Загадки Великого океана - Александр Кондратов

В начале 50-х годов датская океанографическая экспедиция на судне «Галатея» (впрочем, в ее состав, кроме датчан, входили еще и шведы, американцы, таиландцы, англичане, южноафриканцы, филиппинцы) исследовала глубочайшие бездны Мирового океана. Естественно, что ее внимание привлекли тихоокеанские глубины самые глубокие впадины на нашей планете. Экспедиция на «Галатее» установила, что три огромные тихоокеанские впадины — желоба Кермадек, Тонга, Филиппинский — являются грандиозными ущельями, ступенями ниспадающими вниз и завершающимися очень узким дном. Но самое выдающееся открытие «Галатеи» состояло в том, что трал, опущенный на фантастическую глубину 10189 метров, уловил сотни живых моллюсков, голотурий и актиний. Позже выяснилось, что и на дне глубочайшей впадины Земли, на глубине 11 километров, также существует жизнь!

В 1950 году Скриппсовский океанографический институт совместно с Лабораторией электроники ВМС США начал серию экспедиций, целью которых было составление новой, более детальной и более точной, карты дна Тихого океана. Итогом этих экспедиций было открытие множества подводных гор — отдельных пиков и целых горных цепей; исследование подводных хребтов в центре Великого океана; детальный промер его желобов в южной части и, наконец, обнаружение целой системы зон разломов. Эти зоны, имеющие в ширину 100–200 километров, тянутся в длину на несколько тысяч километров и являются самыми «прямолинейными» элементами рельефа нашей планеты.

Программа МГГ — Международного геофизического года (1957-58 год) — знаменовала собой новый этап в изучении величайшего океана планеты. Отныне исследования вела не одна держава, а коллектив ученых из самых разных стран. В Тихом океане действовали совместно американские, советские, австралийские, новозеландские, индонезийские, канадские, японские и французские экспедиции. И такое международное содружество не могло не принести новых сенсационных открытий.

Советское судно «Витязь», эта «плавучая академия», без устали, начиная с 1949 года, бороздящая воды морей и океанов, к востоку от островов Санта-Крус открыла новый, ранее совершенно неизвестный глубоководный желоб — Восточно-Меланезийский, или желоб Витязя. Исследуя океанские пучины, экспедиция на «Витязе» сделала и другое, крайне важное открытие, имеющее огромное значение для всего человечества, как бы далеко оно ни находилось от океанских бездн. Дело в том, что ученые США считали глубоководные желоба идеальным местом для захоронения радиоактивных продуктов. Советские же океанографы обнаружили, что в глубоководных желобах находится не стоячая «мертвая» вода, здесь происходит интенсивный обмен с водами поверхности. И начни человечество бросать в «глубоководную свалку» радиоактивные отходы, это могло бы повлечь за собой отравление всего Мирового океана.

Нет необходимости рассказывать обо всех открытиях советских океанографов или перечислять океанографические сенсации МГГ — это тема особых книг. Остановимся лишь на одном вопросе, да и то предельно кратко, — на изучении структуры самого дна. Ведь дно это состоит из слоя осадков, образовавшихся в течение многих миллионов лет существования Тихого океана; из земной коры, устланной этими осадками; наконец, подкорового слоя, уводящего нас в недра Земли.

Сквозь толщу вод, сквозь толщу дна

Первоначальная техника изучения океанских осадков была проста: опускалась драга и с вершин подводных гор или с глубоководных равнин «зачерпывался» грунт. Но вот на помощь океанографии пришла геофизика. И подобно тому, как эхолот произвел революцию в измерении глубин, такой же переворот в изучении структуры океанского дна произвели методы так называемого сейсмического зондирования. На основании скорости прохождения звуковой волны в различных средах (в морской воде — около 1,5 км/сек, в слое рыхлых осадков — 2,1 км/сек, в уплотненных осадках — 5,0–5,5 км/сек, в базальтовом слое коры, устилающей дно океана, — 7,0 км/сек, и т. д.) удалось определить мощность слоя осадков в различных частях Тихого океана, а также состав и мощность его коры. И оказалось, что здесь она намного тоньше, чем кора под материками.

В океанах мощность коры составляет примерно 5 километров, в то время как под материками она достигает 30–40 километров, а в районе высоких гор, таких как Гималаи, Анды и т. д., — и 60, и 70, и даже 80 километров, т. е. более чем в десять раз превышает мощность океанической коры!

Разница эта не только количественная, но и качественная. Земная кора под материками состоит из гранитного и базальтового слоев (к которым добавляется еще слой осадков, накопившихся за время существования суши). Кора океаническая состоит из одного базальтового слоя (к которому, как правило, также добавляется слой, вернее, слои осадков). И материковую, и океаническую кору от более глубокого слоя земного шара, так называемой мантии, которая простирается в недра планеты до глубины почти 3000 километров, отделяет резкая граница, названная в честь югославского ученого Мохоровичича, ее открывшего, «поверхностью Мохоровичича».

Эта поверхность и дала название грандиозному «Проекту Мохо», с помощью которого ученые надеялись проникнуть к мантии, до «линии Мохоровичича». Первый опыт бурения был проделан в Тихом океане, сквозь многокилометровую толщу воды. На первый взгляд, конечно, проще попытаться проникнуть к мантии с суши, ибо там куда легче установить буровые вышки, производить замеры и т. п., в то время как в океане надо преодолевать две толщи — воды и коры. Но ведь кора-то как раз в океане намного тоньше, чем на материках! Чтобы добраться до «линии Мохо», все же проще преодолеть несколько километров океанской глуби, затем слой осадков и «прогрызть» тонкую, лишенную гранитов, кору, чем пытаться пробиться сквозь мощный слой гранитных пород материковой коры. «Путь к сердцу Земли лежит через океанскую пучину» — таков парадокс, с которым столкнулись ученые.

В 1961 году вблизи острова Гуадалупе (неподалеку от Калифорнийского побережья) с американского судна «КАСС-1» была пробурена первая океанская скважина в Тихом океане. Бур прошел 3660 метров воды, достиг дна и начал вгрызаться в слой осадков. Преодолев их 170-метровую толщу, он углубился в базальт примерно на 10 метров.

После первого опыта начались поиски мест, наиболее перспективных для бурения, усовершенствование техники (буровых головок, подъемных и опускных устройств и т. п.). Но в 1966 году работы по «Проекту Мохо» были прекращены в связи с финансовыми трудностями. Бурение, напоминающее проект профессора Челленджера, описанный в рассказе Конан-Дойля «Когда Земля вскрикнула», остается неосуществленным и по сей день.

«Однако достижения, уже полученные в процессе работы по “Проекту Мохо”, позволили группе ученых США выдвинуть в 1964 г. новый проект океанского бурения, если не сквозь всю толщу земной коры, то хотя бы сквозь толщу осадочного покрова, — пишет Г. Б. Удинцев. — Успех экспериментальных работ позволил осуществить в 1967–1968 гг. постройку специального бурового судна “Гломар Челленджер”. Это судно водоизмещением 10 500 т, снабженное буровой вышкой, буровым станком, лебедками, другими буровыми устройствами и системой динамического удержания в точке бурения». В 1970 году судно было снабжено оборудованием для повторного ввода бура в скважину. Это позволяет менять буровые колонки. Для бурения применяются трубы с внешним диаметром 125 миллиметров.

Работы экспедиции на «Гломаре Челленджере» были начаты в 1968 году в Атлантике, а с апреля 1969 года это единственное пока что судно такого рода ведет глубоководное бурение в Тихом океане. Сначала были пробурены скважины возле берегов Калифорнии, затем судно двинулось к Гавайским островам, далее к Каролинским, Марианским, Филиппинским островам. После этого было пробурено несколько скважин в экваториальной зоне Тихого океана, на юг от Гавайев до острова Таити, затем — от Таити к берегам Южной Америки и вдоль Тихоокеанского побережья Америки вплоть до Панамы. Последняя (ко времени написания этой книги) экспедиция «Гломара Челленджера», носящая порядковый номер 21, проходила с 16 ноября 1971 года по 11 января 1972 года в западной части Тихого океана. И здесь, в отличие от скважин, пробуренных ранее в других областях Тихого океана, не было найдено следов океанической коры — очевидно, тут произошло опускание на дно большого участка суши, примыкавшего когда-то к восточному побережью Австралии.

Экспедиции «Гломара Челленджера» продолжаются и каждый рейс приносит новые открытия. Так же как и рейсы советского научно-исследовательского судна «Дмитрий Менделеев», и многих других советских, американских, французских, японских, английских океанографических судов.

Абиссальные ландшафты

Глубоководное бурение — это штурм «третьего этажа» океана, если «первым» считать саму толщу вод, а «вторым»— рельеф дна. Конечно, и «второй этаж» изучен далеко еще не во всей его полноте и сложности, впереди много интересных открытий. Но все-таки общая грандиозная картина подводной страны, лежащей на дне Великого океана, с ее равнинами и впадинами, вулканами и разломами, мелями и хребтами, становится все яснее и яснее.