Рассматривая вопросы изучения Мирового океана, стоит отдельно поговорить о самом глубоком месте на Земле – Марианском желобе.

В 1872 г. британское судно «Challenger» (рис. 19.1 [52]), в переводе с английского «Бросающий вызов», переделанное в исследовательское судно из бывшего военного корвета, обнаружило в западной части Тихого океана место «без дна».

Рис. 19.1. Научное судно «Challenger». Рисунок 1872 г.

Измерительный лот, к которому были прикреплены приборы для взятия проб грунта и измерения температуры воды, был вытравлен за борт на максимально возможную длину, но дна так и не достал. К чести руководителя экспедиции, измерения на этом не прекратились. К концу троса привязали дополнительный пеньковый трос. Дно было достигнуто на глубине 8376 метров. Инструменты, прикрепленные к лоту, были повреждены из-за огромного давления. Полученная проба грунта состояла из темного вулканического песка. Сломанный термометр показывал температуру +3 °C.

Самое глубокое место на Земле назвали Марианским желобом, по имени близлежащих островов. Более поздние измерения показали, что впадина представляет собой дугу протяженностью 2,5 тысячи километров и шириной почти 70 километров. Самый глубокий участок, расположенный на южном конце желоба, получил название бездны Челленджера – по названию судна, первым обнаружившего желоб (рис. 19.2 [52, 53]).

Рис. 19.2. Марианский желоб и бездна Челленджера на карте.

С момента открытия и до настоящего времени максимальная глубина Марианского желоба неоднократно уточнялась. На некоторые из этих измерений стоит обратить особое внимание.

В 1899 г. американское судно «Nero» так же, как и при открытии впадины, с помощью лота определило глубину 9636 метров.

В 1925–1931 гг. с трех японских исследовательских судов были выполнены первые измерения глубин с помощью эхолотов. Максимальная глубина, определенная в этот период, составила 9814 метров.

В 1951 г. английским гидрографическим судном «Challenger-2», названным в честь корвета, открывшего желоб, впервые был использован эхолот, разработанный специально для измерения больших глубин с целью составления морских карт. По результатам работ была определена глубина 10 863 метра.

В 1957–1958 гг. советское исследовательское судно «Витязь» во время комплексного изучения Марианского желоба зафиксировало глубину 11 022 метра.

В 2014 г. американцами было зафиксировано самое большое значение. Приборы показали максимальную глубину, составившую 11 034 метра, при этом в отчетах еще фигурировала цифра 10 984 метра. Запомните ее, сейчас вы поймете, почему она так важна.

В 2020 г. прошла последняя, к настоящему времени, комплексная экспедиция по изучению Марианского желоба. Зафиксирована глубина 10 935 метров.

Как видно из приведенных данных, в разных экспедициях максимальная глубина отличается. И в этом нет ничего удивительного, ведь средства измерения совершенствуются. Но примечательно то, что в разных современных источниках, описывающих Марианский желоб, указаны разные максимальные глубины. Наиболее часто встречаются следующие цифры: 10 978; 10 984; 11 034 метра.

Даже если сравнивать разные статьи, посвященные одной и той же экспедиции, то приведенные в них данные расходятся между собой. Почему так происходит? Ведь никто из журналистов не собирался преднамеренно вводить в заблуждение читателей. Ответ на этот вопрос даст специалист-гидрограф. Опытный гидрограф, в отличие от журналиста, не будет ориентироваться на крайние значения и учтет все особенности выполненных работ, чтобы получить максимально точный результат. Причин расхождения в данных несколько.

Первая причина – совершенствование средств и методов измерения глубины. Специализированный глубоководный эхолот значительно точнее измеряет глубину по сравнению с лотом. Постепенно конструкторами создаются более точные приборы, а учеными определяются и уточняются методические поправки, учитываемые в ходе работ.

Вторая причина – возможное расхождение точек производства измерений. Море – это не автомобильная дорога, где машины могут остановиться у одного и того же знака. Судно, даже находящееся рядом с берегом, такой возможности не имеет, тем более в районе Марианского желоба, где до ближайшего берега сотни километров. На современном уровне развития науки и техники не представляется возможным гарантировать точное попадание именно в те точки, где находились исследовательские судна предшествующих экспедиций.

Третья, и, наверное, самая главная, причина – погрешности работы измерительных приборов. Журналисты, в погоне за сенсацией, указывают именно максимальные глубины, забывая при этом про погрешности. На такой большой глубине суммарное значение всех погрешностей составляет ±50 метров.

Поэтому целесообразно использовать значение, равное 10 984 метра (11 034 – 50 = 10 984). Рекомендую ссылаться именно на эту подтвержденную максимальную глубину бездны Челленджера, определенную в 2014 г.

Глубина Марианского желоба на 2 километра больше, чем высота самой большой горы на Земле – Эвереста (рис. 19.3 [52]).

Рис. 19.3. Соотношение высоты Эвереста и глубины Марианского желоба.

Из рис. 19.3 видно, что контур горы Эверест полностью покрывается водой при совмещении с силуэтом Марианского желоба.

Давление на дне составляет почти 1100 атмосфер, или 108,6 МПа, что превышает нормальное атмосферное давление в 1072 раза. Температура воды находится в пределах +1–3 °C. Но, как ни странно, здесь прижились моллюски. Как их раковины выдерживают такое колоссальное давление воды – непонятно.

Интересная деталь, которую подмечают именно специалисты-гидрографы: несмотря на то что Марианский желоб самое глубокое место в Мировом океане, его дно не является самой близкой точкой к центру Земли. Как вы уже знаете, наша планета не идеально круглой формы. Земля слегка приплюснута у полюсов, где ее радиус на 25 километров меньше, чем у экватора. Поэтому самая глубокая точка Северного Ледовитого океана на 13 километров ближе к центру Земли, чем дно бездны Челленджера.

С началом широкого использования в практике выполнения гидрографических работ однолучевых эхолотов, а затем и других приборов, таких как многолучевые эхолоты, гидролокаторы, акустические профилографы, магнитометры, Марианский желоб был изучен очень тщательно, как говорится, его обследовали вдоль и поперек, что недалеко от истины. Учитывая запредельно большую глубину, большинство полученных материалов низкого разрешения. Качество их исполнения не позволяет подробно изучить дно. В очередной раз ученые столкнулись с тем, что поверхности космических тел, таких как Луна и планеты Солнечной системы, изучены более качественно, чем дно Мирового океана.

Полученные материалы позволили установить, что дно бездны Челленджера представляет собой почти плоскую равнину длиной 11 километров и шириной около 1,6 километра. На равнине находятся 3 котловины, глубиной более 10 900 метров (рис. 19.4 [52]).

Рис. 19.4. Дно бездны Челленджера.

Как видно из рисунка, изображение очень нечеткое, размытое. Это говорит о том, что, с одной стороны, возможностей современных технических средств недостаточно для работ на таких запредельно больших глубинах, а с другой – что данные в полном объеме доступны только специалистам. Более качественного изображения дна бездны Челленджера в открытом доступе найти не удалось. Простой читатель видит общую, уже обработанную информацию. Чтобы изучить все материалы выполненных работ, вам придется стать гидрографами.

Ученые неоднократно предпринимали попытки достичь дна самой глубокой части Марианского желоба – бездны Челленджера, но сделать это с помощью специальных подводных аппаратов удалось всего в семи экспедициях, в четырех из них – с людьми на борту [54].

Большинство глубоководных аппаратов рассчитаны на максимальную глубину погружения, которая составляет 6–7 тысяч метров. Для покорения Марианского желоба использовались специально сконструированные для решения именно этой задачи аппараты. Все они настолько уникальны, что стоит упомянуть о каждом из них.

Первый раз достичь дна удалось в 1960 г. Это был глубоководный батискаф «Trieste» с двумя специалистами – американцем Доном Уолшем и швейцарцем Жаком Пикаром. Толщина стенок батискафа составляла 13 сантиметров. На дне аппарат находился менее 20 минут (рис. 19.5 [52]).

Рис. 19.5. Батискаф «Trieste». Фотография 1960 г.

Выполненные наблюдения позволили сделать важный вывод о присутствии жизни на дне желоба. В поле зрения камер попала скудная подводная растительность. Следующее погружение, в ходе которого удалось достичь дна, состоялось только через 35 лет.

В 1995–1997 гг. желоб исследовал японский беспилотный аппарат «Kaiko» (рис. 19.6 [52]). В пробах грунта, который был взят со дна специальными манипуляторами, обнаружены бактерии, черви, креветки. Также были сделаны фотографии глубоководных животных.

В 2009 г. на дно опустился американский робот «Nereus», который взял пробы воды и грунта и сфотографировал обитателей глубин (рис. 19.7 [52]).

В 2012 г. дна Марианского желоба достиг американский обитаемый аппарат «Deepsea Challenger». Погружение совершил Джеймс Кэмерон – режиссер кинофильма «Титаник». Аппарат получил пробы грунта, образцы фауны, а также сделал фотографии и 3D-видеосъемку (рис. 19.8 [52]).

Рис. 19.6. Подводный глубоководный аппарат «Kaiko».

Рис. 19.7. Глубоководный аппарат «Nereus».

Рис. 19.8. Глубоководный аппарат «Deepsea Challenger».

В 2019 г. в рамках экспедиции под руководством американского исследователя Виктора Весково несколько раз дна достигал аппарат «DSV Limiting Factor». В ходе исследований был получен профиль дна, измерены давление, температура и соленость воды, выполнена видеосъемка. Перед погружением аппарат был испытан на прочность в российской организации «Крыловский государственный научный центр», расположенной в Санкт-Петербурге.

Здесь находится единственный в мире испытательный стенд, позволяющий проверять глубоководные аппараты на устойчивость при давлении, равном давлению на глубине 14 километров (рис. 19.9 [55]).

Рис. 19.9. Глубоководный аппарат «DSV Limiting Factor».

8 мая 2020 г. на дно Марианской впадины погрузился российский автономный аппарат «Витязь», разработанный в Центральном конструкторском бюро морской техники «Рубин» (Санкт-Петербург) (рис. 19.10 [56]). В ходе погружения была выполнена фото- и видеосъемка. На глубине 10 028 метров был установлен вымпел в честь 75-й годовщины Победы в Великой Отечественной войне.

Рис. 19.10. Российский глубоководный автономный аппарат «Витязь».

В конце 2020 г. китайский обитаемый аппарат «Fendouzhe» опустился на дно Марианского желоба. На борту пилотируемого устройства находились трое исследователей, выполнявших видеосъемку (рис. 19.11).

Рис. 19.11. Глубоководный аппарат «Fendouzhe».

Частота погружения исследовательских аппаратов, достигших дна, с каждым годом увеличивается. В настоящее время в нескольких странах, включая Россию, разрабатываются новые аппараты, способные достичь дна бездны Челленджера. В ближайшие годы стоит ждать новых сообщений об изучении дна Марианского желоба. Но до настоящего времени оно продолжает оставаться самым труднодоступным местом на Земле.

По состоянию на 2022 г. на дне Марианского желоба, начиная с первого погружения в 1960 г., побывало только 13 человек. За это же время в космосе, начиная с полета Юрия Гагарина 12 апреля 1961 г., – почтив 50 раз больше, а если быть абсолютно точным, то 632 человека. Это сравнение наглядно показывает, насколько сложнее исследовать Мировой океан по сравнению с космосом.

К сожалению, дальность, на которую просматривалось дно из аппаратов, составляла всего лишь несколько метров. Полученные фотографии не позволяют оценить все дно Марианского желоба целиком, но подтверждают, что дно океана там неоднородно (рис. 19.12 [52, 53, 54]). На современном уровне развития науки и техники никто не может утверждать, что за пределами этих нескольких метров не живут доисторические подводные монстры или даже не находится база инопланетян. Разгадать эти загадки в будущем предстоит уже вам, если изучение Мирового океана станет вашей профессией.

Рис. 19.12. Фотографии дна Марианского желоба.

Как уже отмечалось, во время обследования Марианского желоба дополнительно фиксировалась информация о животном мире. По мере погружения, которое занимало более 5 часов (подъем по окончании работ составлял более 3 часов), в поле зрения фотокамер периодически попадали глубоководные животные, которых никто ранее не видел и о существовании которых даже не подозревал (рис. 19.13 [52, 53, 54]).

Рис. 19.13. Фотографии живых существ Марианского желоба.

В заключение главы приведу несколько интересных фактов, хотя и не относящихся к работе гидрографа, но с которыми неизбежно столкнется любой специалист, изучающий Марианский желоб [54].

1. Марианский желоб образовался на стыке двух литосферных тектонических плит – Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита более старая и плотная. Она в течение миллионов лет «подползала» под более молодую Филиппинскую плиту со скоростью 3–4 сантиметра в год, в результате чего и образовался желоб.

2. На глубине около 4 километров расположен действующий вулкан Дайкоку, извергающий жидкую серу, которая кипит при температуре +187 °C. Единственный подобный объект – озеро жидкой серы, открытое на спутнике Юпитера – Ио.

3. На глубине около 2 километров, на склоне желоба, зафиксированы выбросы «черных курильщиков». Это источники геотермальной воды с высоким содержанием сероводорода, которые при контакте с холодной водой создают видимость клубов черного дыма. Температура воды в месте выброса +450 °C.

На севере каньона расположены «белые курильщики» – гейзеры, извергающие жидкий углекислый газ при температуре +70–80 °C. Движение воды напоминает клубы белого дыма. Предположительно именно в таких геотермальных «котлах» следует искать истоки возникновения жизни на Земле.

4. Глубоководные обитатели, как правило, имеют большую пасть с длинными зубами. Высокое давление сделало их тела небольшими, длиной от 2 до 30 сантиметров. Встречаются и крупные экземпляры, как, например, амеба-ксенофиофора, диаметр которой достигает 10 сантиметров.

У обитателей больших глубин отлично развиты органы зрения, позволяющие в полном мраке улавливать малейший отблеск на теле добычи. Некоторые особи сами вырабатывают направленный свет. С увеличением глубины подводные жители теряют окраску, тела многих из них почти прозрачны.

5. В отчетах об исследованиях встречаются описания, о которых мы не можем с точностью сказать, правда это или вымысел, имевший целью привлечь внимание к проводившимся исследованиям.

При погружении с американского научного судна «Glomar Challenger» глубоководного аппарата стал слышен скрежет металла. Спуск остановили. Осмотр поднятого оборудования показал, что прочнейший трос (20 сантиметров в диаметре) из титанового сплава наполовину перекушен, балки аппарата погнуты, о чем в газете «The New York Times» в 1996 г. был опубликован подробный материал.

При спуске в начале XXI в. обитаемого немецкого батискафа «Haifisch» погружение пришлось остановить на глубине 7 километров от поверхности. Услышав скрежет металла, операторы капсулы включили наружное освещение и увидели, что батискаф пытается разгрызть огромный ящер. Только импульсом электрического тока по внешней обшивке удалось отпугнуть чудовище.

Надеюсь, что в будущем кому-то из вас удастся прикоснуться к тайнам Марианского желоба.