красота мира в каждом кадре

1. Ученые иногда шутят, что глубины Мирового океана изучены хуже, чем обратная сторона Луны. Это вполне правдивое утверждение: на сегодняшний день, по разным данным, Мировой океан изучен только на 2-5%.

2. На дне океанов существуют настоящие подводные реки, а точнее, случаи так называемого «холодного просачивания». Именно так называют участки, где сероводород, метан и другие углеводороды просачиваются через трещины на дне, смешиваются с морской водой, а затем неспешно движутся, подобно рекам. Причем слово «холодное» в названии этого феномена не означает, что жидкость в таких донных реках имеет температуру ниже, чем окружающая её морская вода. Зачастую температура бывает даже немного выше. Ученые считают, холодное просачивание приурочено к тектонически активным зонам океанов. Например, это явление зафиксировано в Японском желобе, где океаническая земная кора погружается под материковую.

3. Кроме подводных рек, в океане существуют также подводные водопады. Причем некоторые из них гораздо больше своих наземных сородичей. Всего на сегодняшний день известно 7 подобных водопадов. Причиной их возникновения становятся различия в температуре и солености разных участков океана и сложный рельеф морского дна. На границе акваторий с разными условиями и при наличии подводных склонов плотная вода стремится ко дну – заместить менее плотную воду. Самый большой из ныне известных подводных водопадов находится на дне Датского пролива, который разделяет Гренландию и Исландию. Его высота составляет приблизительно 4000 метров, и он перемешивает не менее 175 миллионов кубических футов воды.

4. Иногда в океане появляются «молочные моря». Такое «море» представляет собой обширный светящийся участок океана. Несмотря на то, что существует немало фотографий этого явления, точно не известно, как оно возникает. По одной из версий, «молочное море» появляется из-за люминесцентных бактерий Vibrio harveyi, которые создают продолжительное свечение на крупных участках океана.

5. Согласно исследованию, опубликованному в 2011 году в журнале PLOS Biology, в океане обитает около 2,2 миллиона видов организмов, из которых известно только около 194 400 видов.

6. Самая крупная рыба, обитающая в Мировом океане, – китовая акула. Отдельные особи этого вида имели длину 12,65 метра и достигали массы более 21,5 тонны. Сегодня китовые акулы обитают во всех тропических и умеренно-теплых морях. Но самый крупный обитатель Мирового океана, конечно же, синий кит. Его длина достигает 33 метров, а масса животного может превышать 150 тонн. В то же время самой маленькой рыбой в Мировом океане считается Schindleria brevipinguis, обитающая в коралловых лагунах Барьерного рифа. Рыбки этого вида могут достигать лишь 8,4 мм в длину.

7. На глубине более 1000 метров от поверхности океана, в зоне, куда не проникает солнечный свет и где мало пищи, обитают удивительные рыбы, зачастую с пугающим внешним видом. Из-за отсутствия света они имеют маленькие глаза (или вообще их не имеют), медленно плавают и никогда не гоняются за своей добычей, чтобы сохранить энергию в условиях с недостаточным количеством пищи. Эти рыбы просто ждут свою добычу или заманивают с помощью специальной «удочки». Большинство глубоководных рыб некрупные – крупным здесь не прокормиться, однако животы многих из них могут раздуваться, вмещая больше пищи, чем весит сама рыба. Наиболее распространенные глубоководные рыбы – гоностомовые и морские черти. А самой глубоководной рыбой признана абиссобротула, которая была обнаружена в желобе Пуэрто-Рико на глубине 8370 метров.

8. Известны случаи, когда в океане образовывалось «ложное дно». Впервые о нем узнали в 1942 году, когда несколько специалистов по акустическому зондированию обнаружили в океане на глубине 300-450 метров странную, отражающую звуковые волны прослойку. Позже было обнаружено, что ночью этот неизведанный слой поднимался к поверхности моря, а днем – опускался на глубину. Тогда-то стало ясно, что «ложное дно» может быть образовано живыми организмами, которые избегают дневного света. Появилось множество предположений, какие именно организмы создавали «ложное дно». Но в итоге оказалось, что это делали кальмары. Ведь в стаях они умеют распределяться равномерно и таким образом способны сформировать собой плотную массу, которая может стать препятствием для звука.

Ученые заново измерили глубину Марианской впадины

• Джонатан Эймос
• Научный отдел Би-би-си

7 декабря 2011

Обновлено 8 декабря 2011

Автор фото, CCOM

Подпись к фото,

Результаты работы экспедиции были представлены на конференции Американского союза геофизиков

Американские ученые получили новые, более подробные данные о самой глубокой части мирового океана. По их данным, Марианская впадина, лежащая в западной части Тихого океана, имеет длину примерно в 2500 км и глубину до 10994 м.

Эти параметры самой глубокой точки впадины, так называемой Бездны Челленджер, утверждают специалисты, являются самыми точными.

Измерения были проведены Центром прибрежной и океанической картографии, чтобы определить границы территориальных вод США в этом регионе.

«Мы составили карту всей впадины: от гребня на ее северной оконечности до впадины на южной», — пояснил Джим Гарднер из центра CCOM, который базируется в университете Нью-Гэмпшира.

«Мы использовали многолучевой эхолот, установленный на гидрографическом судне военно-морского флота США. Этот прибор позволяет делать замеры скорости звука перпендикулярно курсу следования судна, наподобие сенокосилки», — рассказал он в интервью Би-би-си.

Погрешность при измерении расстояния до дна Бездны Челленджер составляет примерно 40м.

Новое значение глубины Бездны — 10994 м — немного ниже, чем некоторые последние замеры, однако все они примерно одного порядка.

Глубина точки, расположенной примерно в 200 км к востоку от Бездны Челленджер, называемой Впадиной HMRG(Hawaii Mapping Research Group), почти такая же – она достигает 10809м.

Интересно, что глубина, на которую уходят в море и Бездна Челленджер, и Впадина HMRG, больше, чем вершина самого высокого пика мира – горы Эверест.

По словам Джима Гарднера, участники экспедиции прилагали все усилия к тому, чтобы как можно точнее измерить «профиль скорости звука» вертикальной водяной массы, поскольку именно параметры скорости движения звука и его замедления по мере погружения в океан дают больше всего ошибок при измерениях.

Результаты этой работы были представлены на конференции Американского геофизического союза.

Бездна Челленджер

Финансирование экспедиции Гарднера взял на себя госдепартамент Соединенных Штатов, поскольку это ведомство желает узнать, можно ли расширить рамки особой экономической зоны, включающей американскую территорию Гуам и Северные Марианские острова, за пределы ее нынешних границ — в 370 км.

Автор фото, VIRGIN OCEANIC

Подпись к фото,

Одна из экспедиций отправится в море на подводной лодке компании британского предпринимателя Ричарда Брэнсона

Согласно Конвенции ООН по морскому праву, это возможно, если рельеф морского дна отвечает определенным требованиям.

Однако эти результаты имеют также большой научный интерес, поскольку они дают геологам возможность получить более точную картину сдвига одной тектонической плиты под другую.

Именно в этой части Бездны огромная часть тихоокеанской плиты уходит под прилегающую филиппинскую тектоническую платформу.

Исследователей интересует вопрос о том, что происходит в случае, когда подводные горы или хребты уходят под тектоническую плиту. Они хотят знать, влияет ли поглощение подводных гор на частоту и силу крупных землетрясений. Высказывается предположение, что это создает дополнительную силу трения, которая впоследствии может внезапно высвободиться и вызвать мощные толчки.

«Наши данные показывают, что по мере погружения они [подводные горы] все больше раскалываются», — говорит доктор Гарднер.

«Как только тихоокеанская плита начинает изгибаться и уходить вниз, старая кора начинает трескаться – она, действительно, очень хрупкая. И трещины проходят именно по подводным горам. В Марианской впадине подводные горы трескаются и разрушаются, а затем уходят под близлежащую тектоническую плиту, — добавил он. – Вот только я не вижу, чтобы остатки этих подводных гор оседали на внутренних стенках впадины».

«Всем на дно»

До сих пор в Бездне Челленджер побывали только два исследователя – Дон Уолш и Жак Пикар, погрузившиеся в нее в 1960 году в батискафе «Триест».

Однако работа доктора Гарднера оказалась настолько интересной и актуальной, что сейчас отправиться в эту самую глубокую впадину готовятся четыре группы исследователей.

Повторить это погружение намерены Крис Уэлш на подводной лодке компании Virgin Oceanic, а также экипаж подлодки Triton, базирующейся во Флориде.

Кинорежиссер Джеймс Кэмерон, как передают, надеется погрузиться в Марианскую впадину в составе третьей экспедиции, чтобы заснять ее.

Четвертую попытку намеревается предпринять группа ученых на аппарате компании DOER Marine при поддержке председателя совета директоров компании Google Эрика Шмидта и океанографа Сильвии Эрл.

Все эти экспедиции будут весьма рискованными для спонсоров и опасными для лиц, которые непосредственно будут осуществлять погружение.

«В 1960 году Дон Уолш и Жак Пикар знали, что они погружаются в батискафе «Триест» на самое, как считалось, глубокое место морского дна – в Бездну Челленджер, лежащую в Марианской впадине, — поясняет Сильвия Эрл. – Рельеф был неизведанным, незнакомым – поистине это было погружение в глубокую тайну. Сегодня, когда исследователи начинают возвращаться в это самое глубокое место, они имеют подробные карты, имеющие большое разрешение — благодаря технологиям, которые полвека назад еще просто не существовали».

2021 может стать поворотным для глубоководных исследований

Глубоководные районы мирового океана, пожалуй, одни из самых таинственных мест на Земле. За все время существования продвинутых технологических аппаратов у ученых океанологов так и не получилось перейти к регулярному масштабному изучению больших глубин. Несмотря на ежегодные миссии, мировой океан изучен всего на 2-5%. Возможно, 2021 станет поворотным для глубоководных исследований благодаря одному из проектов, американской подводной лаборатории «Элвин», которой на самом деле уже более полувека от роду. А вот российские достижения в этой передовой сфере пока рискуют отойти еще дальше в прошлое.

Белая подводная лодка

В начале марта 2020 года блестящая белая подводная лодка поднялась на поверхность недалеко от побережья Северной Каролины после 7 часов на глубине сотен метров под водой. Пилот подводной лодки и двое ученых-океанологов только что вернулись после сбора образцов вокруг места выхода метана. Это было завершающее погружение подлодки «Элвин» в месячной экспедиции, во время которой команда отправилась из Мексиканского залива на восточное побережье, чтобы исследовать массивный глубоководный коралловый риф.

Для Брюса Стрикротта, главного пилота «Элвина» и руководителя экспедиции, такого рода миссии на дно мира — обычная часть жизни. С тех пор, как он впервые начал работать над «Элвином» в качестве инженера почти 25 лет назад, Стрикротт провел более 2 тысяч часов в океанских глубинах, где научился умело ориентироваться в инопланетном ландшафте морского дна и исследовать образцы с помощью тонких роботизированных рук подводной лодки. «Элвин» совершает десятки погружений на морское дно каждый год, но миссия по утечке метана этой весной стала важной вехой в карьере Стрикротта как исследователя: это было последнее погружение на такую «небольшую» глубину.

После окончания экспедиции «Элвин» прошел серьезную модернизацию в Океанографическом институте Вудс-Холла в Массачусетсе. Когда реконструкция батискафа завершится, легендарное судно будет входить в число самых оснащенных глубоководных аппаратов в мире. Следующей осенью «Элвин» снова выйдет на воду под руководством Стрикротта для погружения в траншеи недалеко от Пуэрто-Рико. Во время этого путешествия он вместе с командой океанографов и наблюдателей ВМС США опустит подводную лодку на 6,5 тысяч метров — гораздо глубже, чем когда-либо прежде.

В декабре 2020 года Стрикротт и небольшая команда из Вудс-Хоула рассказали о ходе модернизации «Элвина» на ежегодном собрании Американского геофизического союза, которое проводилось дистанционно из-за пандемии. Пожалуй, наиболее важным усовершенствованием стали новые титановые балластные сферы и герметичное отделение, которое позволит подводной лодке перевозить до трех человек на глубине более 6 километров под водой. Одно только это обновление увеличит максимальную способность погружения лодки более чем на 1,5 километра и сделает около 99% океана доступным для исследования.

В зону хадаль

Два соединенных рычага для забора проб (с обновлением появится и третий) выходят из передней части сферы экипажа «Элвина» и используются для закачивания в корабль до 226 килограмм океанических материалов и проб. В рамках модернизации судно получит более мощные двигатели, набор сложных систем визуализации и акустическую систему передачи, чтобы его пассажиры могли по беспроводной связи отправлять изображения и метаданные со дна океана на поверхность.

Чтобы модернизировать подводную лодку, инженерам пришлось разобрать ее до металлического каркаса. Это уже привычная процедура для «Элвина», который раз в пять лет разбирается до гаек с болтами, даже если не запланировано никаких серьезных обновлений.

Адам Соул, главный научный сотрудник по глубоким погружениям в Вудс-Хоул, рассказал научно-технологическому интернет-изданию Ars Technica, что именно это скрупулезное внимание к деталям помогло «Элвину» пережить более чем 5 тысяч погружений. «Но, к сожалению, ничто не гарантирует стопроцентную безопасность: случалось и такое, что наше детище было буквально на волосок от гибели», — вспоминал Соул.

Всего через несколько лет после того, как «Элвин» был введен в эксплуатацию, технические сложности на корабле-носителе привели к тому, что подлодка упала в океан и начала тонуть с тремя членами экипажа внутри. Людям чудом удалось спастись, но на то, чтобы вытащить «Элвина» со дна океана, потребовался год.

Подлодка честно служит уже шесть десятилетий, но из-за регулярных разборок и переоборудования у нее не осталось почти ничего общего с первоначальной версией, кроме названия. Если вспомнить античность, то можно провести аналогию с кораблем Тесея, в котором доски корабля вырывались и заменялись одна за другой, пока не осталось ничего от оригинала.

До последней реконструкции «Элвин» имел доступ лишь к двум третям морского дна. Теперь возможности подводного судна и исследователей гораздо больше. После того, как весной инженеры из Вудс-Хоул нанесут последние штрихи, «Элвин» пройдет тщательную проверку и сотни испытаний, чтобы подготовиться к первому погружению на глубину 6,5 тыс. м.

В сентябре следующего года «Элвин» будет доставлен в Пуэрто-Рико, где начнутся первые «мокрые» испытания. Особую угрозу для пассажиров могут создавать вредные газы, возникающие в результате жизнедеятельности подлодки. В течение недели «Элвин» и пассажиры будут погружаться все глубже, добавляя примерно по 500 метров в день. К концу недели подводная лодка достигнет максимальной глубины и коснется морского дна в траншеях у побережья Пуэрто-Рико. Если никаких трудностей не возникнет, военно-морской флот официально разрешит «Элвину» проводить регулярные экспедиции с экипажем в течение следующих пяти лет.

Экспедиция в Пуэрто-Рико будет первой попыткой «Элвина» погрузиться в зону хадаль (или ультрабиссаль): самую глубокую — глубже 6 тыс. м и наименее изученную область океана. Зона эта темная и холодная, с давлением в 1000 раз выше, чем на поверхности. Жизни там почти нет: некоторые виды рыб могут существовать на глубине до 8 тыс. метров, но в самых дальних областях зоны хадаль обитают только беспозвоночные и микроскопические организмы. И эти самые глубокие места океана все же останутся для американского батискафа недоступными.

В целом хадальные траншеи в мире по площади больше, чем Австралия, но ученые только начали изучать, что скрывается на таких глубинах. Зона хадаль находится от 6000 до 11000 метров под поверхностью воды, и только четыре человека в истории добрались до дна.

Самое глубокое место в океане, известное как Марианская впадина, приняло первых посетителей в 1960 году и больше не исследовалась до последнего десятилетия. Тогда сначала режиссер Джеймс Кэмерон в 2012-м, а затем в 2019 году бизнесмен и путешественник Виктор Весково совершили самостоятельные погружения на дно подводной пропасти. «Элвин» станет одним из немногих кораблей с экипажем, способных опуститься на такую глубину. Чтобы добраться до дна Марианской впадины, надо проделать вертикально вниз путь длиной почти 11 км.

Зачем исследовать океан

Сейчас все океанологи гонятся за изучением морского дна, прежде чем оно будет непоправимо повреждено деятельностью человека. Характерно, что если предыдущие исследования упомянутой Марианской впадины (включая траловые, в т. ч. советского судна «Витязь») приносили улов в виде экзотических обитателей дня и образцы грунта, то Виктор Весково поднял оттуда среди прочего пластиковый пакет и обертки от конфет.

Глубокий океан поглощает значительное количество углекислого газа и тепла Земли, но этот процесс плохо исследован. Пока неясно, как рост температуры и вредных выбросов повлияет на него, поэтому сбор данных со дна океана сегодня будет иметь решающее значение для понимания того, что делать в непредвиденных ситуациях в будущем.

«Наши знания об этой глубинной зоне минимальны», — сказал Стрикротт на собрании географического союза.  — «Мы можем рассчитывать на открытия новых видов и новых процессов почти каждый раз, когда мы отправляемся на эти только недавно недоступные глубины».

Но морское дно таит больше, чем просто знания. Это кладезь ценных металлов, таких как кобальт и марганец, которые используются в нашей электронике. Вполне возможно, что на морском дне этих металлов даже больше, чем на суше. Компании, занимающиеся глубоководной добычей полезных ископаемых, уже проводят разведочные работы, чтобы подготовиться к добыче этого ценного сырья в крупных масштабах. Но нынешние подходы к глубоководному промыслу невероятно разрушительны, и пагубные последствия этой деятельности для экосистемы до конца не изучены. Под руководством ООН Международный орган по морскому дну все еще разрабатывает нормативную базу, которая должна будет держать глубоководную золотую лихорадку под контролем. Главное, чтобы ученые успели получить достаточно данных до того, как капитализм захватит морское царство.

«В целом я думаю, что очень важно добраться до глубин океана, чтобы узнать больше о биоразнообразии. Невозможно управлять ресурсами и защищать окружающую среду, если вы не знаете, что там находится», — сказал Стрикротт.

Без человека никуда

Наверное, разумно будет задаться вопросом, почему Вудс-Хоул, Национальный научный фонд, ВМС США и их многочисленные сотрудники хотят потратить все время и усилия на то, чтобы привести в порядок 60-летнюю подводную лодку. В наши дни обновление транспортного средства обычно означает его оптимизацию до автопилота. Оказалось, что исследователи глубин океана все время используют автономные и дистанционно управляемые подводные лодки, которые могут изучать океаническое дно за небольшую часть бюджета проекта «Элвин» и без риска для жизни человека. Почему бы не поручить роботам грязную работу по сбору данных, а людям позволить заниматься чистой наукой?

Здесь стоит упомянуть, что в России и СССР был опыт использования глубоководных аппаратов без экипажа — «Мир-1» и «Мир-2». Один из них уже находится в музее, но за 30 с лишним лет оба проекта показали себя успешными: аппараты провели более 35 экспедиций в прошлом веке. Однако сейчас никаких миссий с использованием «Мира-1» и «Мира-2» российские океанографы не проводят. Все упирается в недостаточное финансирование и отсутствие корабля носителя — таковы суровые реалии отечественной науки. Удивительно, но российские батискафы могли погружаться на глубину до 6 км — так же, как «Элвин», названный инновационным. С такими возможностями отечественные глубоководные аппараты могли исследовать все те же 95% морского дна. Почему же мы тогда не знаем все об океане? И как изменит ситуацию американский корабль?

Подводные лодки без экипажа погружались в зону хадаль на протяжении десятилетий, но Антонина Полякова, доцент кафедры океанологии МГУ, говорит, что трудно превзойти человека, когда дело доходит до исследования морского дна: «Во-первых, люди могут видеть больше. Наши глаза — это удивительные сенсоры. Современные подводные камеры — или любые другие, если на то пошло — не могут приблизиться к их разрешению, особенно при слабом освещении глубокого океана. Им все еще далеко до того, на что способен человеческий глаз».

Люди также незаменимы при обнаружении новых объектов. Ученые, путешествующие по морскому дну в «Элвине», лучше оснащены, чтобы распознать то, чего они никогда раньше не видели, и аккуратно взять верный образец для изучения. Это также можно сделать с помощью подлодки с дистанционным управлением, которая соединена с человеком, находящимся на поверхности, с помощью длинной привязи, но удаленным операторам сложнее определить перспективные участки для сбора проб. Трос длиной в несколько миль также может создать проблемы для робота и ограничить его возможности передвижения. Не подвязанным автономным роботам все еще труднее, поскольку у них нет доступа к GPS для навигации и им сложно самостоятельно распознать места с перспективными образцами.

Полякова считает, что использование роботов зачастую мешает открытиям. Они, как правило, намного громче, чем подводные лодки, созданные для людей, и используют гораздо более яркий свет из-за ограниченного разрешения их камер. Это пугает обитателей дна, что затрудняет работу исследователей. «Одна из причин, по которой зона хадаль кажется такой пустынной, заключается в том, что к тому времени, когда эти неуклюжие роботы доберутся до дна, они отпугнут всех морских жителей. Если мы будем незаметнее, то, вероятно, сможем найти вещи, которые все это время упускали», — считает океанограф.

Вот и Стрикротт до сих пор помнит, с каким азартом он работал над «Элвином» в качестве молодого инженера-океанолога, и ему нравится сопровождать начинающих морских ученых в их первом путешествии на дно океана. «Без сомнения, это действительно интересная часть океанографии, в которой люди исследуют те части нашей планеты, которые никогда не видели раньше», — говорит Стрикротт. — «Чтобы наука об океанографии оставалась живой, нужно завлекать больше новых людей в эту сферу. Инновационные возможности изучения глубин как раз достаточно привлекательны».

Установление более тесной связи с океаном действительно имеет важнейшее значение для будущего науки. Самые глубокие его точки по-прежнему могут хранить в себе загадки, которые сейчас трудно себе представить.

Но, конечно, серьезным исследователям с помощью их удивительных аппаратов не придет в голову отправиться в океанские пучины на поиски, допустим, какого-нибудь легендарного кракена с огромными щупальцами.

А что все-таки они будут делать, встретив его там?

«Счастливы страны, владеющие холодноводными морями» – Огонек № 35 (5580) от 09.09.2019

Глубины морей, еще вчера недоступные для человека, становятся местом неожиданных столкновений. И речь не только о схватках кашалотов с гигантскими кальмарами, но и о противоречиях между государствами. Почему именно сейчас ученые разных стран стали активно исследовать морские пучины, «Огоньку» рассказал профессор Владимир Малахов.

Беседовала Елена Кудрявцева

Владимир Малахов — зоолог, морфолог и эмбриолог. Доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, профессор, завкафедрой зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ и завлабораторией биологии морских беспозвоночных Дальневосточного федерального университета ДО РАН

— Владимир Васильевич, в последние дни героем публикаций многих СМИ стала глубоководная пиявка, которую обнаружили на Дальнем Востоке. Почему она наделала столько шума? В чем важность открытия и как оно состоялось?

— Открытие сделали участники международного морского проекта KuramBio, в котором участвует Россия. В экспедиции ученые собрали большое количество глубоководных образцов — они теперь обрабатываются научными группами в разных странах. Пиявка, о которой идет речь, добыта в районе Курило-Камчатского желоба немецким исследовательским судном Sonne.

Владимир Малахов, зоолог

Она представитель так называемых рыбьих пиявок (они питаются кровью рыб и крупных ракообразных) и относится к новому для науки виду Johanssonia extrema. Длина ее тела — 58 миллиметров, что очень много, потому что обычно размеры подобных пиявок колеблются от 10 до 25 миллиметров. Пиявка и рыба черный макрурус, на котором она питается, были найдены на очень большой глубине — почти 9 километров. Это само по себе интересно, но в данном случае еще важнее тот факт, что этот проект — один из серии масштабных глубоководных экспедиций, которые в последнее время активно проводят в мире.

— Почему для работы был выбран именно Курило-Камчатский желоб?

— Курило-Камчатский желоб — часть большой системы желобов, которая проходит по западной границе Тихого океана. Здесь из глубин земли поднимается поток лавы, которая формирует молодую земную кору на дне океана. Толщина молодой океанической коры всего 5–7 километров, а толщина материковой коры — 35 километров. При столкновении с краем массивной материковой литосферной плиты тонкая океаническая плита погружается под нее. В этих местах и формируются желоба — глубокие ущелья на дне океана. Если глубина ложа океана — 4–6 километров, то в желобах глубина океана достигает 10–11 километров. Курило-Камчатский желоб имеет максимальную глубину чуть меньше 10 километров, а Марианский желоб (он входит в ту же систему желобов на западе Тихого океана) — 11 километров. Это самые большие глубины на Земле.

— В какой мере мы знаем, что представляют собой эти глубины?

— Можно сказать, что мы только начинаем освоение этого пространства. Знаете, сколько человек побывало в космосе? Несколько сотен. А на дне глубочайших впадин в океане? Несколько человек. Так где же находятся неизведанные миры?

Исследования больших глубин Мирового океана начались не так давно. Первая экспедиция, в которой были проведены глубоководные траления, это рейс знаменитого судна «Челленджер» в конце ХIХ века. Тогда исследователи вообще ничего не знали о глубоководном океане. Одни считали, что там нет никакой жизни из-за большого давления и отсутствия кислорода, другие предполагали, что там обитают «живые ископаемые», то есть организмы, которые давно исчезли на малых глубинах, и рассчитывали поймать живых трилобитов. Трилобитов они не поймали, зато привезли огромное число новых видов и, главное, показали, что на многокилометровой глубине есть жизнь.

— А когда в России приступили к изучению морских глубин?

— В 1930-е профессор К.М. Дерюгин организовал экспедиции по исследованию Дальневосточных морей СССР и провел глубоководные траления в Японском море, обнаружив там интересную и богатую фауну. После Великой Отечественной СССР получил в качестве репарации от Германии госпитальный пароход «Марс», который был переоборудован в морское исследовательское судно, получил название «Витязь» и выполнил 65 рейсов под флагом Академии наук СССР. Именно «Витязь» первым в мире поднял живых существ с глубины 11 километров. Позднее к нему присоединились несколько специально построенных советских исследовательских судов. Можно сказать, что во второй половине ХХ века СССР был одной из лидирующих держав в области изучения Мирового океана.

Одну из основных задач советской океанологии ведущий океанолог страны, заведующий нашей кафедрой и один из создателей Института океанологии АН СССР, академик Лев Зенкевич формулировал как исследование биологической структуры Мирового океана. В ходе этих исследований, в частности, выяснилось, что биологические ресурсы Мирового океана вовсе не так уж неисчерпаемы.

— Океан оказался не столь густо населен?

— До того как были проведены эти широкомасштабные исследования, энтузиасты от науки умножали биомассу, объем которой был известен в прибрежных районах Северной Атлантики, на всю площадь Мирового океана и получали колоссальную величину. Из таких расчетов делали вывод, что Мировой океан неисчерпаем и сможет прокормить многие десятки миллиардов людей. Но оказалось, что это не так. Я много раз бывал в рейсах, когда судно шло из Петропавловска-Камчатского в Веллингтон, в Новую Зеландию почти по меридиану, и видел такую картину. Когда берешь пробу планктона в Охотском море у острова Сахалин, сетка буквально рвется от настоящей морской «каши» из живых организмов. Но когда двигаешься к югу, картина меняется. После 40-го градуса толща воды пустеет. Сетка проходит 100 метров и не приносит почти ничего. Да и внешне океан пустеет, ни летучих рыб, ни черепах, ни птиц. Потом что-то появляется в районе экватора, а затем опять пустые широты, и только при приближении к высоким широтам в южном полушарии, у берегов Новой Зеландии и дальше к Антарктиде снова появляется богатый планктон, рыбы, птицы и киты. Выяснилось, например, что огромная часть Индийского океана, который мог бы кормить густонаселенные страны по его берегам,— это океанская пустыня.

— С чем это связано?

— Это очень просто — там нет зимы. В полярных морях и морях умеренной зоны весной и летом в верхних слоях воды, куда проникает солнечный свет, происходит буквально взрыв жизни. Микроскопические водоросли (так называемый фитопланктон) разрастаются, поглощая биогенные элементы — азот и фосфор. Водоросли потребляются мелкими рачками (зоопланктоном), их едят рыбы, рыб ловят тюлени, китообразные, ну и человек со своими орудиями лова включается в эту цепочку. Зимой вода охлаждается, тяжелеет и уходит в глубину, а на смену ей приходит глубинная вода, богатая азотом и фосфором. И весной поверхностные воды оказываются удобренными, снова начинается бурное развитие фитопланктона и т.д. В тропических морях вода теплая, а значит, и легкая круглый год, зимнего перемешивания там не происходит. Поэтому там, в поверхностных слоях воды тропического океана, азот и фосфор давно исчерпаны, водоросли развиваться не могут, а значит нет рачков, рыб и т.д. Мы с вами привыкли к картам в Меркаторской проекции (как в географических атласах.— «О»), а на них полярные области выглядят очень обширными. На самом деле это не так. Вот посмотрите на глобус: вы видите, что тропические районы Мирового океана занимают огромную площадь, а холодноводные моря полярных областей вовсе не так велики. И счастливы те страны, которые владеют холодноводными морями.

Так что моря РФ — это морская житница, которая имеет огромное экономическое значение. Кстати, одним из самых продуктивных морей является Охотское море.

И когда заходит разговор о том, что японцы хотят получить южные Курильские острова, нужно понимать, что речь не столько о земле, сколько о море. Пока острова наши, Охотское море остается внутренним морем России, и мы имеем право на все его биологические, минеральные и нефтегазовые ресурсы. Кстати, в свое время США в одностороннем порядке признали Мексиканский залив своими внутренними водами.

— А что происходит с объемом биоресурсов?

— Вот уже 50 лет вылов рыбы в мировом океане не меняется: он составляет порядка 80 млн тонн рыбы в год и примерно 10 млн тонн нерыбных ресурсов (креветок, водорослей и др.). Цифра эта колеблется от года к году, но не сильно. Поверхностный океан больше дать и не может. В 1960 году население Земли было около 3 млрд, а сейчас — без малого 8 млрд. А океан продолжает стабильно давать прежний объем рыбной продукции. Вот почему растет цена на морскую рыбу.

В наши дни основным источником прироста рыбной продукции является аквакультура — искусственное разведение рыбы, в основном пресноводной, но и морской тоже.

Лидером этого рынка уже много лет является Китай. Но по качеству рыбу, выращенную искусственно, нельзя сравнить с дикой. В аквакультуре используются гормоны роста, искусственные корма и антибиотики. Поэтому сейчас перед учеными во всем мире где-то уже явно, а где-то подспудно стоит задача — заглянуть в глубину. Есть надежда, что в Мировом океане могут оказаться области, богатые неосвоенными биологическими ресурсами.

Кто живет в глубинах океана

— Что мы знаем сегодня о глубоководной фауне? И насколько наши знания позволяют ее использовать?

— Традиционно мы считаем, что глубоководный океан бедно населен. Дело в том, что практически все органическое вещество создается в самом верхнем слое воды — около 50 метров, а ведь средняя глубина Мирового океана около 4 километров. Так что «население глубин» питается тем, что падает сверху, а перепадает им не много. Теоретически, на больших глубинах не должно быть много рыбы или других животных.

Но есть некоторые противоречащие теории наблюдения. Вы знаете, что есть усатые киты и есть зубатые киты. Усатые киты питаются мелкими организмами планктона. Так, например, усатые киты в Антарктике поедают криль, мелких рачков-эуфаузиид, длиной 4–5 сантиметров. Когда усатых китов почти всех перебили, возникла идея добывать криль, которым питались эти гиганты. Но оказалось, что если сложить стоимость оборудования, сетей и горючего, которое нужно потратить на добычу криля, то он становится золотым. Сейчас в магазинах можно увидеть баночки с китовым лакомством, но стоят они отнюдь не дешево. И кстати, криль не слишком полезен, так как панцири рачков содержат избыток фтора. Киты с фтором справляются, они давно этим делом занимаются и уже адаптировались. Разок в неделю баночку криля можно скушать, но если есть его каждый день, возникнут проблемы со здоровьем.

Зубатые киты — хищники. Маленькие зубатые киты — дельфины, а большие — это кашалоты. У них большая квадратная голова с очень узкой нижней челюстью.

Во время охоты кашалот ныряет на глубину примерно километра. Кого он там ловит? Добычей кашалотов становятся гигантские кальмары Архитейтисы. Это настоящие морские чудовища, их длина порядка 15–18 метров.

Не знаю, удалось ли когда-нибудь такому кальмару поймать человека, но вот человеку поймать этого гиганта до сих пор не удалось. В руки человека попадали только мертвые кальмары, чаще всего их обрывки, извергнутые умирающими в судорогах подстреленными кашалотами. Там, на глубине 1 километр, в почти полной темноте, гигантский кальмар прекрасно видит и чувствует наши неуклюжие тралы и ловушки и спокойно уходит от них. Но ведь кашалотов били целые флотилии, то есть их было очень много, значит и организмов, которыми кашалоты питаются, должно быть много, по теории, не менее чем в 10 раз больше.

— Кальмар, в свою очередь, тоже кого-то ловит…

— Да, водорослей там нет, значит есть довольно много живности. Несколько лет назад начался промысел антарктической рыбы-клыкача. Эта очень крупная рыба длиной порядка двух метров живет на километровой глубине и тоже составляет объект охоты кашалота. У нее великолепное бело-кремовое мясо, которое уже прозвали белым золотом Южного океана. На мировом рынке килограмм мяса клыкача стоит примерно 50–60 долларов (в Москве, кстати, он стоит дешевле). Ловить клыкача не просто: приходится использовать ярусы — это длинная прочная леска, длиной в десятки километров, к которой на стальных поводках привязаны крючки с наживкой. Леска с грузами опускается на большую глубину, а затем ярус вынимается на борт судна с пойманными рыбами. Лов клыкача — очень трудное и опасное занятие, так как он происходит у самой кромки антарктических льдов.

— Какие еще биологические ресурсы реально извлечь из океана?

— В наши дни исследователи обращают внимание на так называемые звукорассеивающие слои. Это очень интересное явление, которое в свое время интересовало военных. В океане на глубине примерно от 200 до 500 метров есть слои, от которых отражаются лучи эхолотов. Что же отражает звуковые лучи? Это крошечные плавательные пузыри планктонных рыб — светящихся анчоусов-миктофид. Эти небольшие рыбки (всего 10 сантиметров длиной) образуют огромные плотные скопления. Днем миктофиды находятся на глубине порядка 500 метров, а ночью поднимаются на 300–200 метров. Как известно, именно на этих глубинах «обитают» и атомные подводные лодки, что теоретически позволяет их спрятать под звукорассеивающими слоями. А сегодня организмы из этих слоев стали интересны как потенциальный источник белка. Тут встает много проблем по организации лова, но если эти проблемы будут решены, то только за счет светящихся анчоусов человечество получит до 90 млн тонн дополнительной рыбной продукции.

Иными словами, изучение биологических ресурсов глубоководного океана вполне оправданно. Численность населения Земли увеличивается, спрос на рыбную продукцию и ее цена растет, поэтому растет интерес ученых к изучению новых ресурсов Мирового океана.

— Глубоководные обитатели имеют целый ряд интересных свойств. Например, часть из них отличается гигантскими размерами, что подтверждает и найденная пиявка. С чем это связано и как они вообще выживают при таком давлении?

— Таких групп животных, которые бы встречались только на больших глубинах, практически нет. Обитатели больших глубин имеют близких родственников среди мелководной фауны. В некоторых случаях мы сталкиваемся с примерами так называемого глубоководного гигантизма. На малых глубинах рачки-изоподы имеют размеры 5–6 сантиметров, а на глубине в несколько километров обитает гигантская изопода, внешне напоминающая обыкновенную мокрицу, но размером 30 сантиметров. Рачки-бокоплавы обычно не превышают 2–3 сантиметров, но на глубине 7 километров живут бокоплавы до 34 сантиметров длиной. Гигантский глубоководный кальмар — тоже пример глубоководного гигантизма. Чем объяснить их необычные размеры? Глубоководные животные обитают при низких температурах (на больших глубинах не только темно, но и холодно — около 2 градусов выше нуля, причем даже под экватором) и в условиях недостатка пищи. Они редко питаются. Например, бокоплавы и рачки-изоподы поедают трупы крупных рыб и китов, оказавшиеся на морском дне, а это случается нечасто. Им приходится запасать питательные вещества, а это легче делать крупному организму.

Большие размеры нужны и для того, чтобы обеспечить успех размножения, ведь яйца надо снабдить огромным запасом желтка, чтобы молодь была сразу большой и способной питаться так же, как взрослые. Для этого надо не только иметь крупные размеры, но еще и долго жить, чтобы много раз размножаться в надежде, что хоть когда-нибудь потомство выживет.

Российские аппараты «Мир» изучали морских обитателей на глубинах свыше 6 тысяч метров

Фото: РИА Новости

Кстати, многие морские обитатели — настоящие долгожители, и не только глубоководные. Морской окунь, которого мы привыкли видеть на прилавках, доживает до 205 лет — это тоже глубоководная рыба, которую промышляют на глубинах от 150 до 500 метров. Морской еж из Красного моря со звучным названием Стронгилоцентротус францисканус живет до 200 лет. А морской двустворчатый моллюск, широко распространенный в российских арктических морях, Арктика исландика живет более 400 лет.

Возраст самого старого экземпляра этого моллюска составляет 507 лет. Он вылупился из яйца в 1499 году, в период правления китайской династии Мин и вскоре после открытия Америки Колумбом, а попал в руки исследователей, определивших его возраст (и, увы, лишивших его жизни) в 2006-м!

Не удивительно, что этому моллюску, героически принесшему свою долгую жизнь на алтарь науки, присвоили (посмертно) собственное имя — Мин.

Впрочем, изучение морских глубин сегодня актуально далеко не только с точки зрения биоресурсов. Интересы многих стран устремлены в наши дни к минеральным ресурсам морского дна — нефти, газу, рудам ценных металлов.

Время собирать камни

— Это как-то связано с особенностями залегания?

— В глубоководных условиях, при холоде и большом давлении, марганцевые и железистые бактерии могут создавать конкреции — это такие продолговатые желваки или бляшки размером 5–20 сантиметров. Внутри них обычно находится ядро, на котором поселяются бактерии. Очень часто это акулий зуб. И кстати, я не раз находил внутри крупных конкреций зубы гигантской вымершей акулы-мегалодона. Это треугольные, зазубренные по краю, блестящие треугольные пластины черного цвета высотой около 10 сантиметров, настолько острые (хотя акула вымерла около 1 млн лет назад), что, выковыривая зуб из конкреции, я сильно порезался. Бактерии откладывают вокруг ядра концентрические слои окислов металлов: железа, марганца, кобальта, меди, золота и др. Оказалось, дно Мирового океана буквально усыпано такими конкрециями. Недавно я был с научным визитом в Институте глубоководных исследований Академии наук Китая на острове Хайнань. Китайские коллеги разработали целый парк глубоководных тракторов и бульдозеров. Это подводные роботы, которые предназначены для сбора конкреций на океанском дне. Подводные роботы — сейчас это одно из главных направлений исследований в области морских технологий. У нас в России этим активно занимаются на Дальнем Востоке в Институте проблем морских технологий ДВО РАН, Национальном научном центре морской биологии им. А.В. Жирмунского и других институтах.

Другое важное направление — новые месторождения углеводородов. Оказывается, существуют организмы, которые могут быть индикаторами подводных месторождений нефти и газа. Это открытие имеет свою историю. Еще в начале ХХ века были найдены удивительные морские черви зибоглиниды, которые не имели рта и кишечника. В нашей стране изучением этих загадочных червей занимался известный зоолог академик Артемий Иванов. Он участвовал в экспедициях на том самом «Витязе», нашел и описал более 100 видов зибоглинид, подробно изучил их строение, но тайна питания зибоглинид оставалась нераскрытой до 1980-х.

Разгадка пришла с неожиданной стороны. В 1960–1970 годы военные разработали глубоководные обитаемые аппараты — миниатюрные подводные лодки, способные опускаться на глубины в несколько километров. Предназначены они были для изучения аварий атомных подводных лодок и иных вовсе не мирных задач. Так, созданный американскими батискаф «Альвин» нашел на глубине 800 метров водородную бомбу, которую в 1966-м потерял у берегов Испании американский бомбардировщик.

А в конце 1970-х «Альвин» послужил науке — геологи использовали его в исследованиях зоны подводного вулканизма в районе Галапагосских островов в Тихом океане на глубине около 3 километров. Никто не предполагал, что в зоне активного вулканизма, где со дна океана бьют струи нагретой до 400 градусов воды, обогащенной сероводородом и солями тяжелых металлов, может найтись что-нибудь живое. Каково же было удивление ученых, когда на глубине около 3 километров через иллюминаторы подводного аппарата они увидели скопления гигантских червей, обитавших в белых трубках с торчащими из них алыми щупальцами. Вокруг ползали крабы, плавали рыбы, словом был подводный райский сад. Ошеломленные исследователи так и назвали это местонахождение Райским садом, и так оно фигурирует до сих пор в научных изданиях.

Российские ученые из Института океанологии Российской академии наук использовали для изучения районов подводного вулканизма свои глубоководные аппараты «Мир» и «Пайсис». Как оказалось, эти черви — тоже зибоглиниды, и они тоже не имеют ни рта, ни кишечника. А внутри этих червей обнаружился крупный орган — трофосома, в клетках которого обитали сероводород-окисляющие бактерии. Они окисляли сероводород и за счет полученной энергии синтезировали органическое вещество. Точно так же поступают зеленые растения, но они используют для этого энергию солнечных лучей, а все другие организмы используют органическое вещество, созданное растениями. Вся жизнь на Земле зависит от Солнца. А вот черви-зибоглиниды живут в полной темноте, и поселяющиеся в них бактерии используют совсем другой источник энергии — вулканическую энергию Земли.

Ученые открыли не просто новых червей, они открыли новый тип живых сообществ, они открыли «жизнь без Солнца».

Ну и, конечно, вспомнили, что русский зоолог Артемий Иванов тоже описывал у своих тоненьких червей какой-то странный орган — медианный целомический канал. Как оказалось, в этом органе обитают бактерии, но окисляют они не сероводород, а метан. А где на морском дне могут быть просачивания метана? Ну ясно где — в районах подводных залежей нефти и газа!

— То есть черви — это индикаторы нефти и газа?

— Так и есть! Одно из направлений работы нашей кафедры сейчас — создание карты распространения зибоглинид в Мировом океане, но прежде всего — в наших российских морях. Мы уже сделали такую работу для Охотского моря, получив явные совпадения с уже известными залежами, будем пытаться создать такую карту для морей Ледовитого океана. Меня очень вдохновляет этот проект, ведь судя по распространению зибоглинид, у человечества есть еще немалые ресурсы нефти и газа на больших глубинах Мирового океана. Дно Мирового океана еще очень мало изучено. Если собрать и сложить вместе все пробы, собранные орудиями лова за всю историю изучения глубоководных районов Мирового океана, мы получим площадь, приблизительно равную одному футбольному полю. Словом, нас ждет еще много открытий.

Инфографика: глубинная суть | Публикации

Самый «глубокий» человек на Земле
Австрийский фридайвер Герберт Нич (Herbert Nitsch) удерживает более 30 рекордов, включая максимум глубины погружения с грузом. При подъеме атлет получил тяжелые повреждения из-за декомпрессии и уже несколько лет проходит реабилитацию.

3688 м — средняя глубина Мирового океана.

930 метров — на такой глубине давление примерно равно атмосферному на Венере.

Около 600 м — максимальная глубина погружения современных серийных АПЛ типа «Ясень» (РФ) и «Сивулф» (США).

В глубочайшей точке Мирового океана, в Марианской впадине, побывали всего три человека за всю историю — вчетверо меньше, чем на Луне.

108 м Останки АПЛ «Курск»
124 м Рекорд свободного погружения
253 м Рекорд фридайвинга с грузом
506 м Синий кит
828 м Небоскреб Бурдж-Халифа
1259 м Слой воды над скважиной Deepwater Horizon в Мексиканском заливе
1800 м Китовая акула
2250 м Кашалот
2388 м Морской слон
2992 м Клюворыл. Рекордсмен погружения среди китообразных и млекопитающих вообще
3750 м Обломки «Титаника»
3960 м Глубоководные осьминоги-гримпотевтисы. По некоторым сообщениям, встречаются на глубинах вплоть до 7 км
6000 м Батискафы серии «Мир» (РФ)
6200 м Глубоководные аппараты «Консул» (РФ), Shinkai (Япония)
8145 м Морские слизни. Были замечены при погружении в Марианскую впадину
8848 м Высота горы Эверест
9400 м Глубина скважины Deepwater Horizon
9450 м Средняя высота полета коммерческих авиалайнеров
10 911 м Батискаф Trieste (Франция)
11 034 м Батискаф Deepsea Challenger (США), беспилотный аппарат Nereus (США)

Фото: ISTOCK (X7), OLIVIER ZUCKER (CC-BY-SA), RALPHSUTHERLAND, CHRIS HUH (CC-BY-SA), MIKE1979 RUSSIA (CC-BY-SA), NOAA

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 5, май 2019

Максимальная глубина Тихого и мирового океана

Глубины океана притягивают исследователей еще с начала прошлого века. Легенды о Марианской впадине в Тихом океане до сих пор будоражат умы, о морских пучинах слагают целые легенды. Существует немало видео, которые подтверждают, что дно Мирового океана действительно способно удивить как необычным рельефом, так и весьма необычными обитателями. А что же таят самые большие глубины Мирового океана?

Какое место является самым глубоким в океане

Самой глубокой частью Мирового океана признан Марианский желоб. Находится он в Тихом океане и достигает в глубину 10 км 994 м. Его самую глубокую точку назвали Бездной Челленджера. Если сравнивать Марианский желоб с горой Эверест, то кажется, что последняя значительно уступает.

Чтобы измерить максимальную глубину в Тихом океане, понадобилось несколько попыток. Хребты, являющиеся частью рельефа, имеют возраст 180 миллионов лет. Желоб образован между Филиппинской и Тихоокеанской литосферной плитами. Исследования Бездны Челленджера проводили 4 раза.

1. Первым стал исследователь из Брюсселя Жак Пиккар.
2. Второй раз бездну покоряли японцы.
3. Третий раз исследованием желоба занималось несколько стран, использовавших для изучения глубин аппарат «Нерей».
4. Самым знаменитым исследователем Марианского желоба стал Джеймс Кэмерон. Он же замыкает тройку людей, когда-либо побывавших на максимальной глубине Тихого и Мирового океанов.

Подробнее об исследовании самой большой океанической глубины

Исследователь Жак Пиккар из Брюсселя покорял Бездну Челленджера вместе с американцем Джоном Уолшем. Вместе они погрузились на максимальную глубину, что потребовало использования батискафа «Триест». Погружение было совершено в 1960 году — фактически, подобная экспедиция стала подвигом для того времени. На спуск пришлось затратить около 5 часов. Первые же открытия ошеломили исследователей и весь научный мир. На дне этой части Тихого океана фактически были обнаружены живые представители фауны, которые приспособились к невероятным для жизни условиям. Под впечатлением от погружения на большую глубину Пиккар написал книгу «11 КМ» («11 тысяч метров»).

Только спустя 35 лет люди вновь повторили исследования бездны в Тихом океане. Это сделали японцы, которые использовали уже более современное оборудование, позволившее максимально точно исследовать обитателей желоба. Вышеупомянутый аппарат «Нерей» собрал грунт, который смогли исследовать уже в лабораториях.

Джеймсом Кэмероном исследование максимальной глубины Тихого океана проводилось в одиночку. Известный режиссер снял целый фильм для канала National Geographic.

Желоб Тонга — еще одна большая впадина Тихого океана

Максимальная глубина желоба Тонга составляет примерно 10 882 м. Это делает его вторым по показателю глубины в Мировом океане. Желоб приурочен к вулканическому архипелагу, который сформировался вследствие магматической деятельности. Долгое время одна плита погружалась в мантию, что и дало рождение большому разлому. Отметим, что если Марианской впадине и ее желобу уделяется довольно много внимания, то желоб Тонга исследуют не столь пристально. Протянувшись на 860 км, он соединяется с желобом Кермадек, максимальная глубина которого составляет 10 047 м.

Курило-Камчатский желоб — удивительно интересное место планеты

Максимальная глубина желоба — 9717 м. Лишь совсем недавно ученым, изучающим большие глубины желоба, удалось найти живые организмы, многие из которых не превышают в длину 1 см. Максимально подробно изучая подобные находки, можно создать глобальную картину и узнать, какие тайны скрывает глубоководная фауна Тихого и Мирового океанов. Собранные в 2017 году образцы показали, что их многообразие настолько велико, что перекрывает количество всех видов, открытых наукой в обследованном районе. Таким образом, большая часть обнаруженных организмов является открытыми впервые. Некоторые из них представляют большой интерес для биомедицины.

В экспедиции по изучению одного из самых глубоководных желобов Мирового океана принимали участие эксперты из нескольких стран. Сейчас известно, что Курило-Камчатский желоб является самым узким во всем Тихом океане. Его средняя ширина составляет 59 км, а длина — 2200 км.

Филиппинский желоб — большой желоб, борющийся за второе место в Тихом океане

Точных исследований Филиппинского желоба не хватает. Есть мнение, что он имеет куда большую глубину, чем желоб Тонга. Сейчас установлено, что максимальная отметка глубины составляет 10 540 м.

Его образованию способствовало столкновение двух пластов, один из которых (базальтовый) отличается большей массой. Двигаясь навстречу гранитному пласту, он фактически оказался под ним. Такой процесс принято называть субдукцией. Самое важное здесь заключается в том, что наличие субдукции прямо указывает на сейсмоопасную активность. Рядом с Филиппинским желобом находится Марианская впадина, а также Японский желоб.
До наступления 1970 года считалось, что Филиппинский желоб обладает максимальной глубиной и является самым глубоким в мире. Такой вывод сделали в результате проведения большой экспедиции на судне «Эмден». После этого была проведена экспедиция «Галатея». Именно ее результаты являются последними на данный момент, хотя им уже почти 50 лет. В ходе экспедиции ученые установили, что океаническое дно желоба представлено плоской равниной, максимальная ширина которой составляет 5 км.

Есть ли жизнь в глубинах океана

Вопрос вполне резонный, ведь сложно себе представить, как умудряются приспосабливаться живые организмы на самых больших глубинах. Известно, что большинство живых организмов не может выдержать максимальное давление, которое превышает тысячу атмосфер. Парадоксально, но глубоководный мир многообразен, несмотря на давление и температуры. Более того, им совершенно не нужен солнечный свет, который просто сюда не может попасть. Так откуда же появилась жизнь на самых больших глубинах?

На территории всех рассмотренных желобов Тихого океана есть вулканы, называемые черными курильщиками. Эти горные формирования отличаются большой вулканической активностью. Они выбрасывают в воды океана горячую воду, разогревающуюся благодаря магме, поднимающейся из недр планеты. Обогащая воду минералами, именно черные курильщики позволяют живым организмам вести свою жизнедеятельность. Одним из таких вулканов является Дайкоку, обнаруженный на сравнительно большой глубине — 414 м. Его деятельность способствует образованию озер расплавленной серы. Такое явление встречается только на спутнике Юпитера Ио.

Изучение глубоководных организмов и построение версий, объясняющих их появление, является важной научной задачей. В этом деле ученые мира концентрируют внимание опять-таки на подводных вулканах, которые, возможно, способствуют протеканию химических реакций таким образом, чтобы даже в условиях чудовищного давления появлялась жизнь. Это могло бы объяснить, как зарождалась жизнь на всей планете.

Первым исследовательским судном, достигшим максимальной глубины, стал «Гломар Челленджер». С помощью специального прибора, выпущенного в воды океана, ему удалось подробно изучить рельеф дна. Прибор был изготовлен из титаново-кобальтовой стали, что уберегло его от поломки.

Погружение прибора сопровождалось изрядной мистификацией. Журналисты писали о чудовищах, обитающих на дне океана. Впрочем, отчасти они были правы, ведь на глубоководный аппарат действительно было совершено нападение. Самым поразительным открытием стало обнаружение искореженного троса. Чтобы нанести ему серьезные повреждения, существо должно было обладать мощными челюстями.

Одни из самых распространенных созданий глубин — ксенофиофоры. Это самые большие амебы планеты, достигающие 10 см. Подобный гигантизм вполне частое явление для всех существ, которые переживают негативное воздействие окружающей среды в океане. Ксенофиофоры способны выстоять перед воздействием радиации, ртути и свинца. Удивительный факт — эти существа выдерживают огромное давление именно благодаря тому, что не имеют панциря. Эксперименты показали, что любая кость и даже дерево будут уничтожено давлением. На глазах деревянный брусок превратится в древесный порошок. Но в то же время одна находка поразила научный мир. Несколько лет назад был обнаружен моллюск, раковина которого не была разрушена давлением. Более того, моллюск жил в условиях воздействия сероводорода, который обычно губит этих существ. Скорее всего, моллюск просто синтезирует сероводород в белок, поэтому умудряется выживать в столь опасных условиях.

Как изучаются глубины океана

Изучение дна имеет важное значение для геологии. Процессы, связанные с движением литосферных плит, необходимо регистрировать постоянно, так как они позволяют спрогнозировать сейсмические угрозы. В районах глубоководных желобов отмечается самая высокая сейсмоопасность. Как следствие, возникновение мощных землетрясений, вызывающих большие волны (цунами).

При глубине более 100 м из-за отсутствия солнечного света исследования без специальных приборов невозможны. Места, куда солнечный свет не может достигнуть, называют абиссалями. При работе в абиссалях даже с помощью прожектора невозможно обеспечить достаточно света, чтобы сделать четкие снимки. Искусственный свет дает возможность добиться только ближнего обзора. Именно поэтому использование света в принципе не является удачной затеей. Совсем иначе дело обстоит с использованием звука. Ультразвук является максимально эффективным средством изучения рельефа дна. С помощью эхолотов ученые на протяжении многих лет успешно изучают морское дно. Принцип работы эхолота построен на отражении звука от различных поверхностей. Устройство считывает данные, принимая обратный сигнал, что позволяет создать картину. Раньше люди пользовались сложными измерительными приборами, которые давали минимальную эффективность измерения. Например, при измерении глубин от Северного полюса до Гренландского моря советским исследователям пришлось пользоваться тяжелым лотом. Опуская его с помощью лебедки, они проводили замеры глубины, что было чрезвычайно трудоемкой задачей. Так как измерения проводились с дрейфующей льдины, постоянно приходилось вводить поправки. Кроме того, сам лот оказался подвижен, поэтому о точных замерах не могло быть и речи. Теперь ученым не нужно тратить много времени — эхолот за секунды сделает все необходимые вычисления и устанавливается на судне.

Несмотря на важность эхолотов, они не заменили батискафы и другие подводные аппараты. На малых глубинах их все еще целесообразно использовать. Что касается фото- и видеосъемок, то здесь необходимо использование специальных модулей, в которые устанавливаются камеры. Впервые подобным увлечением прославился советский ученый Зенкевич, который фотографировал рыб, обитающих на сравнительно больших глубинах.

Изучение Тихого и Мирового океанов считается одной из наиважнейших задач мира науки. Впереди человечество ждет еще немало открытий, которые смогут обезопасить жизнь людей и позволят пролить свет на многие тайны земной жизни.

Глубина познания

В преддверии Петербургского международного экономического форума в Музее Мирового океана состоялась экспертная сессия «Подходы к исследованию Мирового океана. От «Витязя» до перспективных проектов», организованная при поддержке Объединенной судостроительной корпорации. Сессия стала одним из череды мероприятий Года науки, объявленного в ОСК

В сессии приняли участие президент Объединенной судостроительной корпорации Алексей Рахманов, генеральный директор Музея Мирового океана Светлана Сивкова, временно исполняющий обязанности директора Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Алексей Соков, генеральный директор Прибалтийского судостроительного завода «Янтарь» Эдуард Ефимов, представители научных и образовательных организаций, ведущие отраслевые эксперты. Модератором сессии выступил заместитель директора по экологии морей и океанов Института океанологии член-корреспондент РАН Михаил Флинт.

Разговор, который состоялся в Калининграде, был не только очень интересным, он имел и практическую ценность: ученые и судостроители обсудили то, какими должны быть научно-исследовательские суда будущего, и наметили направления для дальнейшего сотрудничества. В рамках экспертной сессии состоялась презентация концепт-проекта многофункционального научно-исследовательского судна, разработанного Центральным морским конструкторским бюро «Алмаз». Его представил заместитель главного конструктора проекта Алексей Кайфаджян.

Кроме того, участники сессии обсудили перспективные проекты исследования Мирового океана, стратегию обновления научного флота, а также программу «Десятилетие наук об океане в интересах устойчивого развития» Организации Объединенных Наций. Мы публикуем выдержки из некоторых выступлений.

Алексей Рахманов

Президент ОСК

Мы исходим из того, что значение «большой воды» для современной экономики будет только возрастать. Биоресурсы, полезные ископаемые, альтернативная энергетика, транспортные магистрали – это далеко не полный перечень того, что дает нам Мировой океан. Важно помнить, что численность населения Земли к 2030 году может составить до 8,5 млрд человек (рост к настоящему моменту на 0,9 млрд чел. , данные НИУ ВШЭ 2018 г.). На 50% вырастет мировой спрос на продовольствие, а пресная вода станет ценнейшим ресурсом, необходимым не только для глобального экономического роста, но и для самого выживания человека.

Нам вместе предстоит разработать предложения для включения в программу «Десятилетие ООН в области наук об океане для устойчивого развития». Звание великой морской и океанической державы обязывает. Насущная потребность в освоении ресурсов Мирового океана должна привести к заметному расширению научных исследований в мире. А значит, и к появлению технически более совершенных научных флотов. Сознавая это, мы в ОСК ведем кропотливую работу по разработке и строительству научно-исследовательских судов нового поколения. Готовятся концептуальные проекты целой линейки исследовательских судов завтрашнего дня, среди которых большое морское арктическое и многоцелевое для геологоразведочных работ в Мировом океане. Коллеги из Центрального морского конструкторского бюро «Алмаз» представляют сегодня один из проектов подобных судов. Два новых океанографических исследовательских судна уже создаются на «Янтаре» и «Звездочке».

Михаил Флинт

Заместитель директора по экологии морей и океанов Института океанологии им. П.П. Ширшова

Пришло время, когда Россия должна выйти из стагнации в части исследования и освоения Мирового океана. Существование человечества без него невозможно. В океане лежат гигантские запасы тех руд, которые нужны человечеству уже сейчас и в ближайшем будущем будут абсолютно необходимы для развития, например, электронной промышленности. Это десятки миллиардов тонн. Если посмотреть, как заселена узкая прибрежная зона, можно увидеть, что численность населения там на порядок выше, чем даже в густонаселенных районах в глубинах материков. Океан – это также огромная область военного и политического противостояния, в котором Россия должна иметь очень твердую позицию.

Беря ресурсы из океана, мы несем ответственность за сохранность океанских природных комплексов. Сегодня идет противостояние этих двух тенденций: взять океан и сохранить океан.

В Морской доктрине России есть фразы, которые суммируют все очень четко: российские научные и военные флаги должны присутствовать во всех стратегических районах Мирового океана. А как мы это осуществим, это уже дело техники и возможностей, которые нам откроет государство. Мне кажется, это важнейший постулат. Поэтому относиться к строительству новых судов нужно как к основополагающей части выполнения Морской доктрины, в которую огромное количество людей вложило свой интеллект и время.

Алексей Соков

Временно исполняющий обязанности директора Института океанологии им. П.П. Ширшова

Океанология находится на той стадии, когда без судовых исследований, несмотря на развитие других технических средств, мы долго не проживем. Бытует мнение, что можно изучать океан при помощи моделей и делать выводы дистанционно. Однако критерием истины остаются именно исследования, прямые, натурные измерения. Огромная территория Мирового океана еще не покрыта измерениями, но, чтобы иметь хорошую модель, они нам всем просто необходимы. Между тем за последние два десятка лет в этой области не только нет прогресса, но и наблюдается деградация. Объема информации, который мы получаем, крайне недостаточно для оценки среды нашего обитания, для развития океанологии.

Есть решение Совета безопасности, в котором состояние научно-исследовательского флота оценивается как критическое. Флот нашего института, являющегося центром исследований, насчитывает 12 судов неограниченного района плавания. Все они устарели и морально, и физически. Безусловно, можно вкладывать деньги в их модернизацию, и это нужно делать. Но необходимо и обновление флота. Когда версталась новая федеральная целевая программа «Мировой океан», мы закладывали в нее график обновления судов. Предполагался постепенный вывод из эксплуатации восьми из них и строительство новых. К сожалению, программа не реализована, задача осталась невыполненной.

Безусловно, важен и вопрос концепции нового судна. В рамках национального проекта «Наука» принято решение о строительстве двух новых научно-исследовательских судов, здесь мы работаем рука об руку с ОСК. Задача океанологов проста: мы должны сформулировать технические требования к судну, а задача судостроителей – постараться эти требования удовлетворить.

У нас созрела концепция мультидисциплинарного модульного судна, которое могло бы, во-первых, проводить исследования разных видов: биологические, геологические, физические или геофизические. То есть в своем корпусе содержало бы все необходимые для любой экспедиции помещения и оборудование, а на кормовой палубе имело бы пространство, позволяющее использовать контейнерные лаборатории – свои для каждого конкретного рейса. Каждая экспедиция помимо комплексных задач имеет свои, специфические. Дополнительный набор контейнеров поможет провести эти исследования на более высоком профессиональном уровне, с привлечением большего количества оборудования и специалистов. Новое судно должно также быть многофункциональным в плане районов исследований: от арктических широт до тропических. То есть мореходные качества судна должны быть соответствующими.

Анатолий Сагалевич

Заведующий лабораторией научной эксплуатации глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии РАН

Конечно, суда – это хорошо, но суда должны быть оборудованы соответствующим образом.

Нам удалось создать лучший подводный аппарат в мире – аппарат «Мир». Это было признано американцами в 1994 году. Когда «Келдыш» с двумя «шеститысячниками» вышел в океан, в Пентагоне был шок. А дальше за 20 лет эксплуатации в плане спектра исследований и специальных подводных работ мы сделали столько, сколько не делал ни один обитаемый аппарат в мире.

Обитаемые аппараты более эффективны, чем управляемые. Можно говорить о рейсах, об опасности и прочем, но мы в общей сложности сделали около трех тысяч погружений на разные глубины, и все живы-здоровы. Получены уникальные данные в различных районах Мирового океана. Такую детализацию исследований, которую дают глубоководный аппараты, и обитаемые и управляемые, не дает ни один прибор в мире.

Эдуард Ефимов

Генеральный директор Прибалтийского судостроительного завода «Янтарь»

Необходимо отстроить новый флот. Для нас, судостроителей завода «Янтарь», несмотря на наш достаточно богатый опыт строительства подобных судов, это тоже новые вызовы, новые задачи. Начиная с 2013 года завод «Янтарь» построил два океанографических исследовательских судна: «Селигер» и «Янтарь». Сейчас идет строительство еще двух: «Евгений Горигледжан» и «Алмаз». Опыт, приобретенный в период строительства этих кораблей, позволяет нам делать высоко­технологичные суда.

Сейчас мы начали строительство нового рыбопромыслового флота, там тоже достаточно сложные, насыщенные оборудованием суда. Чтобы строить их достаточно быстро и эффективно, требуется более плотное, тесное взаимодействие не только с проектной организацией, но и в первую очередь с заказчиком, начиная прямо с первых шагов, от задумки. И перед заводом стоит задача активно в этом участвовать. Требуется обновление технической, технологической базы предприятия, что мы в своих планах развития, естественно, учитываем. Подготовку новых кадров для обеспечения строительства именно таких судов мы считаем тоже задачей номер один. При подготовке программы обучения своего персонала мы также делаем на это ставку. В целом я хотел бы отметить, что строительство подобных судов – перспективное направление для «Янтаря». Мы готовы их строить!

Вадим Сивков

Директор атлантического отдела Института океанологии РАН

Я готов описать проблемы Мирового океана в трех словах. Первое слово – «мусор». В Мировом океане моря мусора. Мусор разный, но особенно набирают обороты и вызывают опасения скопления пластика. Это проблема не эстетическая, это вопрос здоровья человечества. И мы только начинаем им заниматься.

Второе – «лекарства». Человечество – слабое и больное. Вредоносные организмы адаптируются ко всем антибиотикам. Но в Мировом океане есть антарктические воды рядом с экзотермальными источниками. Там, в экстремальных условиях, существуют микроорганизмы, которые могут стать основой при создании новых лекарств. Это направление уже осваивается, и мы как океанологи можем быть здесь полезны.

Третье слово – «климат». Он беспокоит всех, им занимаются тысячи людей. Что касается нашего института и вообще отечественной океанологии, есть предложение осуществлять мониторинг глубинных арктических вод. Потому что на дне океана существует бомба замедленного действия – углерод, который связан в газогидратах. Стоит придонным водам изменить температуру на 0,1 градуса, как может случиться массовый выброс метана, а значит, и углерода в атмосферу. Это может серьезно повлиять на содержание фауны, создать парниковый эффект. Необходимо наладить постоянный мониторинг температуры глубинных придонных вод Мирового океана в местах скопления газогидратов. Это очень серьезно и стоит нашего внимания.

Сергей Шаповалов

Руководитель Научно-координационного океанологического центра Института океанологии им. П.П. Ширшова

В прошлом году на 51-й ассамблее исполкома ЮНЕСКО была принята дорожная карта по разработке программы десятилетия наук об океане. Его всеобъемлющая цель сформулирована в дорожной карте: «Накопление научных знаний и развитие научно-технической базы и партнерского взаимодействия, необходимых для устойчивого освоения ресурсов океана».

И вторая цель – «Осуществление морских научно-исследовательских программ, предоставление данных и информации об океане как основы для выработки политики эффективного использования морских экосистем».

Спутниковая океанология позволила нам видеть поверхность океана с достаточно хорошим разрешением. Что касается дна Мирового океана, мы можем видеть с таким же разрешением лишь 5% его площади. Поэтому одной из приоритетных областей считается получение подробной карты с условием, что на ней будут представлены все океаны с их экосистемами, физическими и химическими свойствами и эта информация будет доступна.

Глобальная система наблюдений за океаном включает в себя различные средства наблюдения, в том числе плавающие, ныряющие и стационарные буи, судовые наблюдения… Предлагается эту систему усилить и расширить.

Как одно из основных направлений обозначено также изучение состояния морских экосистем. Предполагается, что в течение десятилетия будет налажен обмен данными по океанографии и характеристикам океана. Будет создан портал, доступный всем желающим.

Еще одно явление, связанное с океаном, наносящее непоправимый экономический ущерб и порой приводящее ко многим человеческим жертвам, – стихийные бедствия. Необходимо развивать систему предупреждения. Система предупреждения цунами сегодня развита достаточно хорошо. Такие системы должны быть созданы и по другим угрозам, в том числе резким подъемам уровня воды, цветения водорослей и т.д.

Следующая приоритетная область – океан в системе наблюдения Земли. Существует система наблюдения за всей планетой, и роль океана там пока недостаточно хорошо отражена. Для того, чтобы модели, о которых мы все время говорим, могли, пусть и в далеком будущем, точно предсказывать различные природные явления и описывать состояние Земли, необходимо включить в них океан. Конечно, для этого нужны просто колоссальные системы наблюдения и сбора данных в каждой среде планеты.

И наконец нельзя забывать о создании потенциала передачи технологий, профессиональной подготовке и обучении. Это, возможно, наиболее важная задача, потому что многие страны вообще не обладают возможностями проведения исследований и наблюдения за океаном. Цель в том, чтобы, во-первых, вооружить их возможностями наблюдения, во-вторых, воспитать новые поколения, понимающие, что такое океан и что он нам дает. И, в-третьих, организовать профессиональную подготовку и обучение, начиная с самого нижнего уровня.

__________________________

Было еще немало интересных выступлений. Журнальный формат, к сожалению, не позволяет привести их в полном объеме. Но все участники дискуссии сошлись в том, что подобные мероприятия необходимы: они способствуют активации связей судостроения и фундаментальной науки, помогают создавать новые формы сотрудничества, позволяют шире смотреть на проблемы Мирового океана и привлекают к ним общественное внимание.

Управление океанических исследований и исследований NOAA

Средняя глубина океана составляет 3 682 метра или 12 080 футов.

Дистанционно управляемый аппарат Deep Discoverer исследует интересный геологический объект во время заключительного погружения экспедиции Windows to the Deep 2018. Изображение любезно предоставлено Управлением исследования океана NOAA. Загрузить изображение (jpg, 36 KB).

В целом океан довольно глубокий; однако его дно не является плоским или однородным, что означает, что глубина воды в океане также различается. Самое глубокое место в океане составляет 11 034 метра (36 201 фут) и находится в Марианской впадине Тихого океана, в месте, которое называется Челленджер-Бад.

Поскольку океан — большое место, и его трудно изучать, если вы будете искать в Интернете глубину океана, вы можете получить ряд результатов.

Самая последняя оценка средней глубины океана в 3682 метра (12 080 футов) была рассчитана в 2010 году учеными из NOAA и Океанографического института Вудс-Хоул с использованием спутниковых измерений. Эти измерения показали, что морское дно намного более ухабистое и гористое, чем было известно ранее, и привели к тому, что средняя глубина океана меньше, чем рассчитывалась ранее.

Хотя спутниковые измерения дали более точные оценки глубины океана, чем мы имели в прошлом, вместо измерения самого морского дна спутники фактически смотрят на морскую поверхность и обнаруживают изменения на таких объектах, как гора на морском дне.Таким образом, картина морского дна, получаемая учеными, далека от совершенства и в не очень хорошем разрешении.

Картографирование морского дна с высоким разрешением, такое как проводимое на корабле NOAA Okeanos Explorer, необходимо для точной настройки спутниковых данных. В настоящее время мы нанесли на карту только около 10 процентов морского дна Земли с высоким разрешением, а это означает, что оценки средней глубины океана остаются всего лишь оценками.

Самая глубокая часть океана

Карта Марианской впадины: Карта, показывающая географическое положение Марианской впадины в Тихом океане.Изображение из Справочника ЦРУ.

Измерение самой большой глубины океана

Глубина Челленджера в Марианской впадине — самая глубокая из известных точек в океанах Земли. В 2010 году Центр картографирования побережья и океана США измерил глубину Глубины Челленджера на 10 994 метра (36 070 футов) ниже уровня моря с расчетной точностью по вертикали ± 40 метров. Если гора Эверест, самая высокая гора на Земле,
были размещены в этом месте, он будет покрыт более чем одной милей воды.

Первые измерения глубины в Марианской впадине были выполнены британским исследовательским судном HMS Challenger, которое в 1875 году использовалось Королевским флотом для проведения исследований в окопе. Наибольшая глубина, которую они зафиксировали в то время, составляла 8 184 метра (26 850 футов).

В 1951 году другое судно Королевского флота, также названное «HMS Challenger», вернулось в этот район для дополнительных измерений. Они обнаружили даже
более глубокое место с глубиной 10 900 метров (35 760 футов), определенное эхолотом.Глубина Челленджера была названа в честь корабля Королевского флота, который производил эти измерения.

В 2009 году гидролокатор, выполненный исследователями на борту космического корабля «Кило Моана», управляемого Гавайским университетом, определил, что глубина составляет 10 971 метр (35 994 фута) с потенциальной ошибкой ± 22 метра. Последнее измерение, проведенное в 2010 году, — глубина 10 994 метра (точность ± 40 метров), указанная в верхней части этой статьи, была измерена Центром картографирования прибрежных районов и океана США.

Карта Challenger Deep: Карта, показывающая расположение Challenger Deep на южной оконечности Марианской впадины, к югу от Гуама. Изображение NOAA изменено Kmusser и используется здесь под лицензией GNU Free Document License.

Исследование Глубины Челленджера

Глубина Челленджера была впервые исследована людьми, когда Жак Пикар и Дон Уолш спустились в батискаф Триеста в 1960 году. Они достигли глубины 10916 метров (35 814 футов).

В 2009 году исследователи из Океанографического института Вудс-Хоул совершили самое глубокое погружение на беспилотном роботизированном транспортном средстве в Глубине Челленджера. Их роботизированный автомобиль Nereus достиг глубины 10 902 метра.

Землетрясение в Марианской впадине: Карта, показывающая местоположение впадины Челленджера, эпицентра землетрясения в апреле 2016 года, а также направления относительного движения Тихоокеанской и Филиппинской плит. Карта USGS с аннотациями по геологии.com.

Подводный вулканический канал: По мере того, как Тихоокеанская плита вдавливается в мантию и нагревается, вода в отложениях улетучивается, а при плавлении базальта плиты выделяются газы. Эти газы мигрируют на поверхность, образуя ряд вулканических жерл на дне океана. На этой фотографии показаны выходящие газы и пузырьки, движущиеся к поверхности и расширяющиеся по мере подъема. Изображение NOAA.

Землетрясения в Марианской впадине

Марианский желоб расположен вдоль границы плит между Филиппинской и Тихоокеанской плитами.Тихоокеанская плита находится на восточной и южной сторонах этой границы, а Филиппинская плита — на западной и северной сторонах этой границы.

Обе эти плиты движутся в северо-западном направлении, но Тихоокеанская плита движется быстрее, чем Филиппинская плита. Движение этих плит создает сходящуюся границу плит, потому что большая скорость Тихоокеанской плиты заставляет ее сталкиваться с Филиппинской плитой. Это столкновение создает зону субдукции в Марианской впадине, когда Тихоокеанская плита опускается в мантию и под Филиппинскую плиту.

Это столкновение происходит с переменной скоростью вдоль изогнутой границы пластин, но среднее относительное движение находится в диапазоне десятков миллиметров в год. Периодические землетрясения происходят вдоль этой границы плиты, потому что спуск Тихоокеанской плиты в мантию не является плавным и равномерным. Вместо этого пластины обычно застревают из-за накопления давления, но с внезапным скольжением, когда пластины перемещаются от нескольких миллиметров до нескольких метров за раз. Когда плиты скользят, возникают вибрации, которые проходят через земную кору как волны землетрясений.

Когда Тихоокеанская плита опускается в мантию, она нагревается за счет трения и геотермического градиента. На глубине около 100 миль породы нагреваются до точки, при которой некоторые минералы начинают плавиться. Это плавление производит магму, которая поднимается к поверхности из-за ее более низкой плотности. Когда магма достигает поверхности, происходят извержения вулканов. Эти извержения сформировали дугу острова Мариана.

Подводник исследовал самую глубокую часть океана> U.С. ОТДЕЛ ОБОРОНЫ> Рассказ

Тысячи людей поднялись на Эверест, а горстка людей побывала на Луне. Но добраться до самой нижней части океана? Только три человека когда-либо делали это, и один был подводником ВМС США.

В Тихом океане, где-то между Гуамом и Филиппинами, находится Марианская впадина, также известная как Марианская впадина. Его дно находится на высоте 35 814 футов ниже уровня моря, оно называется Бездной Челленджера — самой глубокой точкой на Земле.На самом деле, чтобы представить это в перспективе, подумайте о «Титанике», который был обнаружен на 12 600 футов ниже поверхности Атлантического океана — на глубине почти 2,4 мили.

Глубина Челленджера почти в три раза глубже.

Испытательное давление

Всего три человека когда-либо добрались до Глубины Челленджера. Первые двое сделали это 59 лет назад на этой неделе: лейтенант ВМС Дон Уолш, подводник и исследователь Жак Пикар.

Инженерное образование

Уолша позволило ему стать летчиком-испытателем «Триеста», глубоководного исследовательского подводного аппарата, приобретенного для ВМФ.Буровая установка была специально оборудована стальными стенками толщиной 5 дюймов, чтобы выдерживать огромное давление — восемь тонн давления на квадратный дюйм, если быть точным, что равняется 2365 фунтам, сидящим на ногте человека.

23 января 1960 года Уолш и Пиккар вошли в историю, совершив пятичасовую 6,78-мильную одиссею к самой глубокой известной точке мира.

Другой мир

Что они там нашли? Уолш рассказал о своем опыте в интервью Управлению военно-морских исследований, поэтому мы позволим ему объяснить:

«Когда мы подошли к морскому дну, мы увидели, как он поднимается, и действительно увидели камбалу длиной в фут, такую ​​как палтус или подошва — маленькую.Но это нам очень многое рассказало, только один проблеск, потому что это нижняя форма — два глаза с одной стороны — а если есть один, то их больше. Это говорит о том, что на этой глубине также достаточно кислорода и пищи, потому что они живут на дне, — сказал Уолш.

«Когда мы приземлились, мы не увидели ничего внизу, потому что донный осадок поднялся, и это было похоже на то, как будто кто-то покрасил наше иллюминатор в белый цвет», — продолжил он. «Мы потратили полчаса на дно, а остальное время поднялись.Вот и все.

Это может показаться не таким уж большим, но оно открыло для исследователей совершенно новый мир.

Подводные исследования и флот

Военно-морской флот всегда был заинтересован в подводных исследованиях для навигации, научных исследований, образования и стратегических целей. Фактически, к 1958 году он финансировал почти 90 процентов всех океанографических предприятий США.

Поездка в Триест стала кульминацией проекта «Нектон», серии погружений, предназначенных для проверки жизнеспособности пилотируемых кораблей на экстремальных глубинах для изучения морской жизни, а также того, как температура, давление и звук взаимодействуют на больших глубинах, а также другие научные вопросы.

Занимается ли ВМФ дайвингом, сбором научных данных, исследованием кораблекрушений или испытаниями автономных подводных аппаратов, эта миссия продолжает развиваться и привела к сотрудничеству со многими представителями гражданского научного сообщества.

Интересные факты

• Если вам было интересно, «Триест» теперь является частью экспозиции подводных исследований в Национальном музее ВМС США в Вашингтоне.
• С момента своего путешествия по недрам земли в Бездну Челленджера вернулся только один человек: исследователь и режиссер Джеймс Кэмерон в 2012 году.

Explorer достигает самой глубокой точки мирового океана

(CNN) — Что лежит в бездонной глубине на дне мировых морей?

Американский подводный исследователь Виктор Весково стал первым человеком, совершившим погружение в самые глубокие точки пяти океанов Земли, и теперь он вернулся на сушу, чтобы раскрыть свои открытия.

53-летний финансист совершил погружение в неизведанные глубины в рамках экспедиции Five Deeps, посетив пещерные пропасти в Тихом, Индийском, Южном, Северном Ледовитом и Атлантическом океанах в течение 10 месяцев.

Весково объявил на этой неделе, что он завершил свое последнее погружение 24 августа 2019 года, упав на 5550 метров (18208,66 футов) в Глубину Моллоя, самую низкую точку ледяного Северного Ледовитого океана, расположенную примерно в 170 милях к западу от Шпицбергена, Норвегия.

Это была рекордная экспедиция во многих отношениях. Путешествие Весково к Глубине Челленджера, в южной части Марианской впадины Тихого океана, еще в мае, было названо самым глубоким пилотируемым морским погружением из когда-либо зарегистрированных на высоте 10927 метров (35 853 фута).

Между тем, его экскурсия на дно желоба Моллой стала первым пилотируемым погружением, достигшим дна пропасти.

Весково, имеющий военно-морское прошлое, сказал CNN Travel ранее в 2019 году, что его экспедиция была посвящена научным открытиям, но также и проверке границ человеческих усилий.

«Я считаю, что впадать в крайности — это естественная склонность человека», — сказал он.

«Я думаю, что это чудесная часть человеческой натуры, которая заставляет нас стремиться к тому, чтобы довести себя до предела, что помогло продвинуть нас как вид туда, где мы сейчас находимся.»

Интригующие открытия

Каждое из пяти погружений происходило на специально разработанном подводном аппарате DSV Limiting Factor с титановым корпусом вместе с вспомогательным кораблем DSSV Pressure Drop.

Подводная одиссея Весково была записана на фильма Atlantic Productions для пятисерийного документального сериала Discovery Channel под названием «Глубокая планета».

На дне каждого океана экспедиция провела гидролокационное картографирование для исследования водной глубины, являющейся частью фонда Nippon Foundation. Проект GEBCO Seabed 2030 по детальному картированию морского дна к концу 2030 года.

Весково (на фото) стал первым человеком, совершившим погружение в самые глубокие точки мирового океана.

Предоставлено Discovery / Five Deeps Expedition

На этом пути также были сделаны захватывающие научные открытия. На дне Индийского океана, в пустоте Яванской впадины, Весково и его команда заметили «необыкновенное студенистое животное», которое, по их словам, не походило ни на что, что видели раньше под водой.

Алан Джеймисон, главный научный сотрудник экспедиции, еще в апреле сказал CNN Travel, что это существо было «крутым шаром».»

Команда запечатлела момент на камеру.

» Так уж получилось, что он дрейфовал прямо к нашей камере, сделал поворот на 90 градусов, дал нам красивый снимок, и все пошло — так что это просто такой невероятно удачный выстрел », — сказал Джеймисон.

Погружения в океане происходили на специально разработанном подводном аппарате.

Atlantic Productions для канала Discovery

Еще более тревожно то, что на дне Марианской впадины Тихого океана Весково заметил то, что он сказал. пластиковый пакет и фантики, доказывающие, что даже самые глубокие глубины мирового океана не защищены от антропогенного вмешательства.

В ходе экспедиции исследователи нанесли на карту более 300 000 квадратных километров морского дна, пройдя более 46 000 миль по всему миру.

На пленку записано около 500 часов экспедиции, что должно дать невероятные впечатления от просмотра.

Сколько воды в океане? И еще 20 важных морских характеристик.

Q для Quintillion — очень большое число, которое выглядит как 10000000000000000000! Как обнаружил E / V Nautilus в ходе недавних исследований, существует столько же интересных фактов о морских глубинах.Изучите ниже, чтобы узнать больше о нашем подводном мире.

1. Сколько воды в океане?

Океан содержит 352 квинтиллиона галлонов воды! Вода поступает в океан из рек и тающего льда и выходит из океана в атмосферу за счет испарения.

2. Считается, что сколько животных обитает в океане?

Поскольку большая часть наших океанов остается неизведанной, невозможно знать, сколько видов животных называют свои воды своим домом.По оценкам ученых, 91 процент океанических видов еще предстоит классифицировать, что делает работу Nautilus ‘жизненно важной. Одно исследование показало, что в океане есть по крайней мере 228 450 известных видов и около 2 миллионов, которые еще предстоит обнаружить.

3. Сколько кораблекрушений в океане?

Морское дно представляет собой часто нетронутую летопись истории человечества, что делает его важным объектом исследования для археологов, изучающих сложные хроники человечества.По оценкам, на дне океана по всей планете можно найти 3 миллиона затонувших кораблей, большинство из которых еще предстоит обнаружить!

4. Насколько глубоко может исследовать ROV Hercules ?

ROV размером с жука Volkswagen рассчитан на то, чтобы выдерживать давление на глубине 4000 метров (13 100 футов) с силой более 6000 фунтов на квадратный дюйм (psi). Это примерно 2,5 мили в глубину! ROV Little Hercules был разработан, чтобы выдерживать давление и работать на глубине 6000 метров (19 700 футов).

5. Насколько глубок океан?

Средняя глубина океана составляет около 12 100 футов (3600 метров) — или около 2,3 мили вниз! Возраст и размер океана влияют на его глубину. Тихий океан — самый глубокий бассейн мирового океана.

6. Насколько велик океан?

Большая часть поверхности нашей планеты покрыта водой! Мировой океан покрывает 71% поверхности Земли, что составляет около 139 миллионов квадратных миль (360 миллионов квадратных километров) солоновато-голубого цвета.

7. Какая самая глубокая точка океана?

Расположенная на глубине более 35 000 футов (10 600 метров) от поверхности океана, Марианская впадина Челленджера является самой глубокой точкой океана.

8. Как долго может прожить колония глубоководных кораллов?

Глубоководные кораллы продолжают удивлять ученых своей исключительной способностью процветать в самых суровых условиях на Земле — и делали они это уже тысячи лет! Колония кораллов способна выживать в течение тысячелетий, что позволяет исследователям собирать вместе экологические головоломки, такие как основные климатические явления на протяжении всей истории нашей планеты.

9. Насколько горячие гидротермальные источники?

Гидротермальные источники — это трещины на морском дне Земли, извергающие перегретую, богатую минералами воду — как гейзеры, подпитываемые вулканами! Морская вода в гидротермальных жерлах может достигать температуры более 700 ° по Фаренгейту (370 ° Цельсия), но морская вода не кипит из-за экстремального давления на глубинах, где находятся эти уникальные особенности.

10. Какой процент морского дна еще предстоит нанести на карту?

У нас есть лучшие карты Марса, чем карты нашего собственного океана! По состоянию на июнь 2020 года в рамках проекта Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030, который направлен на содействие полному картированию дна мирового океана к 2030 году, была нанесена на карту лишь пятая часть всего дна мирового океана.Это равносильно картам области, вдвое превышающей размер Австралии!

11. Какой самый длинный горный хребет в мире?

Срединно-океанический хребет, охватывающий более 40 000 миль (64 000 километров) вокруг планеты, является самым длинным горным хребтом в мире. Но шанс увидеть это уникальное образование собственными глазами очень мал — более 90% срединно-океанического хребта находится под водой.

12. Какое давление на дне океана?

На каждые 33 фута (10 метров) глубины давление океана увеличивается на одну атмосферу.На дне Марианской впадины — самой глубокой части океана — давление составляет более 16 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI). Для сравнения: ежедневное атмосферное давление на уровне моря, которое существует у людей, составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм.

13. Сколько вулканов находится под океаном?

Большинство наиболее активных вулканических систем нашей планеты находятся под водой на глубине ниже 2 000 метров. В целом насчитывается около 75 000 вулканов, возвышающихся более чем на полмили (1 километр) над дном океана.

14. Какая самая большая в мире живая структура в океане?

Большой Барьерный риф, расположенный у побережья Австралии, простирается более чем на 1400 миль. Мало того, что риф является самой большой живой структурой на Земле, он также виден из космоса.

15. Сколько кислорода производит океан?

Короче: много. Крошечные фотосинтезирующие организмы, известные как фитопланктон, помогают превращать солнечный свет в кислород, как это делают растения на суше.Ученые считают, что от 50% до 80% кислорода, производимого на Земле, поступает из наших океанов. Планктон, тонущий в виде морского снега, также является важным источником пищи для глубоководных организмов.

16. Сколько видов губок описали ученые?

Мы очень мало знаем о глубоководных губках, но уверены, что этих водных беспозвоночных довольно много! На сегодняшний день ученые описали более 8 500 видов губок по всему миру, но, вероятно, их более 25 000, поэтому весьма вероятно, что многие образцы, собранные исследователями на борту E / V Nautilus , могут быть новыми, ранее не описанными видами.

17. Где находится самый большой водопад в мире?

Подсказка: он в океане. Физические силы разделяют воду разной температуры: теплая вода поднимается, а холодная, более плотная вода опускается. Холодная густая вода движется по морскому дну. В Датском проливе, между Исландией и Гренландией, холодная плотная вода течет по Датскому порогу, стремительно опускаясь на 2400 метров, создавая самый большой водопад в мире.

18. Насколько глубоко свет может проникнуть в океан?

При изучении глубин наших океанов ROV Hercules использует свою собственную систему освещения.Это связано с тем, что солнечный свет, попадающий в воду, может пройти не более 1000 метров в лучших условиях, но в большинстве случаев не может проникнуть дальше 200 метров.

19. Какое самое удаленное место в мире?

Это название принадлежит Точке Немо, месту на карте, расположенному между Южной Америкой и Новой Зеландией. Пойнт Немо, получивший известность в книге Жюля Верна « Двадцать тысяч лье под водой », расположен на расстоянии более 4100 миль (2600 километров) от ближайшего берега в точке с координатами 48 ° 52.6 ‘ю.ш., 123 ° 23,6’ з.д.

20. Какая часть океана нанесена на карту E / V Nautilus ?

Помимо информирования о целях погружения, картографические операции Nautilus ’проходят над неизведанными территориями, чтобы внести свой вклад в инициативу« Морское дно 2030 », международный совместный проект по объединению всех батиметрических данных для создания всеобъемлющей карты дна океана. С 2012 года мы нанесли на карту более 96 500 квадратных миль (250 000 квадратных километров) морского дна в Атлантике, Мексиканском заливе, Карибском море и Тихом океане, что равно нулю.07% океана. К счастью, многие организации работают над созданием глобальной карты океана.

21. Как далеко может проехать E / V Nautilus ?

Имея длину 211 футов (64 метра), наше исследовательское судно может пройти 13 000 морских миль (24 000 километров) со скоростью 10 узлов при дозаправке и провести в море до 40 дней подряд.

Обнаружены глубина и объем океана

Океаны Земли являются одними из самых загадочных мест на планете, но теперь ученые, по крайней мере, выяснили, насколько глубоки океаны и сколько в них воды.

Группа ученых использовала спутниковые измерения для получения новых оценок этих значений, которые оказались равными 0,3 миллиарда кубических миль (1,332 миллиарда кубических километров) для объема Мирового океана и 12 080,7 футов (3682,2 метра) для средней глубины океана. .

Оба эти числа меньше, чем многие предыдущие оценки объема и глубины океана.

«Многие ценности воды принимаются как должное, — сказал Мэтью Шаретт, научный сотрудник Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) в Вудс-Холе, штат Массачусетс., который провел новую аудиторскую проверку Мирового океана. «Если вы хотите узнать объем воды на планете, вы можете погуглить его и получить пять разных чисел, большинство из которых имеют возраст 30 или 40 лет».

Необработанные измерения объема

Оценка глубины в 2,3 мили примерно на 69–167 футов (от 21 до 51 метра) меньше, чем предыдущие оценки. (Некоторые области океана, такие как Марианская впадина (глубина почти 7 миль или 11 км), конечно, намного глубже, чем в среднем, в то время как другие области, такие как Срединно-Атлантический хребет, более мелкие.)

Исследователи сообщают, что общий объем мирового океана меньше, чем самые последние оценки, на объем, эквивалентный примерно пятикратному объему Мексиканского залива или 500-кратному объему Великих озер. Хотя на первый взгляд это может показаться большим, это всего лишь примерно на 0,3 процента ниже оценок 30-летней давности.

Эта небольшая разница показывает, насколько точными были даже грубые методы измерения при оценке объема океана. Например, еще в 1888 году Джон Мюррей подвесил свинцовые гири на веревке с корабля, чтобы вычислить объем океана — произведение площади океана на среднюю глубину океана — всего 1.На 2 процента больше, чем цифра, указанная Шареттом и его коллегой Уолтером Х. Ф. Смитом, геофизиком из Национальной службы экологических спутников, данных и информации Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).

По словам исследователей, начиная с 1920-х годов, исследователи, использующие эхолоты, значительно улучшили оценки глубины. Совсем недавно Смит и другие первопроходцы использовали спутники для расчета объема океана.

Океаны не теряют воду

Тенденция к постепенному снижению оценок объемов не связана с тем, что мировые океаны теряют воду.Скорее, он отражает большую способность обнаруживать подводные горные хребты и другие образования, которые занимают пространство, которое в противном случае было бы занято водой.

Спутниковые измерения показывают, что дно океана «более неровное и гористое, чем предполагалось», — сказал Смит.

Спутники не могут «видеть» дно океана. Вместо этого они измеряют поверхность океана, которая отражает то, что находится под ним. Например, если под определенной частью океана прячется горный хребет, поверхность над ним будет выпирать наружу.

Спутниковый проект охватил практически все океаны мира, за исключением некоторых районов Арктики, которые покрыты льдом, сказал Смит. По его словам, в результате получилась «новая карта мира» океанов. «Мэтт [Шаретт] и я видим лучшую картину формы и объема океанов».

Точная настройка чисел

Спутниковые измерения все же имеют свои недостатки: «Существует проблема пространственного разрешения, как если бы камера не в фокусе», — объяснил Смит.«Мы измеряем поверхность моря, на которую влияют горы, но мы видим только действительно большие горы, причем в размытом виде. Разрешение в 15 раз хуже, чем на наших картах Марса и Луны».

Следовательно, по словам исследователей, для дополнения и «точной настройки» спутниковых данных необходимо больше измерений с судов. И до сих пор судовые гидролокаторы и другие приборы нанесли на карту только 10 процентов морского дна Земли.

«У нас есть пробелы в измерениях эхолота размером с Нью-Джерси», — сказал Смит.

Согласно опубликованным оценкам ВМС США, одному кораблю потребуется 200 лет (или 10 кораблям 20 лет), чтобы измерить все глубины дна океана с помощью эхолота.

Новое исследование, частично финансируемое Институтом EarthWater, подробно описано в июньском выпуске журнала Oceanography.

• Опасности в глубине: 10 самых страшных морских существ
• Видео — Погружение в глубину: виртуальный тур по Марианской впадине
• Изображения: Monster Waves

Насколько глубок океан? | Земля

Сюзанна О’Коннелл, Уэслианский университет

Исследователи начали делать навигационные карты, показывающие, насколько широким был океан более 500 лет назад.Но гораздо сложнее подсчитать, насколько он глубок.

Если вы хотите измерить глубину бассейна или озера, вы можете привязать груз к веревке, опустить ее на дно, затем потянуть вверх и измерить влажную часть веревки. В океане вам понадобится веревка длиной в тысячи футов.

В 1872 году корабль британского военно-морского флота HMS Challenger отправился в плавание, чтобы изучить океан, в том числе его глубину. Он нес 181 милю (291 км) веревки.

Лунные календари здесь! Получите свои лунные календари на 2020 год сегодня.Они делают отличные подарки. Быстро!

Дистанционно управляемый аппарат Deep Discoverer делает снимки недавно открытого месторождения гидротермальных источников в западной части Тихого океана. Изображение предоставлено NOAA.

Во время своего четырехлетнего плавания команда Challenger собрала образцы горных пород, грязи и животных из самых разных районов океана. Они также обнаружили одну из самых глубоких зон в западной части Тихого океана, Марианский желоб, который простирается на 1580 миль (2540 км).

Сегодня ученые знают, что в среднем в океане 2 человека.Глубина 3 мили (3,7 км), но многие части намного мельче или глубже. Для измерения глубины они используют сонар, что означает «Звуковая навигация и дальность». Корабль излучает импульсы звуковой энергии и измеряет глубину в зависимости от того, насколько быстро звук распространяется назад.

Исследовательские суда используют многолучевой гидролокатор для измерения глубины морского дна .

Самые глубокие части океана — это траншеи — длинные узкие впадины, похожие на траншею в земле, но намного больше.Корабль HMS Challenger исследовал одну из этих зон на южной оконечности Марианской впадины, которая может быть самой глубокой точкой в ​​океане. Глубина Челленджера, известная как Глубина Челленджера, имеет глубину от 35 768 футов (10 902 метра) до 36 037 футов (10 984 м) — почти 7 миль (11 км).

Такие ученые, как я, изучают морское дно, потому что оно помогает нам понять, как функционирует Земля. Например, внешний слой нашей планеты состоит из тектонических плит — огромных движущихся плит из горных пород и наносов. Цепь подводных гор Гавайско-Императорская, линия пиков на дне океана, была создана, когда тектоническая плита двигалась над местом, где из глубины Земли поднималась горячая порода.

Императорские подводные горы — это тропа подводных гор в Тихом океане, созданная, когда тектоническая плита пересекла горячую точку Гавайев за миллионы лет. Изображение через NOAA

Когда две тектонические плиты отдаляются друг от друга под водой, в земную кору поднимается новый материал. Этот процесс, который создает новое дно океана, называется растеканием морского дна. Иногда сверхгорячие жидкости изнутри Земли вырываются через трещины на дне океана, называемые гидротермальными жерлами.

Распространение по срединно-океаническому хребту.Изображение предоставлено НАСА.

В этих зонах обитают удивительные рыбы, моллюски, трубчатые черви и другие формы жизни. Между созданием и разрушением океанических плит на морском дне накапливаются отложения, которые представляют собой архив истории Земли, эволюции климата и жизни, который больше нигде не доступен.

Сюзанна О’Коннелл, профессор наук о Земле и окружающей среде, Уэслианский университет

Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons.Прочтите оригинальную статью.

Итог: Насколько глубоко океан в среднем и самый глубокий?

EarthSky Voices

Просмотр статей

Об авторе:

Члены сообщества EarthSky, в том числе ученые, а также писатели, пишущие о науке и природе со всего мира, решают, что для них важно.Фото Роберта Сперлока.

.