Под водой в Антарктике

ХОЛОД СТРАШНЕЕ КАСАТОК

Уход пингвинов Адели с островов знаменует приближение зимы. Холод и ветер — основное, с чем приходится бороться человеку, где бы он ни оказался в Антарктике. В центральных областях континента круглый год царствует зима. Наиболее холодное место — в районе советской внутриконтинентальной станции Восток. Здесь была отмечена самая низкая температура на земле —88°. Термометр на побережье редко опускается ниже 40–45°. В значительной степени этому способствует аккумулятор тепла — океан. Теплообмен между воздухом и водой происходит постоянно (и даже зимой) через лед. Кроме того, холодный воздух, поступая из центральных областей материка и стекая по ледяному куполу, нагревается в результате адиабатического процесса. Суровость климата на побережье во многом усиливается ветрами, дующими с огромной силой в 100–200 км/час на протяжении длительного времени.

Климатическое воздействие холода и ветра на человека обычно рассчитывают по интенсивности охлаждения единицы поверхности тела. Интенсивность охлаждения, измеряемая в калориях, в основном зависит от температуры воздуха и скорости ветра. Влияние на нее в Антарктиде относительной влажности мало, поскольку здесь она достигает лишь 10–20 %. Было установлено, что интенсивность охлаждения более 65 калорий на квадратный сантиметр человеческого тела приводит к обморожению. В районе Мирного в году насчитывается более половины дней с интенсивностью охлаждения 65—100 калорий.

Стоковый ветер на побережье теряет силу по мере удаления от барьера в сторону моря. Мы заметили, что этот ветер на острове значительно слабее, чем в Мирком, и зачастую отсутствует вовсе. Не раз мы наблюдали, как в районе обсерватории бушевала метель, в то время как над нами ярко светило солнце. И все же ветер нам очень досаждал. Под порывами ветра наши домики дрожали и скрипели, словно старые железнодорожные вагоны на разбитой колее. В конце концов мы к этому привыкли и даже стали определять скорость ветра по звукам, издаваемым домом. Слабые порывы вызывали легкое поскрипывание, резкие — глухие удары и многоголосый стон всего сооружения. Особой музыкальностью обладал домик, занимаемый Женей. В него первым ударял ветер со стороны материка, и разнокалиберные банки на стеллажах начинали звенеть по-разному. Мелкое позвякивание указывало о скорости пе более 20 м/сек — в движение банки приходили при ветре до 30 м/сек, а при усилении ветра до 40 м/сек все прыгало и грозило слететь на пол.

В последний день марта море встало. Утром, используя затишье, по чистой воде мы ушли к дрейфующим льдам охотиться на леопарда. Тушу тюленя нужно было доставить ленинградскому Зоологическому музею. Мы плавали на лодке «Дарья» о г льдины к льдине, но на осколках ледяных полей лежали тюлени Уэдделла и крабоеды. Валентин обратил внимание на полосы сала, появившегося на воде. Похоже было, что температура воздуха снижалась и море начинало замерзать. Если так, паши шансы вернуться на остров могли бы и не осуществиться. Обойдя Хасуэлл, мы повернули к острову и вскоре встретили поле блинчатого льда. Работая изо всех сил мотором, расталкивая «блины» веслами, мы продирались, но все медленнее и медленнее. Наконец катер совсем потерял ход. До острова нам осталось метров 40, когда он окончательно встал. Заглохнул мотор.

Наступила тишина, нарушаемая легким шуршанием льда о борт. На наших глазах отдельные «блины» смерзались, образуя крупные льдины. Женя предложил раскачивать катер вперед-назад — так, как это делает «Обь», форсируя поле льда. Но тщетно. 25-сильный дизель пе мог преодолеть пятисантиметровый лед. «Дарья» вмерзала, и оставался единственный выход — прорубить капал и вытащить лодку вездеходом. По образовавшемуся льду можно было ходить.

Саша ушел за вездеходом, а мы взялись за топоры. Тонкий лед хорошо рубился, и метр за метром «Дарья» продвигалась к острову. Несколько дней морозной и тихой погоды окончательно сковали море. Мы бегали по прозрачному льду на коньках, наслаждаясь звенящей тишиной и радуясь наступлению зимы. Наконец-то мы могли приступить к организации стационарных разрезов и проведению круглогодичных наблюдений. Летом мы установили, что наиболее интересными под водой являются северное и западное направления. На этих разрезах и намечалось установить постоянно палатки. Третью палатку было решено укрепить на деревянных санях так, чтобы в течение зимы можно было передвигать ее в любое место на припае. Оказалось, что лед для нас не помеха, он даже представлял известные удобства для организации водолазной станции. Как это ни парадоксально, но спускаться в воду со льда в условиях Антарктики проще, чем со шлюпки. Палатка изолирует водолаза от непогоды. Холод и ветер не заставляют нас лезть отогреваться под воду, как это бывало при спусках на чистой воде. Припай, пока он тонкий, хорошо пилился ножовкой. Сделав квадратную прорубь размером метр на метр, мы с Юрой вморозили бревна таким образом, чтобы сверху могла встать палатка. Настелив пол, заделав все щели, мы получили над прорубью прекрасное помещение. По периметру отверстия в воду был спущен сруб из водостойкой фанеры. При низких температурах прорубь стала обрастать льдом, однако от файеры лед при распилке легко откалывался.

Солярная печь горит круглые сутки, поддерживая положительную температуру и создавая некоторый комфорт, столь необходимый водолазу перед спуском и после выхода из воды. Здесь же у проруби мы держим мелкое подводное снаряжение. Водолаз одевается в доме, в палатке же остается приладить ласты, надеть акваланг и груза.

Мягкий голубоватый свет струится от проруби. Подводный пейзаж освещается, через лед так хорошо, что дно на глубине 40 м видно во всех деталях. Когда водолаз уходит вниз, с поверхности открывается фантастическая картина: человек, зависший в толще воды, грозди сверкающих пузырей, рыбы, грибневики, медузы — все это, как бы подвешенное в пустоте, медленно дрейфует с течением. Картины менялись. Зимовщики Мирного назвали прорубь в палатке телевизором. Многие приходили к нам посмотреть через окно в подводный мир. Как зачарованные, часами сидели они у края проруби, наблюдая за происходящим внизу. У тех, кто впервые заглядывал вниз, часто кружилась голова от ощущения открывшейся бездны. Плотник, боявшийся высоты, к проруби подобрался на четвереньках и в такой позе склонился над водой. И надо же было, что в тот момент, когда он наблюдал за рыбами, из-под льда вынырнул тюлень Уэдделла и уставился усатой мордой прямо в физиономию плотника. От неожиданности тот потерял сознание, руки у него подкосились и, падая в майну, он боднул тюленя. Мы успели подхватить его и не дать упасть в воду, но сцена была потрясающей. Нам пришлось долго приводить плотника в чувство. Кто-то предложил налить стакан спирта и дать ему понюхать. Очнувшись и выпив спирт, он выбежал и более к нам не заглядывал.

Из антарктических тюленей тюлень Уэдделла — единственный, кто круглый год находится непосредственно у края материка, не уходя к открытой воде. Его жизнь тесно связана с неподвижными льдами. Когда море замерзает, тюлень держится там, где в припае есть трещины, — вокруг островов и айсбергов, вдоль кромки шельфового ледника. Даже при самых низких температурах приливные трещины в этих местах не замерзают. Средний вес взрослого тюленя 400–500 кг. Толстый слой жира — приспособление тюленя к жестоким условиям Антарктиды, низким температурам воды. В начале века, когда человек стал осваивать материк, мясо этих тюленей шло в пищу, жиром отапливали помещения. Зимовку в 1897–1899 гг. бельгийской экспедиции на судне «Бельжика» перенесли те члены экипажа, которые употребляли в пищу мясо тюленя. Амундсен в период подготовки похода на Южный полюс забил несколько сот тюленей для прокорма собак и создания аварийного запаса мяса для участников экспедиции.

Тюлень Уэдделла — мирное животное. На поверхности у него нет врагов, в воде почти тоже. Он, однако, избегает тех мест, где обитают касатки и морские леопарды. В отличие от тюленя-крабоеда на его туловище очень редко можно увидеть раны и ссадины. А если таковые и есть, то в большинстве случаев они украшают самцов и приобретены во время боев, предшествующих периоду спаривания. Короткое антарктическое лето тюлень проводит на припае, часами греясь на жарком солнце и лишь изредка заныривая под лед, чтобы поохотиться. В это же время происходят бои самцов и заключаются брачные союзы.

Тюлень Уэдделла полисам и в период спаривания образует небольшие гаремы. Через 11 месяцев весной, когда солнце уже ненадолго поднимается над горизонтом и чуть пригревает, у тюленей появляются малыши. В местах нагромождений льда самка отыскивает пещерку, в которой укрывается с новорожденным от непогоды. Роды проходят быстро. Как-то, направляясь в колонию императорских пингвинов, я натолкнулся на самку, катающуюся с боку на бок по припаю. Вернувшись через четверть часа, я обнаружил там новорожденного. Щенка покрывал курчавый и плотный мех чуть зеленоватого оттенка. Малыш был еще мокрый и, стараясь приблизиться к матери, неумело перемещался по льду, отталкиваясь ластами. Увидев меня, самка не имела сил даже поднять голову и отпугнуть непрошеного гостя.

Тюлененок растет быстро и благодаря высокой жирности материнского молока за сутки прибавляет в весе до 3 кг. Через две-три недели щенки похожи на вытянутые надутые баллоны, готовые лопнуть от легкого прикосновения. Еще до окончания линьки малыши сходят в воду и обучаются плаванию в полыньях, которые рано образуются у подножия крупных айсбергов. После линьки самки бросают детенышей, и те ведут самостоятельную жизнь.

Основу рациона тюленя составляют рыба, моллюски (осьминоги), голотурии, крупный планктон (криль). В районе Мирного предмет их охоты — подледная рыба широколобик. Охотясь под водой, тюлень использует в качестве ловушки горизонтальные полости в припае, прорезающие толщу льда в местах примыкания к островам. Тюлень загоняет косяк в этот карман и, закупоривая туловищем выход, пожирает рыбу. Изредка мы портили ему трапезу, подплывая сзади и дергая за торчащие из отверстия ласты. В районе моря Росса тюлень охотится на рыбу клыкач. С этим крупным хищником до полутора метров длиной и весом до 70 кг тюлень расправляется весьма оригинально. Поймав клыкача, он выныривает из лупки и держит рыбу надо льдом. После того как клыкач перестает дергаться, тюлень заныривает под лед, где спокойно ее поедает. Иногда он выныривает из воды на лед. Эксперименты показывают, что, добывая пищу, он заныривает на глубину 600 м, находясь под водой до 40 минут. Способность глубоко и долго пырять определяется у него высоким содержанием кислорода в крови — в 5 раз больше, чем у человека. Зимой при сильном морозе и ветре большую часть времени тюлень находится в воде, периодически выныривая наружу для вентиляции легких. Отыскать трещину полярной ночью ему помогают развитая эхолокационная система и особое строение глаз, приспособленное к низкой освещенности подо льдом. Специальное приспособление повышает чувствительность глаза, а быстрое изменение формы зрачка от щелевидной на поверхности до совершенно круглой под водой позволяет пропустить большее количество света. Сильно развитые резцы и клыки помогают ему очищать лунку ото льда. Ежедневно перепиливая нарастающий лед, тюлень часто ломает резцы. Когда лунка замерзает, он погибает, если в радиусе 10–15 км не найдет трещину.

Тюлени Уэдделла, зимующие под припаем в районе нашего острова, охотнее всего пользуются прорубями, проделанными нами во льду для спусков. Каждый день, идя на погружение, мы слышим доносящееся из палатки сопение и фырканье. Вначале мы вежливо пытались выпроводить тюленя, похлопывая его по спине. Но он только перекатывался с боку на бок, скалил зубы и рычал на нас, не желая понять, чего от него хотят. В конце концов это нам надоело. Чтобы отделаться раз и навсегда от непрошеного гостя, мы выгнали его на лед, погрузили на лист фанеры и отбуксировали к широкой трещине у айсберга. Свалив тюленя на снег и подождав, пока он скроется подо льдом, мы, облегченно вздохнув, возвратились к палатке. Но тюлень нас опередил — он уже плавал в проруби, недоуменно поглядывая на нас.

Борьба за палатку приняла затяжную форму. Однажды, отчаявшись, мы прибегли к крутой мере — попробовали всыпать табаку в ноздри животного, и это произвело на него большое впечатление. Тюлень моментально понял, что от него требуется, и, громко чихая, поспешно исчез под водой. Знакомство с табаком пошло всем тюленям на пользу: в дальнейшем они спали, не вылезая из воды, только положив голову на край проруби. Теперь перед погружением водолазу достаточно было лишь слегка постучать ластом по голове гостя, и тот, отплыв в сторону, разрешал спуститься под воду. Поднимаясь на поверхность, мы часто видели, что тюлень болтается в проруби, закрывая отверстие и мешая выбраться.

Тюлени Уэдделла не любят передвигаться по суше, однако их встречают ползущими от побережья вверх, в глубь материка Возможно, что в этот нелегкий путь тюлень отправляется в поисках уединения. Так часто поступают больные или раненые животные, предчувствуя гибель. Случалось находить высохшие трупы тюленей на расстоянии 70 км от моря и на высоте 750 м над его уровнем.

Апрель оказался лучшим месяцем для работы под водой. Тонкий лед был прозрачен, снег на припае отсутствовал. Оказалось, что освещенность под водой зависит не столько от толщины льда, сколько от количества снега на его поверхности. Фотосинтез прекратился, вода отстоялась, и свет беспрепятственно проникал в толщу моря. Погружения под лед напоминали плавание в гигантском аквариуме. Придерживаясь рукой за край проруби, я смотрел вниз. В сказочном мире синевы, просвеченном до дна солнечными лучами, поднимались утесы и вершины незнакомой страны. Сильно выдохнув и оттолкнувшись ластами, по пологой спирали, не делая усилий, я закручивался вниз, наслаждаясь полетом в трех измерениях. Живая поверхность склона проплывала перед стеклом маски: мелкие офиуры, пауки пантоподы, крохотные рачки и моллюски сплетались в сплошной пестрый покров. На уступах укрепились полупрозрачные короны горгонарий и хрупкие белые перья гидроидов.

Из водорослей здесь было только немного красных родосмений, которые выделялись своей сочной окраской, а выше особенно много диатомовых, покрывающих поверхность скалы плотным слоем. Коснувшись дна на глубине 40 м, я попадал в царство организмов, навечно прикрепленных ко дну. Жизнь, которую они ведут, возможна только в водной среде. На суше одни лишь растения могут быть неподвижны, поскольку они существуют благодаря фотосинтезу, получая пищу из почвы. Растения в море могут существовать только там, куда проникает солнечный свет. 50–60 м — обычный предел распространения растительных организмов в океане. Лишь иногда в районах с особенно прозрачной водой они встречаются несколько глубже. Обитателям дна, чтобы прокормиться, двигаться не обязательно: вода с течениями постоянно приносит растительный и животный планктон. Многие животные искусственно усиливают фильтрацию воды, прокачивая ее через свое тело. Я понял, почему весной, в период максимальной вспышки планктона, у дна его было меньше: планктонные животные, прикрепленные к грунту, профильтровывали через себя нижний слой воды, поглощая микроорганизмы.

Здесь великое множество морских лилий. Морская лилия внешне очень похожа на наземное растение. Но ветви этого нежного «растения» оказываются живыми отростками, телом лилии. Ветвистые отростки, как нити паутины, улавливают плавающие в воде мельчайшие организмы, а реснички, растущие на них, доставляют пищу в рот.

Губки гигантские, напоминающие раздутый кувшин, высотой более полутора метров, имеют приятный кремовый цвет; более мелкие — красного, зеленого, фиолетового, желтого, синего цветов и самой различной формы — от колючих кустов, похожих на кактусы, до тонких изящных ваз. О возрасте гигантских губок еще ничего не известно. Они, вероятно, живут очень долго, так как должны пройти десятилетия, пока кувшин достигнет таких размеров. Сфотографировав одни и те же губки с промежутком в два года, мы убедились, что они практически не изменились.

Я огляделся. Нигде не было заметно ни малейшего движения. Лишь в толще воды, мягко пульсируя, висели прозрачные медузы и гребневики. Я находился в каком-то сказочном музее с фантастическим количеством цветных экспонатов. Боясь сорвать дыхание, медленно отталкиваясь ластами, я скользил вдоль живых стен.

Постепенно холод стал проникать через толстое водолазное белье и ткань костюма. В начале спуска я неудачно коснулся рукой склона, и одно из герметизирующих колец перчатки соскочило. Ледяная вода, заполнив рукав, медленно поступала в костюм, напоминая о скорейшем возвращении.

Защита организма от холода при погружении в ледяную воду — одна из существенных проблем, с которой мы столкнулись при водолазных работах в Антарктике. Гидрокостюм, пока он цел, и водолазное белье эту роль выполняют довольно успешно. Лучшее белье гидрофобное, не пропускающее воду, а также специальное водолазное, сделанное из толстой шерсти. Мы пользовались последним. Сразу по приезде продолжительность первых спусков составляет в среднем около 30 минут, после акклиматизации организма на воздухе и адаптации к термическому стрессу под водой время постепенно увеличивается до 50 минут. Однако это почти предел, больше часа за один раз под водой просидеть трудно, любой же разрыв костюма, даже незначительный, вынуждает сразу выходить на поверхность. Это вызвано, с одной стороны, большими теплопотерями: вода энергично «высасывает» из организма калории, поскольку теплоемкость у нес в 700 раз, а теплопроводность в 25 раз выше, чем у воздуха. С другой стороны, возникает опасность появления специфического, так называемого холодового шока. В результате его водолаз может потерять способность к сопротивлению и начнет опускаться на дно, так как сразу же, после того как костюм порвется и внутрь попадает вода, плавучесть становится отрицательной. Организм человека нормально функционирует при температуре тела около 36 °C. Падение температуры на несколько десятых градуса сопровождается появлением «чумной кожи», мелкой дрожи тела и последующим судорожным сокращением мышц. При температуре тела 32–34 °C отмечаются апатия, слабость, невразумительная речь. При понижении температуры до 30–32 °C человек, как правило, впадает в бессознательное состояние. Наступление переохлаждения зависит от многих причин: температуры воды, снаряжения, скорости обмена веществ, количества подкожного жира, воздуха под костюмом, скорости течения и характера выполняемой работы. Человек не испытывает ощущения холода в воде в том случае, когда разность между температурой его тела и температурой воды не превышает 0,5 °C. Установлено, что при температуре воды 10 °C человек теряет сознание через 30–60 минут, а смерть наступает через 1–2 часа; при температуре воды 26 °C потеря сознания наступает через 12 часов. В воде при нулевой температуре человек без защитной одежды теряет сознание через 15 минут, а через полчаса-час умирает. При температуре воды ниже нуля продолжительность жизни человека еще меньше.

У берегов Антарктиды даже в летний период температура воды в море редко превышает — 1,9 °C. Воздух, которым мы дышим под водой, имеет ту же температуру, поэтому значительное количество тепла водолаза расходуется для нагревания организмом вдыхаемого воздуха. Эти потери достигают 15–20 % от всех теплопотерь. При плавании в гидрокостюме основные теплопотери происходят путем излучения. Тело изолируют от холодной воды оболочка костюма и водолазное белье. Неблагоприятные особенности теплопотерь излучением состоят в том, что теплообмен в организме своевременно не увеличивается и поэтому температура участков тела снижается неравномерно. В первую очередь охлаждаются конечности. Переохлаждение организма способствует развитию ряда водолазных заболеваний. Холодная вода вызывает значительное потребление кислорода, и это часто приводит к кислородному голоданию. Существует определенная зависимость между появлением признаков кессонной болезни и температурой окружающей среды. Физиологи отмечают, что разрыв скафандра у водолазов и попадание внутрь воды приводят впоследствии к появлению признаков кессонного заболевания именно на тех участках тела, которые более всего были охлаждены. Под влиянием низкой температуры происходят изменения в кровообращении. Температура крови снижается — кровь становится более вязкой, суживаются также кровеносные сосуды. Все, вместе взятое, существенно сказывается на освобождении тканей организма от растворенного в крови инертного газа и, стало быть, на времени декомпрессии.

Одно из преимуществ плавания в шлеме, закрывающем всю голову, состоит в возможности постоянно поддувать воздух под костюм. Благодаря этому под шлемом всегда достаточно воздуха около затылка и шеи, именно тех участков тела, которые особенно чувствительны к понижению температуры. Холод не причиняет водолазу беспокойства, когда он интенсивно работает, однако остановка приводит к быстрому охлаждению. В таком случае лучше выйти из воды, так как существенно снижается способность к самоконтролю, теряется интерес к окружающему.

Мы ежедневно работаем, спускаясь до 60–65 м. Такие спуски опасны из-за появления глубинного опьянения, вызываемого наркотическим действием азота. В составе воздуха, которым дышит водолаз, азот выполняет роль газа-разбавителя, который доставляет кислород в легкие, удаляет из организма избыточную двуокись углерода и создает молекулярный обмен, необходимый для дыхания. В составе атмосферного воздуха парциальное давление азота составляет около 0,8 атм. С увеличением глубины погружения увеличивается парциальное давление всех газов, входящих в состав воздуха. На глубине 30 м парциальное давление азота составляет 3,2 атм. При таком давлении азот становится наркотиком. Наркотическое действие азота сказывается сильнее на малоопытных водолазах и зависит от характера и интенсивности выполняемой ими физической работы. Профессиональные водолазы на глубинах 50–60 м могут выполнять только легкие работы; при этом у них отмечается значительное снижение физической и умственной работоспособности. На глубине 60 м даже опытному водолазу грозит глубинное опьянение. По официальным правилам водолазной службы спуски на сжатом воздухе на глубины от 60 до 80 м могут быть допущены лишь в случае аварии для спасения людей. Практически на глубинах 80–90 м водолаз становится нетрудоспособным, и спуски на эти глубины возможны только на короткое время.

Глубинное опьянение воздействует на центральную нервную систему и умственную деятельность человека: возникают слуховые и зрительные галлюцинации. Водолаз не может трезво оценивать обстановку, он настроен чрезвычайно легкомысленно. Бывает, что он снимает с себя снаряжение, выплевывает загубник, что часто закапчивается потерей сознания. С подъемом же на глубину меньше 40 м опьянение исчезает.

Жак-Ив Кусто был первым, кто столкнулся с особенностями глубоководных спусков в акваланге. Он пишет, что главная опасность кроется в той обманчивой легкости, с которой каждый надевший акваланг может спуститься на любую глубину. Море не предупреждает об опасности, и вопрос не в том, удастся ли спуститься, а в том, сможет ли водолаз потом подняться наверх. Достижение рекордной глубины в акваланге, как правило, заканчивалось трагически. Опытный французский водолаз Морис Фарг во время рекордного погружения достиг глубины 120 м, но поплатился за это жизнью, став жертвой глубинного опьянения. Аквалангист из Флориды Хоуд спустился до 152 м, однако на поверхность не вернулся. Его тело бесследно исчезло в море. Из троих итальянцев, установивших рекорд и спустившихся на глубину 131 м, один не смог расписаться, а подписи двух других были совершенно неразборчивы.

В СССР глубина спусков с аквалангами ограничена 40 м, на 60–80 м разрешается спускаться только в вентилируемом снаряжении, в котором в случае потери сознания нельзя захлебнуться. При этом к спускам на 60–80 м допускаются водолазы, не имеющие повышенной чувствительности к наркотическому действию азота. На глубину более 80 м спуски производятся в инжекторно-регенеративном снаряжении, где для дыхания в зависимости от глубины применяются воздушно-гелиевые или гелио-кислородные искусственные газовые смеси, не оказывающие на этих глубинах наркотического действия.

Существует ряд теорий, объясняющих физиологический механизм глубинного опьянения. Согласно классической теории, опьянение вызывается наркотическим действием азота (азотный наркоз), когда парциальное давление азота во вдыхаемом воздухе превышает четыре атмосферы. Однако до настоящего времени нет полного понимания природы глубинного опьянения, хотя имеется общая точка зрения, что в химическом отношении действие инертных газов на организм человека сходно с анестезией (с одной лишь разницей — с подъемом на поверхность действие этой анестезии прекращается).