Снег в глубинах океана и те, кто им питается

Наука и жизньНаука

В глубинах Бермудского треугольника

Максим Осповат, морской биолог

В нескольких номерах журнала (см. «Наука и жизнь» №№ 2—6, 2024 г.) был опубликован увлекательный научный детектив академика (и моего давнего знакомого) Владимира Малахова «Бескишечные морские черви, нефть, газ и жизнь на других планетах». В числе прочего там описывается открытие в 70-х годах прошлого века уникальных биоценозов — гидротермальных оазисов на «чёрных курильщиках» — горячих источниках в глубинных рифтовых зонах океана. Эта находка, которая стала настоящей мировой сенсацией и оценивается как крупнейшее географическое открытие ХХ века, произошла благодаря изобретению и усовершенствованию батискафов — автономных обитаемых глубоководных аппаратов, в англоязычной литературе «Deep sea submercibles». В последнее время упор всё больше делается на автономные подводные дроны и аппараты, управляемые по кабелю с борта судна (ROV — Remotedly Operated Vehicle). Нередко ROV работают в связке с обитаемыми аппаратами. Например, когда пилотируемый подводный аппарат «Алвин» (Alvin) исследовал остатки «Титаника», он запускал на специальном «поводке» внутрь корпуса «Титаника» небольшого робота «Jason Junior». Именно ему мы обязаны потрясающими кадрами интерьеров бывшего плавучего дворца, ныне покоящегося на дне Атлантики.

Батискаф «Johnson Sea Link» — подлодка-пузырь. На переднем плане Рон Гилмер, сотрудник Океанографического института Харбор-Бранч. Фото Максима Осповата

Так уж получилось, что мне пришлось поучаствовать в другом достаточно сенсационном открытии ещё одного глубоководного биоценоза, обитающего на глубинах 1000—4000 м, который можно назвать придонным батипелагическим. О его существовании учёные тоже никогда бы не узнали без изобретения глубоководных обитаемых аппаратов, хотя и несколько иного типа, чем те, которые использовались при открытии и изучении «чёрных курильщиков».

В своей чрезвычайно интересной статье академик Малахов упоминает так называемый дождь трупов, а именно постоянное падение отмершего планктона из фотической зоны океана (зоны, в которую ещё проникают солнечные лучи и где возможен фотосинтез) в его нижние тёмные этажи.

До открытия гидротермальных биоценозов «чёрных курильщиков», жизнедеятельность которых основана на хемосинтезе из соединений серы, «дождь трупов» считался единственным источником поступления органического вещества для глубоководных биоценозов. В 1980—1990-е годы мне пришлось работать приглашённым учёным в Океанографическом институте Харбор-Бранч (Harbor Branch Oceanographic Institute, США) во Флориде в группе Ричарда Харбисона, которая как раз занималась изучением этого явления. Правда, называли мы данное явление несколько менее жутким термином «sea snow» («морской снег») — по тому, как он выглядит в лучах прожекторов батискафа. В результате глубоких (в прямом смысле слова) исследований выяснилось, что концентрация этой субстанции в придонном слое (речь идёт о батиальной зоне, то есть о глубинах 1000—2000 м) существенно выше, чем в толще воды. Тому есть ряд причин, о которых будет сказано ниже.

Максим Осповат в заднем отсеке батискафа «Johnson Sea Link», глубина 900 м. 1989 год. Фото: Harbor Branch Oceanographic Institute

Мечтал о круговом обзоре…

Основным районом наших исследований был Бермудский треугольник, а именно его юго-западный угол — Багамский архипелаг и пересекающий его глубоководный жёлоб Тонг-оф-Оушен со средней глубиной около 1000 м. Морской переход от морской базы Форт-Пирс Океанографического института Харбор-Бранч во Флориде до места погружения занимал обычно около двух суток.

Как открытие «чёрных курильщиков» было бы невозможным без батискафа «Алвин», так и биосообщество «пожирателей снега» осталось бы неоткрытым, если бы не батискаф «Johnson Sea Link» — детище Эдвина Линка, названное в честь своих спонсоров Линка и Сьюарда Джонсона, основателей Океанографического института Харбор-Бранч. Дело в том, что и у американского «Алвина», и у российских «Миров» обзор из кабины был довольно ограниченным. Правда, у «Миров» иллюминаторы побольше, чем у «Алвина», что позволило использовать в них широкоугольную кинокамеру «IMAX» для съёмки останков «Титаника» на глубине свыше 3000 м у Ньюфаундленда.

На фото виден набор самплеров — приспособлений для отбора образцов. Кадры подводной видеосъёмки наружной камерой батискафа. Фото: Harbor Branch Oceanographic Institute

Эдвин Линк в своё время загорелся идеей создать глубоководный аппарат с круговым обзором. (Возможно, его вдохновлял пример Александра Македонского, который, по преданию, погружался в море в стеклянной бочке.) В это время прогресс в области химии привёл к изобретению акрилового оргстекла c высокими прочностными характеристиками, чем Линк не преминул воспользоваться. И в результате плодотворного сотрудничества с химиками и технологами его детище батискаф «Johnson Sea Link», способный погружаться на 3000 футов (1000 м), обрёл сферическую, полностью прозрачную кабину на двух человек, обеспечивавшую великолепный обзор. За своеобразный внешний вид аппарат прозвали «пузырь» (Bubble sub). На данный момент «Johnson Sea Link» уже далеко не единственный «пузырь» в океане. Работают аппараты «Nadir», «Deep Rover» и целый ряд других батискафов следующего поколения с прозрачными сферами, а строящийся на «Севмаше» для «Газпрома» аппарат «Ясон» массой 15 т и с обзором 270° будет иметь глубину погружения уже 2500 м.

Наружный контейнер для «деликатных» организмов. Кадры подводной видеосъёмки наружной камерой батискафа. Фото: Harbor Branch Oceanographic Institute

Однако вернёмся к «Johnson Sea Link». Достоинства аппарата его прозрачным «пузырём» не исчерпываются. Помимо панорамной кабины «глазами» батискафа выступает набор сверхчувствительных и сверхпрецизионных телекамер. Упомянем необычайную точность маневрирования: массивный аппарат с помощью джойстика можно вывешивать и передвигать в трёх плоскостях с миллиметровой точностью благодаря многочисленным подруливающим устройствам. Отдельно стоит отметить сменные наборы самплеров — приспособлений для отбора биологических и геологических образцов. Это и роботизированная механическая рука, и прикрепляемая к ней «slurp gun» (можно перевести как «хлюппушка»), позволяющая путём всасывания ловить плавающих существ, в том числе рыб и самых шустрых кальмаров и ракообразных. А с помощью специальных наружных зафиксированных контейнеров с крышками можно ловить даже очень нежных медуз и гребневиков, которых, казалось бы, невозможно поймать, не повредив. Но опытный пилот батискафа Дон Либераторе, работая джойстиком и контролируя процесс через телекамеры, ухитрялся совершать невероятные манёвры, буквально надевая контейнер, а с ним и весь батискаф на парящий в толще воды организм, на который ему указывал сидящий рядом исследователь. Такие возможности «Johnson Sea Link» и подобных ему аппаратов делают их незаменимыми при изучении глубоководных, особенно нежных желатинообразных обитателей «нижних этажей» океана. Лишь один организм оказался аппарату не «по зубам»: лопастеносный гребневик почти метрового размера в размахе лопастей был настолько чувствительным, что буквально разваливался «на пиксели» при попытках заключить его в контейнер, за что и получил рабочее название Intacta, что по-латыни значит «недотрога». Нельзя также не упомянуть, что во время почти всех погружений мы наблюдали странные организмы в форме серебристой запятой длиной приблизительно 2—3 см, которые, кувыркаясь (!), передвигались над дном с большой скоростью. И даже сам Дон Либераторе, как ни старался, не смог поймать ни одного из них, попросту не поспевая за ними робо-рукой с «хлюп-пушкой». Так эти «запятые» и остались очередной неразгаданной загадкой Бермудского треугольника.

Всасывающий пробоотборник slurp gun. Кадры подводной видеосъёмки наружной камерой батискафа. Фото: Harbor Branch Oceanographic Institute

Снег, который идёт даже на экваторе

Основа пищевой цепочки на Земле, как известно, — фотосинтез. Это в полной мере относится и к океану (едва ли не единственное исключение составляют глубоководные биоценозы, живущие на так называемых чёрных курильщиках и основанные на хемосинтезе). Причём львиная доля первичной продукции в океане, то есть произведённого в результате фотосинтеза органического вещества, приходится на фитопланктон (от греческого «планктос» — «блуждающий») — микроскопические водоросли, населяющие фотическую зону океана. Нижняя граница фотической зоны находится на глубине, куда достигает 1% солнечного света. Чем ближе к полюсам Земли, тем меньше фотическая зона. Так, на экваторе, где солнечные лучи падают почти вертикально, глубина зоны достигает 250 м, тогда как в Белом море она не превышает 25 м. Фитопланктоном питается следующее звено пищевой цепочки — зоопланктон: мелкие рачки, медузы, аппендикулярии, сальпы, личинки рыб и донных беспозвоночных и многие другие организмы, парящие в толще воды. По мере отмирания зоо- и фитопланктона их останки, постепенно разлагаясь, опускаются в более глубокие слои океана. Этот разлагающийся материал, или детрит, и есть «морской снег», о котором я уже упоминал выше. «Снежинки», или флоккулы, слипаются по мере падения, некоторые достигают нескольких сантиметров в диаметре, но обычный их размер 2—3 мм. Иные падают неделями, прежде чем, наконец, достигнут дна океана. В глубоком океане «морской снег» представляет собой непрерывный ливень преимущественно органического детрита, выпадающего из верхних слоёв водной толщи. Это важное средство экспорта энергии из богатой светом фотической зоны в нижележащую афотическую — оно называется биологическим насосом.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сахаров: портрет на фоне эпохи Сахаров: портрет на фоне эпохи

Что заставило академика Сахарова вступить в противостояние с политбюро и КГБ?

Дилетант
Навязался гайморит Навязался гайморит

Как распознать гайморит у ребенка на ранней стадии и вовремя начать лечение?

Лиза
Карантин как повод для бунта Карантин как повод для бунта

В Российской империи попытки борьбы с эпидемиями могли быть для власти опасными

Дилетант
Вызов простоты Вызов простоты

Как решение абстрактной задачи угрожает всей экономике?

Вокруг света
«Крупская» русского коллаборационизма «Крупская» русского коллаборационизма

Дело Анны Колокольцевой-Воскобойник

Дилетант
Инвестиции без страха Инвестиции без страха

Создание Первой ткацкой фабрики — уникальный для российского легпрома проект

Монокль
На партийном девичнике На партийном девичнике

Расспрашиваем о кремлёвских дамах Нину Хрущёву, внучку советского лидера

Дилетант
Квазивалютный долг Квазивалютный долг

Экспортеры предъявили спрос на квазивалютный долг

Ведомости
Богатство России будет прирастать… опилками Богатство России будет прирастать… опилками

На основе опилок можно сделать много важного и полезного

Наука и жизнь
Это вам не игрушки! Это вам не игрушки!

Цены на советские модели автомобилей 1:43

Автопилот
Моя прелесть Моя прелесть

История про собирательство, про страсть, которая согревает, наполняет и радует

Afternoon Seasons of life
Сад на ладони Сад на ладони

Создаем домашний флорариум своими руками:

Лиза
Счастье – в простом Счастье – в простом

Певица Алсу доверила журналу свои личные переживания, связанные с разводом

Psychologies
Герой любого времени Герой любого времени

Кирилл Кяро — о долге и ответственности перед людьми

OK!
Спасет ли Zara торговые центры? Спасет ли Zara торговые центры?

Иностранные арендаторы вряд ли вернут российские торговые центры к процветанию

Монокль
В России можно создавать великие вина В России можно создавать великие вина

Вино — искусство, а искусство не может быть объективным

Bones
Праздник со вкусом апельсина — что Берджесс, Кубрик и Фуко думали о насилии Праздник со вкусом апельсина — что Берджесс, Кубрик и Фуко думали о насилии

О том, как в «Заводном апельсине» рассматривается тема насилия

СНОБ
Юрий Сапрыкин: «Все было на драйве, на кураже, на преодолении собственного невежества и непонимания» Юрий Сапрыкин: «Все было на драйве, на кураже, на преодолении собственного невежества и непонимания»

Юрий Сапрыкин об истории медиа, роли поколения пятидесятилетних и даже будущем

Afternoon Seasons of life
9 шагов навстречу велнесу 9 шагов навстречу велнесу

Как вернуть себе хорошее самочувствие

Лиза
Свидание с Россией Свидание с Россией

Богатые и успешные россияне о лучших городах Сибири и Дальнего Востока

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Коротко о том, как устроен наш мозг: почему при трении ушиба мы перестаем чувствовать боль Коротко о том, как устроен наш мозг: почему при трении ушиба мы перестаем чувствовать боль

Неужели наш мозг способен контролировать боль?

ТехИнсайдер
Морщины ни при чем Морщины ни при чем

Почему не стоит переживать из-за морщин и над чем стоит поработать

Afternoon Seasons of life
Когда БУМЕР встречает ЗУМЕРА Когда БУМЕР встречает ЗУМЕРА

Почему конфликт поколений — сомнительная теория и какая польза от их объединения

Afternoon Seasons of life
Проклятие рода или благословение: как быть отдельной частью семьи Проклятие рода или благословение: как быть отдельной частью семьи

Какие привычки мы выносим из родительской семьи?

Psychologies
История Pony Express, недолговечной, но запоминающейся службы доставки Дикого Запада История Pony Express, недолговечной, но запоминающейся службы доставки Дикого Запада

В 1860-х на американском Диком Западе существовал свой сервис доставки писем

ТехИнсайдер
Два Гуся, две светлые постройки Два Гуся, две светлые постройки

Маршрут путешествия на два дня в Гусь-Железный и Гусь-Хрустальный

Weekend
Финтех попросил Минобрнауки скорректировать план подготовки IT-специалистов Финтех попросил Минобрнауки скорректировать план подготовки IT-специалистов

Дефицит кадров в IT-области до 2030 г. составит примерно 1 млн специалистов

Ведомости
Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка Вынашивающих потомство в горловом мешке лягушек эвакуировали с чилийского острова из-за смертельного грибка

Как редких южноамериканских лягушек спасли в Лондонском зоопарке

N+1
Южный Урал — сказочный край России Южный Урал — сказочный край России

Давно мечтала я побывать на Урале и вот стою у ворот парка «Таганай»...

Знание – сила
Ученые обнаружили настоящие пляжи на Марсе Ученые обнаружили настоящие пляжи на Марсе

Наблюдения показали на Красной планете подземные образования, напоминающие пляжи

Inc.
Открыть в приложении