скандинавии, обнаружены и пути ее миграции в этот район и обратно к Скандинавскому полуострову, расположенные в различных ветвях Северо-Атлантического течения.

Надо заметить, что именно путем поиска и освоения удаленных частей океана Япония сумела занять первое место в мире по добыче рыбы. При хорошей организации это весьма многообещающий метод освоения неиспользуемых рыбных запасов Мирового океана.

В Индийском океане промысловыми разведчиками обнаружены концентрации розового окуня, тунца, горбылевых (Scienidae), мелких акул, скатов, морских сомиков, сельдевых; в Экваториальной Атлантике может быть развит ярусный промысел тунца, парусника, марлина; на банке Джорджес найдены неиспользуемые скопления сельди; учтены возможности вылова рыбы на ближайшие годы у западного берега Африки и т. д.

Ведутся работы по акклиматизации дальневосточных рыб в Баренцевом море и искусственному разведению водорослей на Сахалине и на Соловецких островах.

Производилось испытание специальной оснастки тралов для глубоководных ловов и рентабельности таких ловов. За 530 подъемов трала с глубины от 400 до 1180 м было выловлено 1400 т угольной рыбы, палтуса, макрурусов. В море Скоттия велся экспериментальный лов криля. Скопления криля находили с помощью эхолота, а уловы в зависимости от типа трала колебались от 2,3 до 7 ц за один подъем. Между прочим, было установлено, что в электрическом поле криль скапливается у анода. Из стерилизованного криля впервые приготовлялся растворимый пищевой белок и четыре вида консервов типа паштета, что особенно радует автора, предсказавшего в первом издании этой книги появление таких консервов с течением времени на полках продовольственных магазинов. Добыча криля намечается в Антарктике.

Под руководством Ю. Ю. Марти, Н. И. Кожина и других разработаны теоретические и практические основы превращения южных морей СССР в осетровые хозяйства.

В исполнение международных соглашений Институт выполнял ряд работ по гидрологии и изучению запасов рыбы в морях Северной Атлантики.

Начало науке об океане было положено отдельными экспедициями, которые эпизодически снаряжались некоторыми странами, в том числе и СССР. По подсчетам немецкого океанолога Э. Брунса, со времени русской Великой Северной экспедиций (1734-1742 гг.) по 1955 г. СССР (Россия) организовал 76 больших экспедиций, Англия - 60, США - 45, ГДР (Германия) - 37, Франция - 20, Норвегия - 17, Дания - 9 и т. д., а всего за это время было организовано 305 морских экспедиций. По мере того как польза научного исследования морей для рациональной эксплуатации рыбных запасов становилась все более и более очевидной, появились международные организации, имевшие целью координировать изучение рыбного промысла и гидрологии морей. Эта тенденция завершилась в послевоенное время организацией исследования Мирового океана по плану Международного геофизического года. Очевидная эффективность согласованных исследований заставила страны продлить сотрудничество и на последующее время. Были созданы международные комитеты по координации совместных исследований Мирового океана и организованы два центра сбора и хранения собранных материалов - в Москве и Нью-Йорке.

Накоплен огромный материал наблюдений. С каждым годом он будет расти в геометрической прогрессии. И поскольку общее представление о Мировом океане и его частях уже составлено, в дальнейшем надо переходить к целеустремленным исследованиям, к решению важнейших проблем; 1) взаимодействие океана и атмосферы и его роль в формировании климата и погоды; 2) пищевые и метаболические связи сообществ организмов в морской среде. Конечная цель этих исследований - подготовка к управлению физическими и биологическими процессами в океане, как только средства к этому будут открыты.

Решения XXIII съезда Коммунистической партии Советского Союза направляют деятельность советских ученых на разработку методов управления природными процессами, происходящими на нашей планете. Эти решения имеют не только национальное, но и общечеловеческое значение. Это в сущности призыв ко всем ученым мира, ибо управление природой равносильно повышению жизненных условий существования человечества.

Хорошо известно, что в природе ничтожно слабые силы нередко влекут за собой развитие мощных крупномасштабных явлений. Легкие пассатные ветры или разница в плотности воды, измеряемая сотнями долей единицы, возбуждают могучие океанские течения; слабые воздушные волны в верхней части тропосферы, неощутимые в приводном слое, служат иногда толчком к возникновению тропических ураганов; на границе двух воздушных масс при разнице температуры в несколько градусов рождаются циклоны; выделения микроскопических водорослей губят миллионы рыб и т. д. Нет сомнения, что средства воздействия на океан и атмосферу, на развитие жизни в океане будут найдены. Поэтому надо заранее подготовиться к их использованию в больших масштабах.

Здесь кстати будет отметить, что на 2-м Международном океанографическом конгрессе, состоявшемся в Москве в 1966 г., из 600 с лишним докладов одна треть была сделана советскими учеными. Доклады советских ученых получили высокую оценку многонациональной ученой аудитории, которая насчитывала около 1800 человек, представлявших океанологию 52 стран.

В разделе "Морская геология и строение земной коры" приковали к себе общее внимание доклад академика А. П. Виноградова о геохимическом развитии океана, выступления Р. М. Деменицкой, В. М. Литвина, Г. Б. Удинцева, посвященные геоморфологии и тектонике океанского дна; доклады П. Л. Безрукова, Т. И. Горшковой, М. В. Кленовой о накоплении осадков ша дне океана. В разделе "Океан и атмосфера" были доложены исследования по теории морских течений и их фактическим замерам в океане (В. А. Бурков, З. Ф. Гурикова, А. С. Саркисян, А. И. Фельзенбаум, Г. П. Пономаренко, Н. К. Ханайченко); по теории волн (академик В. В. Шулейкин); результаты наблюдений за дрейфом арктических и антарктических льдов (Н. А. Волков, З. М. Гудкович, А. Ф. Трешников); за проникновением света в толщу морской воды и биолюминесценцией морских организмов (И. И. Гительзон). В разделю "Океан и жизнь" был отмечен доклад В. Г. Богорова о продуктивности океана и биотрансформации энергии, доклады о продуктивных зонах океана и его первичной продукции (О. И. Кобленц-Мишке, В. В. Волковинский, З. З. Финенко) и доклады Г. Г. Поликарпова, В. Н. Иванова о морокой радиоэкологии и пагубном действии радиоактивных веществ на эмбриональное развитие морских рыб. В докладах советских ученых были затронуты все важнейшие направления в исследовании океана. "Природа Мирового океана и его ресурсы на службе у человечества" - такова кардинальная тема, главное направление советской океанологии, занявшей за 50 лет Советской власти ведущее положение в развитии науки об океане. Для дальнейшей успешной разработки этой темы океан должен быть покрыт такой же частой сетью наблюдательных станций, какой располагает гидрометеорологическая служба на суше, но эти станции должны быть автоматическими; установленные на дрейфующих полярных льдах и на заякоренных в океане буях, они будут в положенные сроки передавать записи обоих приборов по радио для всеобщего пользования; океан, его жизнь и взаимодействие с атмосферой будут находиться тогда под постоянным контролем и наблюдением. С таким предложением обратились советские океанологи к зарубежным коллегам.

Мировой океан, mare liberium, - достояние всего человечества, и только дружными усилиями всех народов и стран можно в полной мере, с полной отдачей заставить его служить человеку.

Тайны океана

Древний таинственный Океан! В нем все не так, как на суше. На дне — глубочайшие ущелья и высочайшие горы. В толще воды — неисчислимое количество разнообразнейших растительных и животных организмов, своей массой превосходящих растительный и животный мир суши. В глубинах океана — странные фантастические по своему внешнему виду рыбы. Гигантские штормовые волны и могучие приливы несут миллиарды киловатт неиспользованной пока энергии. Океан — водохранилище планеты, маховик климата и погоды, просторная дорога, не требующая строительства и ремонта, источник почти неисчерпаемых запасов животной пищи и химических элементов. Таков величественный Океан, занимающий три четверти поверхности Земли. В этой книге читатель найдет увлекательный, общедоступный рассказ о достижениях мировой и советской океанологии и о многих разгаданных и неразгаданных тайнах океана.

К читателю

От автора

Рождение океана

"Открытие" океана

Борьба моря с сушей

Незримый континент

Океанские течения

Маховик климата и погоды

Океан соединяет и разъединяет

Приливы

Море волнуется

Миф о среднем уровне

Свет и цвет под водой

Звук в морской воде

Химия океана

Морские льды

Пищевая цепь

Эликсиры жизни и смерти

Коварные обитатели морей

Рыбный промысел

Стратегия и тактика рыбака

Жидкая руда

Энергия морей

Мореходы и океанология

Океан в опасности

Советская океанология

Источник:

Горский Н.Н. 'Тайны океана' - Москва: Наука, 1968 - с.272

Оглавление

К читателю

От автора

Рождение океана

"Открытие" океана

Борьба моря с сушей

Незримый континент

Океанские течения

Маховик климата и погоды

Океан соединяет и разъединяет

Приливы

Море волнуется

Миф о среднем уровне

Свет и цвет под водой

Звук в морской воде

Химия океана

Морские льды

Пищевая цепь

Эликсиры жизни и смерти

Коварные обитатели морей

Рыбный промысел

Стратегия и тактика рыбака

Жидкая руда

Энергия морей

Мореходы и океанология

Океан в опасности

Советская океанология Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg