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
Техника уступила еде Техника уступила еде

Как вырос объем интернет-торговли в России

Ведомости
Карантин как повод для бунта Карантин как повод для бунта

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

Дилетант
Дом для звезды Дом для звезды

Изящный особняк голливудской легенды Джуди Гарленд в Бель-Эйре

SALON-Interior
Изобрести колесо Изобрести колесо

Люди шли к изобретению колеса не одно тысячелетие

Вокруг света
Скорпионы и лавры: говорящие детали Скорпионы и лавры: говорящие детали

10 портретов-ребусов эпохи Возрождения

Вокруг света
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Хронический стресс ухудшил слух мышей Хронический стресс ухудшил слух мышей

У мышей под действием хронического стресса ухудшился слух

N+1
Марфа Пешкова Марфа Пешкова

Не стало Марфы Пешковой — внучки Максима Горького и подруги Светланы Аллилуевой

Дилетант
Зеленый древесный питон Зеленый древесный питон

Наш герой – зеленый, или древесный, питон – вид ромбических питонов

Знание – сила
Ныряющий «воробей» Ныряющий «воробей»

Почему необычную птаху, проводящую часть жизни под водой, назвали оляпкой?

Наука и жизнь
3 причины, почему не растет уровень нашего дохода 3 причины, почему не растет уровень нашего дохода

Что мы делаем не так? Почему у кого-то зарплата растет, а у нас нет?

Psychologies
Почему собаки тоже страдают от январской хандры Почему собаки тоже страдают от январской хандры

Собаки тоже могут чувствовать себя подавленными, ощущая январскую хандру

ТехИнсайдер
Границы адаптации Границы адаптации

Как повысить работоспособность космонавтов

Санкт-Петербургский университет
Что такое тинт для губ и чем он отличается от помады Что такое тинт для губ и чем он отличается от помады

Что такое тинт, как его правильно выбрать, наносить, а также смыть

РБК
Санкция на «церковную революцию» Санкция на «церковную революцию»

Как Ленину предлагали включить церковное движение в переустройство России

Дилетант
Страна пяти сфер Страна пяти сфер

В Индии пять чувств используются не только по назначению, но и по максимуму

Вокруг света
Внутренняя коллекция Внутренняя коллекция

Химик и парфюмерный критик Матвей Юдов — о своих любимых ароматах

Afternoon Seasons of life
10 советов, как сбросить вес после новогодних праздников 10 советов, как сбросить вес после новогодних праздников

Как вернуться к нормальному состоянию тела после длительных праздников?

Psychologies
Гений места Гений места

Кто придумал создать музей-квартиру барабанщика группы «Кино» Георгия Гурьянова

Собака.ru
Как улучшить настроение за 5 минут: простые, но отлично работающие способы Как улучшить настроение за 5 минут: простые, но отлично работающие способы

Несколько приемов, которые помогут быстро встряхнуться и улучшить настроение

VOICE
«Разовая» неверность: 3 признака того, что он больше не будет изменять «Разовая» неверность: 3 признака того, что он больше не будет изменять

Как понять, что ваш партнер изменил только единожды?

VOICE
Без паники! 10 быстрых приемов против стресса Без паники! 10 быстрых приемов против стресса

Нужно снять напряжение? Вот способы, которые не требуют специальной подготовки

Лиза
«Я верю в молочку» «Я верю в молочку»

Владислав Чебурашкин о своем подходе к бизнесу и потреблении молочных продуктов

Агроинвестор
Почему мозгу нужно ошибаться и можно ли этого избежать Почему мозгу нужно ошибаться и можно ли этого избежать

Почему мы попадаемся в ловушку собственного мышления

Inc.
Точно пригодятся: 12 неожиданных способов использования фена Точно пригодятся: 12 неожиданных способов использования фена

Феном можно не только сушить волосы. Но что еще он умеет?

VOICE
Плавучие концлагеря Третьего Рейха: Печальный конец Плавучие концлагеря Третьего Рейха: Печальный конец

Об эвакуации главных концлагерей в связи с приближением британских войск

Наука и техника
Диета «6 лепестков»: меню на каждый день, отзыв врача Диета «6 лепестков»: меню на каждый день, отзыв врача

Можно ли привести себя в форму всего за шесть дней?

РБК
Как перестроить компанию, которая не перестраивается Как перестроить компанию, которая не перестраивается

Почему перемены нужны предприятиям?

Inc.
«Осторожно, в небе металлолом» — Что делают со старыми авиалайнерами «Осторожно, в небе металлолом» — Что делают со старыми авиалайнерами

Почему пассажирские авиалайнеры так рано списывают?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении