Открывая тайны океана

Из банановоза в корабль науки

Раскрытие тайн океана, его природы, законов, по которым живут обитатели' глубин, – эти направления исследований позволят в дальнейшем эффективно использовать его биологические и геологические ресурсы, надежно прогнозировать изменения атмосферных процессов, обеспечить развитие мореплавания. Поэтому постоянную вахту в морях и океанах несут корабли науки, оснащенные современной научной аппаратурой и оборудованием.

Первенцем и флагманом экспедиционного флота был «Витязь». С ним связан один из наиболее результативных периодов советской океанологии, период ее становления и выхода в Мировой океан. Инициатива создания «Витязя» принадлежала академику П. П. Ширшову, участнику беспримерного дрейфа на станции «Северный полюс-1» в 1937–1938 гг. В ходе дрейфа был собран уникальный материал наблюдений по географии, океанологии, гидробиологии, метеорологии, геологии обширной области Северного Ледовитого океана. Естественно встал вопрос о необходимости быстрейшей обработки и этих материалов для научного и практического использования. Ширшов в 1941 г. добился организации в Академии наук СССР первой в нашей стране лаборатории океанологии и привлек для работы в ней ведущих советских ученых, которые и занялись обработкой этих материалов.

В конце 1945 г. был организован Институт океанологии для комплексного исследования морей и океанов, который возглавил П. П. Ширшов. Первые исследования в окраинных морях новый институт проводил на арендованных учебных и промысловых судах. Однако было ясно, что плодотворно работать институт сможет только в том случае, если будет владеть собственными исследовательскими судами. Но как это осуществить?

Заместитель директора Института океанологии профессор В. Г. Богоров и опытный капитан дальнего плавания С. И. Ушаков были направлены в морские порты, где находились трофейные суда: Они осмотрели десятки судов и остановили свой выбор на грузовом теплоходе «Марс», бывшем банановозе.

Это судно было переоборудовано в ГДР на судоверфи в г. Висмаре. На нем разместили 12 научных лабораторий, научную библиотеку, экспериментальную мастерскую и помещения для хранения лабораторного имущества. Каждая лаборатория предназначалась для проведения исследований по определенной научной дисциплине: океанологии, геологии и геофизике, биологии и метеорологии. На верхней палубе находились грузовые лебедки для погрузки и выгрузки экспедиционного снаряжения и 11 океанографических лебедок для проведения исследовательских работ.

Переоборудованный корабль назвали «Витязь» в память о славном русском корабле науки, на котором в 1886–1889 гг. С. 0. Макаров проводил исследования в Атлантическом и Тихом океанах. Новое научно-исследовательское судно (НИС) было, по существу, плавучим институтом, где 65 научных сотрудников выполняли сложный объем работ, поднимая пробы пород с океанского дна и исследуя атмосферу над ним. Оборудование научных лабораторий позволяло проводить разностороннюю обработку собранных образцов проб океанической воды, морской флоры и фауны, а также геологических образцов донных осадков и коренных пород.

Свой первый экспедиционный рейс «Витязь» провел в Черном море, а затем совершил переход на Дальний Восток и был постоянно приписан к Владивостоку. С 1949 г. вся история «Витязя» была связана с исследованиями дальневосточных морей и Тихого океана, а позже и Индийского океана. Первую экспедицию на Дальнем Востоке провели в 1949 г. в Охотском море под руководством видного советского гидробиолога профессора Л. А. Зенкевича. Экспедиция получила" уникальные материалы по гидрологии, гидрохимии, биологии, ихтиологии и геологии этого окраинного моря.

Первые 3 года «Витязем» командовал капитан дальнего плавания С. И. Ушаков. Он много сделал для того, чтобы искоренить так называемое деление участников экспедиций на «паучников» и «извозчиков». Экипаж и научные работники на судне должны составлять единый коллектив с общими задачами. Члены экипажа так же ответственны за выполнение плана научных исследований в экспедиции, как и сами научные работники, поэтому должны помогать последним в проведении исследований. В свою очередь, научные работники – океанологи, морские геологи, гидробиологи – должны освоить особенности работы в море, стать настоящими исследователями-моряками.

Этот принцип, заложенный в первых экспедиционных рейсах «Витязя», выполняется в последующие годы на всех судах экспедиционного флота АН СССР. Именно такой принцип взаимоотношений экипажа НИС и научной экспедиции имел в виду академик Л. А. Зенкевич, сказав, что история океанологии – это история морских экспедиций. Без морских экспедиций невозможно развитие науки о море – океанологии. Никакие лабораторные исследования не могут сами по себе его обеспечить. Вот почему основоположники современной морской науки Нансен, Мюррей, Книпович, Дерюгин, Свердруп, Альберт Монакский и многие другие были настоящими моряками, для которых палуба корабля была исследовательской лабораторией, где рождались и обогащались фактами основы современной океанологии.

Исследовательский корабль, руководящий им научный коллектив и сама наука океанология представляют единое и неразрывное целое, ни одна часть этого триединства не может существовать без двух других, именно оно создает движущие силы науки о морях и океанах. Без этого наша наука была бы мертва.

Тайна погонофор

Уже первые экспедиции «Витязя» внесли огромный вклад в изучение самого крупного океана планеты – Тихого. При этом коренным образом менялись представления ученых о рельефе дна во многих районах океана. Ранее на картах восточнее Курильских островов была нанесена глубоководная впадина Тускарора, где отмечались глубины до 8514 м. Эта впадина была названа именем американского океанографического судна «Тускарора», проводившего в 1873–1876 гг. изыскания по проектированию трассы подводного кабеля Сан-Франциско – Иокогама и впервые открывшего ее.

После этого на протяжении почти 75 лет впадина Тускарора оставалась неисследованной и тревожила воображение многих писателей-фантастов, включая известного ученого-писателя И. А. Ефремова, который в рассказе «Встреча над Тускаророй» наделил воду из ее глубин чудодейственными свойствами.

«Витязь» в течение ряда лет работал в районе впадины. В результате неоднократно проведенных промеров глубин по всему обследуемому району представление об очертаниях впадины Тускароры изменилось. Выяснилось, что максимальная глубина впадины больше на 1200 м и равна 9715 м. Фактически с борта «Витязя» ученые вторично открыли эту. впадину. Было установлено, что ее длина значительно больше, чем ранее предполагалось, и достигает около 2000 км, а ширина – 20–60 км. Впадина протянулась вдоль восточных подводных склонов Курильских островов и южной части Камчатки. По предложению ученых, проводивших исследования, ее переименовали в Курило-Камчатскую впадину (желоб).

Биологические исследования, проведенные в Курило-Камчатской впадине, помогли приоткрыть тайну жизни в глубинах океана, решить принципиальный спор о предельных глубинах, на которых возможно пребывание живых организмов.

Еще в 1948 г. шведский океанолог Г. Петерсон высказал предположение, что на глубинах больше 6500 м жизнь вообще невозможна. Он ссылался на опыты французского физиолога Фонтена, в ходе которых даже бактерии гибли в барокамере при давлении в ней, соответствующем глубине 6500 м.

Тралы «Витязя», опущенные на глубину более 6000 м, обнаружили около 300 видов ультраабиссальных животных (живущих на глубинах более 6000 м) и даже подняли рыбу с глубины 7579 м. Это была сенсация.

Ученых поразили внешние формы глубоководных рыб. Это были мрачные черные хищники с огромной по отношению к длине тела и зубастой пастью. А у одной из глубоководных рыб (большерота) рот больше головы. К маленькой голове подвешена несоразмерно огромная челюсть. Глубоководные, рыбы светятся в темноте и часто именно этим привлекают к себе жертву.

Наиболее глубоководными животными оказались шестилучевые кораллы, кольчатые черви, моллюски, иглокожие. Ученые тщательно изучали найденные образцы необычайных форм жизни. Правда, их изучение крайне затруднено, так как они неизбежно погибают при извлечении с глубин на поверхность.

С древних времен люди были убеждены, что в глубинах океана обитают огромные чудовища: морские змеи, громадные спруты, фантастические драконы. Жизнь опровергла эти домыслы. Большому организму необходимо больше пищи, а с увеличением глубины количество животных уменьшается, следовательно, резко снижается и количество возможных жертв хищников. Пока все известные обитатели океанских глубин относительно небольшого размера. Естественно, что среди обитателей ультраабиссали есть немало неоткрытых видов. Тем не менее маловероятно открытие среди них новых крупных животных.

В связи с этим известный советский гидробиолог член-корреспондент АН СССР В. Г. Богоров приводил курьезный факт. Советская делегация на международной научной конференции, посвященной 100-летию со времени опубликования знаменитого произведения Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» и 150-летию со дня выхода в свет книги Ж. Б. Ламарка «Философия зоологии», которая прошла в Лондоне в 1959 г., выставила коллекцию глубоководных обитателей, собранную на «Витязе». Коллекция вызвала большой интерес среди ученых и разочаровала журналистов. В баночке были представлены экспонаты, собранные в ультраабиссали Тихого океана. Это были невзрачные на вид организмы небольшого размера, относящиеся к нескольким типам животного царства. На глубинах свыше 7 км найдены относительно немногочисленные виды фораминифер (корненожки), губок, кишечнополостных, червей, иглокожих, ракообразных, моллюсков, погонофор, асцидий. На глубинах более 10 км – несколько видов фораминифер, актиний, нематод, эхиурид, ракообразных, моллюсков и из иглокожих – голотурии. Эти находки доказали, что даже самые большие глубины океана населены.

Ученые до сих пор спорят о происхождении глубоководных животных. Согласно одной из гипотез жизнь на больших глубинах довольно молодая и возникла после последнего великого оледенения. В обоснование» той гипотезы ее приверженцы утверждали, что при каждом оледенении предельно холодные воды попадают из полярных районов на большие глубины и жизнь там прекращается.

Ряд гидробиологов, в том числе и академик Л. А. Зенкевич, считал, что фауна сверхбольших глубин очень древняя. Они утверждали, что жизнь там никогда не прерывалась и, возможно, что на этих глубинах было значительно меньше катаклизмов и резких изменений природных условий, чем в поверхностных слоях океана. Споры эти еще не окончены, нахождение истины связано с новыми находками и открытиями.

Интересно, что и после первых биологических открытий на протяжении многих лет именно «Витязь» был связан с исследованиями глубоководной фауны. Так, важную роль в ее изучении играет регистрация свечения, которое свойственно многим глубоководным морским организмам. В середине 70-х гг советскими и зарубежными специалистами были сконструированы специальные приборы – батифотометры, способные регистрировать даже очень слабые световые вспышки на глубине. С помощью батифотометров, конструкция которых предусматривала передачу на судно принятого светового сигнала по кабелю, удалось зарегистрировать вспышки на глубине 3700 м.

Дальнейшее увеличение длины кабеля не имело смысла. Это приводило в первую очередь к недопустимому усложнению и утяжелению всей конструкции, включая систему передачи сигнала на судно. Как же ученые вышли из положения? Участники рейсов «Витязя» – ученые красноярского Института физики Сибирского отделения АН СССР – создали автономный батифотометр, который мог бы опускаться с борта корабля на металлическом тросе. Прием и запись светового сигнала осуществляются прибором непосредственно в глубинах океана. Прибор был впервые опробован с борта НИС «Витязь». На глубину свыше 7000 м был опущен новый батифотометр. Прибор записал световые вспышки организмов, обитающих в царстве вечной ночи. Эксперимент увенчался успехом.

Что дали науке сенсационные находки «Витязя» на ультраабиссальных глубинах? Зачем они нам? Знание систематического состава ультраабиссальной среды исключительно важно для изучения особенностей распределения живой материи в биосфере, для определения путей эволюции живого на Земле.

Но дело не только в этом. При определении возраста глубоководных впадин океана их фауна является почти единственным надежным критерием. Профессор А. А. Аксенов утверждает по этому поводу, что стабильность условий жизни и невозможность переселения фауны из одной впадины в другую позволяют более надежно реконструировать ход геологической эволюции океана. Установлено, что фауна глубоководных желобов западной части Атлантического океана в районе Карибского моря имеет много общего с глубоководной фауной близлежащих районов Тихого океана. Значит, можно предположить, что в относительно недавнем геологическом прошлом существовала прямая связь двух океанов и не было Панамского перешейка.

В приведенном выше рассказе профессора В. Т. Богорова упомянуто о погонофорах. А ведь именно с экспедициями «Витязя» связаны важнейшие исследования по погонофорам, знаменующие их фактическое открытие для науки. Еще в 1914 г. крупнейший французский зоолог М. Коллери сообщил о загадочном существе, найденном в сборах голландской глубоководной экспедиции на судне «Зибога», работавшей в конце прошлого века в морях Малайского архипелага. Никто тогда не обратил внимания на его сообщение.

В первых экспедиционных рейсах «Витязя» впервые погонофоры были обнаружены в северо-западной части Охотского моря на глубине 3500 м, а затем в тропических районах Тихого и Индийского океанов. Позднее они были найдены и в Атлантическом океане.

Чем же удивительно это нитевидное животное, живущее в длинной хитиновой трубке? Профессор А. В. Иванов изучал эти существа в течение 20 лет и участвовал в ряде экспедиций на «Витязе». Это особый ранее неизвестный тип животных. За исследования в этой области профессор А. В. Иванов в 1961 г. удостоен Ленинской премии.

Сейчас установлено, что погонофоры – одни из древнейших животных, известных еще из палеозоя (570–220 млн. лет тому назад). Таким образом, они одни из немногих выживших древнейших животных, господствовавших миллионы лет назад. Погонофоры – наши дальние родственники, они очень близки к типу хордовых, а следовательно, и к позвоночным. Многие годы зоологи всего мира с интересом наблюдали за. исследованиями Иванова, ведь ему удалось восстановить целое звено в эволюции животного мира.

В настоящее время описано около 130 видов погонофор (в переводе – бородачей). Так они названы из-за хорошо развитого аппарата щупалец на переднем конце тела, напоминающих бороду.

Погонофоры в большинстве являются типичными обитателями абиссали и встречаются, как правило, на глубинах от 2000 до 10 000 м. Они ведут сидячий образ жизни. Погонофоры не способны покидать свою трубку диаметром до 3 мм и длиной от нескольких сантиметров до 1,5 м, так как не приспособлены к перемещениям на открытых пространствах. Однако внутри трубки они могут быстро и активно перемещаться, то высовывая передний конец тела со щупальцами из трубки, то уходя глубоко в нее. Длина трубки значительно превышает длину самого животного и не препятствует таким движениям.

Особенно интересна физиология питания этих животных. Оказывается, микроскопические организмы и Детрит (останки организмов, опустившиеся из поверхностной зоны океана) застревают в густой сети пиннул (выростки на щупальцах). А в межщупальцевое пространство выделяются пищеварительные ферменты и там же происходит переваривание пищи. Питательные вещества всасываются пиннулами, а затем поступают в кровь и разносятся по всему телу. Правда, было также предположение, что погонофоры всасывают также через поверхность тела органические вещества, растворенные в морской воде.

По определению профессора А. В. Иванова, погонофоры представляют собой совершенно исключительный пример свободноживущих (непаразитических) животных, лишенных кишечника и обладающих исключительно наружным пищеварением.

Безусловно, открытие и изучение этих удивительных существ расширило наши представления о формах живой материи и об ее эволюции на Земле.

Загадки марианского желоба

Неоценим вклад экспедиций «Витязя» в определение подлинной картины рельефа дна Тихого океана и его морей, в изменение батиметрической карты Индийского океана. Впечатляет даже перечень открытых глубинных геологических образований. Все началось с обследования Курило-Камчатского желоба, а позже были обнаружены обширные горные хребты и отдельные горы, протяженные долины и глубоководные впадины, многие из которых названы именами видных русских и советских ученых, флотоводцев, космонавтов.

На карте Тихого океана появились подводные возвышенности Обручева и Шатского, желоб и гора «Витязь», подводные хребты Академии наук СССР и Богорова, отдельные подводные горы Макарова, Вавилова, Бардина, Исакова, Папанина, Ширшова, Гагарина, Титова, Павловского. В Индийском океане с борта «Витязя» открыты хребты Восточно-Индийский и Ланка, целых 6 глубоководных желобов, гора Щербакова и много других подобных географических объектов.

С борта «Витязя» изучено 14 глубоководных желобов Тихого океана. Навсегда в истории океанологии останется определение максимальной глубины одного из них – Марианской впадины, которая является на сегодняшний день максимальной глубиной Мирового океана.

Это произошло во время проведения работ по плану Международного геофизического года в 1957 г. Участники экспедиции на «Витязе» проводили исследования глубоководной Марианской впадины. Что она одна из самых глубоководных, сомнений не было. Но какова ее максимальная глубина? Геоморфологи под руководством Г. Б. Удинцева, прошедшего в рейсах «Витязя» путь от аспиранта до доктора наук, поставили перед собой задачу отыскать эту максимальную глубину. Как это произошло, рассказывает участник этих работ И. М. Белоусов. «Эхолот показывает, что «Витязь» приближается к крутому склону. Возможности приборов на пределе. Иногда магическая линия глубины исчезает. Удинцев не покидает лаборатории. Здесь же толпятся многие другие участники экспедиции. Шумно и тесно. Бесстрастный эхолот рисует штрихи. Они медленно ползут вниз: 10 000 м, 10 200 м. Наконец, площадка ровного дна, эхолот показывает 10 600 м. Какая здесь глубина на самом деле – больше или меньше? Загвоздка в том, что прибор решает непрерывную формулу, в которую входит постоянная величина – скорость звука 1500 м/с. На самом деле она меняется с глубиной, она разная в каждом слое, она зависит от температуры, то есть плотности воды. Прибор всего этого не учитывает. Поэтому без поправки на скорость звука, вернее на ее отклонение от расчетной величины, на больших глубинах точные данные не получишь. Запись сделана. «Витязь» остановился. Спускаем за борт батометры и термометры. Эта операция займет около 8 часов. А потом надо отобрать из батометров пробы воды, определить соленость, ввести всевозможные поправки в температуру. Проходят сутки…»

Весь состав экспедиции работает с величайшим напряжением. Геоморфологи и геологи переживают свой звездный час. Еще бы! Вот-вот должно совершиться великое открытие, которое навечно будет закреплено на географической карте нашей планеты. Представляем снова слово И. М. Белоусову: «Удинцев и Зенкевич молча идут в свою каюту. Мы не видели их двое суток. Туда им отнесли гидрологические данные. Там рассчитывались и пересчитывались поправки. Потом Удинцев вышел и показал лист бумаги. На нем крупными цифрами написана измеренная глубина. Новая максимальная глубина Мирового океана 11 034 м (впоследствии данные были уточнены – теперь считается, что глубина Марианской впадины 11 022 м). Сколько акробатов нужно поставить друг другу на голову, чтобы первый стоял на дне, а самый верхний сумел подышать морским воздухом? 6299 человек. И даже если измерение глубины вести одним из семи чудес света – пирамидой Хеопса, то потребуется 76 ее близнецов, стоящих один на другом, чтобы вершина последней скалой возвышалась над морем…»

Ученые многих стран пытались обнаружить большую глубину на дне Мирового океана. В 1960 г. на дно Марианского желоба опустился батискаф «Триест». Гидронавты Жак Пиккар и Дональд Уолш известили, что достигнута глубина 11520 м. Но буквально через несколько дней было сообщено, что это ошибка. Фактически батискаф достиг дна на глубине 10 919 м.

В 1962 г. английское радио принесло весть, что британские географы на судне «Кук» измерили глубину к востоку от Филиппинских островов – 11523 м. Это сообщение было воспринято за рубежом с. восторгом. Но прошло некоторое время, и начальник экспедиции на «Куке» опубликовал извинение: произошла ошибка, глубина оказалась значительно меньшей. Максимальная глубина, измеренная с «Витязя», указана на карте Мирового океана – 11 022 м.

Славный путь и бесславный конец ветерана

«Витязь» побывал в десятках стран обоих полушарий. Зачастую участники его экспедиций оказывались первыми советскими людьми, посетившими эти страны или острова. На «Витязе» выполнены важные исследования по многим национальным и международным программам.

«Витязь» достойно носил звание флагмана советского экспедиционного флота почти два десятилетия, уступив его в 1966 г. новому кораблю науки «Академик Курчатов». Это было вполне закономерно, так как с 1949 по 1966 г. значительно выросло техническое оснащение экспедиционных судов, планы и программы экспедиций соответствовали новым задачам морской науки того времени. Но еще более 10 лет «Витязь» продолжал бороздить воды Мирового океана, делая свой вклад в раскрытие его тайн в тесном сотрудничестве с кораблями нового поколения.

Вспоминая сейчас о его рейсах, мы вполне обоснованно называем «Витязь» долгожителем, так как редкий экспедиционный корабль так активно служил советской науке целых три десятилетия. Все эти годы он был приписан к Владивостоку, откуда выходил в свои длительные походы и туда же возвращался из них, принося людям сведения о новых раскрытых тайнах океана. Жители Дальнего Востока гордились им и говорили ленинградцам: «У вас есть Аврора», а у нас «Витязь». Мы полагали, что, закончив срок своей морской службы, «Витязь» останется на Дальнем Востоке и будет установлен на вечную стоянку как музей морской науки у одного из причалов Владивостока. Однако дирекция. Института океанологии решила иначе: перевести его в порт европейской части СССР, а затем внутренними водными путями – в Москву и установить у одного из столичных причалов кая Морской музей.

7 марта 1977 г. дальневосточники прощались со своим любимым кораблем. Прощание «Витязя» с портом было торжественным и немного грустным. На митинг у борта судна собрались ветераны экипажа, находившиеся на заслуженном отдыхе, портовые рабочие, моряки. Под звуки оркестра буксир отвел корабль на середину бухты. Гудок «Витязя» разнесся над Золотым Рогом. Полукругосветный рейс (61-й по счету) начался… Пройди с попутными исследованиями по Тихому и Индийскому океанам, задержавшись для более детальных работ в Красном море, «Витязь» вошел в Средиземное море, прошел проливом Босфор в Черное море и завершил свой 14 210-мильный рейс в Новороссийском порту.

Два года «Витязь» базировался в Черном море, совершал короткие рейсы в Средиземное море. Но вот подошел финиш – пора отправляться на вечную стоянку. Экспедицию возглавил заместитель директора института доктор географических наук А. А. Аксенов, на борту ветераны «Витязя», участники прежних его рейсов. 17 февраля 1979 г. состоялись торжественные проводы: под оркестр курсантов морского училища «Витязь» покинул Новороссийск. Впереди были Марсель, Барселона, Лиссабон.

Последний 65-й рейс завершился 24 апреля в Калининграде. «Витязь» верно отслужил науке, теперь навечно стал к причалу. Предполагалось превратить его в судно-мемориал, на котором будет открыт музей Мирового океана, но этим радужным надеждам не суждено было сбыться. Как часто бывает, одна сделанная ошибка влечет за собой другие. Не нужно было отрывать судно от родного Дальнего Востока. В Институте решили поставить его на Неве, но ленинградцы отказались – он был для них чужаком. Остановились на Калининграде, но и здесь он тоже был чужим. У института не было ни средств, ни технических возможностей, чтобы выполнить эти планы. Так и стоит сиротливо в Калининграде бывший славный флагман советского экспедиционного флота, постепенно разрушаясь и ржавея.

Мы так подробно остановились на «Витязе» потому, что от него пошла современная история советского экспедиционного флота и что именно его экспедиции заложили первооснову широкого развития советских научных исследований в Мировом океане.