Понад дві третини Землі покриті водою. Питання, що ж ховається в її товщі, чи є життя на дні океану і, власне, на якій глибині знаходиться те саме дно, завжди цікавили вчених і дослідників.
Виявилося, що в якійсь мірі легше побувати на Місяці, ніж зануритися в глибини Світового океану. Відкрити завісу над таємницями найглибшої западини на Землі у людства вийшло не так давно.
Географія та геологія
Придонна поверхня земних океанів дуже нерівна. Її покривають пагорби та височини, порізані ущелинами, глибина яких може вимірюватися декількома кілометрами. Причиною утворення такого рельєфу було безперервне переміщення тектонічних плит мільйони років до нашої ери. В результаті таких геологічних процесів на дні океанів утворилася мережа жолобів.
Один з цих жолобів — найглибша западина на Землі з відомих на сьогодні. Вона називається Маріанською і знаходиться в трикутнику, утвореному Японським і Філіппінським архіпелагами та островом Нова Гвінея, прямо на кордоні Тихого океану і Філіппінського моря.
Це геологічне утворення являє собою ущелину з дуже крутими схилами, нахил стінок всього 7-9 градусів, а вид у поздовжньому розрізі подібний Латинській букві V. Дно — плоске, в ширину варіюється від 1 до 5 кілометрів і розділене порогами на кілька ступенів поступового зниження за рівень Світового океану. Дослідження багатопроменевим ехолотом всієї площі дна, а це 400 тис. квадратних метрів, виявило чотири гірських хребта, кожен висотою в 2,5 км.
Географічні координати – 11°північної широти та 142° східної довготи. У цьому місці Філіппінська тектонічна плита йде під Тихоокеанську. У південно-західній частині жолоба, недалеко від острова Гуам, розташована найглибша відмітка дна Світового океану – безодня Челленджера.
Тиск води на такій глибині нижче рівня моря перевищує атмосферний більш ніж в 1 тис. разів.
Дослідження з поверхні океану
Океанографічною експедицією в 1875 році було виявлено, де саме Маріанська западина знаходиться. Дослідження проводив Британський парусно-паровий корвет “Челленджер”, оснащений новими для свого часу розробками, в тому числі для вимірювання глибин і взяття проб ґрунту.
Найперші дані про глибину підводної ущелини були отримані командою корабля за допомогою диплота — спеціальної мотузки з обважнювачем і метровою розміткою. Мотузка була довжиною понад вісім кілометрів, але дна так і не досягла. У ХХ столітті на честь цього судна був названий космічний човник.
І тільки через сто років вдалося встановити, що ця Тихоокеанська область все-таки не бездонна. У 1951 році з борту англійського Гідрографічного судна “Челленджер II” була зафіксована глибина Маріанської западини:
- ехолотом-10899 м;
- лотлинем — 10863 м.
Пізніше ця точка отримала назву Безодня Челленджера.
Крім того, на шляху ультразвукової хвилі можуть траплятися різні перешкоди, живі організми або гірські утворення. Тому результати вимірювань різняться і мають деяку похибку.
Під час свого плавання в 1957 році на борту науково-дослідного судна «Витязь» вчені з Радянського Союзу оголосили про те, що, за їхніми даними, максимальна глибина Маріанського жолоба становить 11022 метри, згодом ці відомості не підтвердилися.
Але ними дійсно був доведений факт існування органічного життя на глибинах нижче 7 тис. метрів, хоча раніше вважалося, що це неможливо.
Занурення в глибину
Одна справа – це вивчення дна з поверхні океану, для них знадобиться тільки хороший корабель і точні вимірювальні прилади. І зовсім інша справа – занурюватися на кілометри під воду.
Для такої наднебезпечної подорожі потрібні відвага і рішучість, а також великі грошові та наукові вкладення в розробку батискафа. Поки можливість побувати на дні Маріанської западини випала тільки трьом дослідникам, в той час як найвищу гору у світі Джомолунгму щорічно підкорюють тисячі людей.
Батискаф Трієст
Першими людьми, що побували в безодні Челленджера, були швейцарський вчений-океанограф Жак Піккар і американський військовослужбовець, фахівець з підводних човнів Дон Уолш. Жак Піккар займався зануреннями на сконструйованому ним з батьком батискафs Трієст з 1953 року.
Керував батискафом Піккар, за 4 години 48 хвилин апарат спустився на глибину 10911 метрів. На дні дослідники пробули близько 20 хвилин, але майже нічого не розглянули через хмари мулу, піднятих з дна при приземленні, зате з’їли по шоколадці.
Зв’язок з кораблем підтримувалася за допомогою ультразвукового телефону. Температура води на дні виявилася 3,3 градуса, а спеціальні вимірювання показали, що гондола батискафа стиснулася на 3 мм. Пізніше Піккар описав всі події, пов’язані зі спуском на дно океану, у своїй книзі «глибина 11 тисяч метрів. Сонце під водою»
Головним підсумком цього занурення стало відкриття можливості життя під дуже високим тиском. Цей параметр в маріанському жолобі такий великий, що кальцій не може існувати ні в якому іншому вигляді, крім рідкого. Тому вчені припускали, що хребетних там бути не може, адже кістки за таких умов не сформуються. Але промінь прожектора батискафа “Трієст” висвітив риб, схожих за формою на камбалу.
У 1995 році зонд японських вчених «Кайко» не тільки зафіксував занурення на 10911 метрів, але і взяв проби ґрунту. У них знайшли раковинні одноклітинні організми-форамініфери. Спуск на глибину 10902 підводного апарату “Нерей” відбувся у 2009 році. Він зняв фото і відео, зібрав донні відкладення для досліджень.
З кінця квітня по кінець липня 2016 року можна було спостерігати за Маріанською западиною онлайн. Трансляція велася за допомогою корабля Okeanos Explorer вченими з Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США і коментувалася океанографами.
Спуск на Deepsea Challenger
Перша людина, яка сама спустилася на дно Маріанської жолоби – Канадський кінорежисер Джеймс Кемерон. Відбулася ця подія 26 березня 2012 року на одномісному батискафі «Діпсі Челленджер».
Апарат опустився на 10908 метра, де вів кінозйомку 3D-камерами, закріпленими на кінцях гідравлічних маніпуляторів, вічний морок змогли розігнати спеціальні прожектори. Відзнятий матеріал ліг в основу документального фільму “виклик безодні”, показаного на каналі National Geographic.
Кемерон з командою інженерів готувався до цієї події сім років. Він брав участь у проєктуванні та будівництві батискафа, які відбувалися в приміщенні колишнього торгового центру на околиці Сіднея.
І ось, нарешті, спуск завершено, і світло прожекторів відбивається від ґрунту найглибшого місця у світі. За словами Кемерона, він побачив фантастичну панораму: абсолютно рівне дно. Зробивши понад 80 занурень, такого дна він не бачив ніколи. Внизу все спокійно, ніяких ознак життя, і тільки іноді пропливають амфіподи, схожі на сніжинки.
Режисер провів на дні западини трохи менш як три години, хоча планувалося п’ять – стало виходити з ладу обладнання. Зате він встиг взяти проби ґрунту, поки не зламалися маніпулятори, і навіть сфотографувати годинник Rolex Deepsea. Ця швейцарська компанія виступала партнером експедиції. До речі, Дон Уолш і Жак Піккар теж брали з собою спеціально виготовлений Rolex, який прекрасно витримав тиск.
Джеймс Кемерон пізніше ділився: його не покидало відчуття, що він спустився на кордон самого життя. Він відчував себе мізерно малим перед нескінченністю всього того, що нам невідомо, і розумінням того, як багато ще належить зробити для пізнання величезного світу.
Особливості глибоководного середовища
На самому дні жолоба немає ні піску, ні будь-якого ґрунту. Мільйони років на дно жолобу осідали планктон, раковини і продукти життєдіяльності тварин. Під величезним тиском вся ця маса перетворилася в сірувато-жовтий слиз.
Цікаві явища природи
На різній відстані нижче рівня моря в Маріанській западині знаходяться свої “пам’ятки” і мешкають свої жителі.
Тут є джерела, озера, вулкани і навіть мости:
- Серпантиновидні джерела.
- “Білі курці”.
- Діючий вулкан Дайкоку.
- Чотири кам’яних “моста”.
Температура води на дні зовсім не наближається до абсолютного нуля. На самому дні вона коливається від двох до чотирьох градусів Цельсія і відчутно змінюється в міру наближення до поверхні. Підтримують воду в досить теплому для такої глибини стані так звані чорні курці.
Це геотермальні джерела, що містять так звані серпентинові гірські породи, водень і метан. Навколо них клубочиться вода темного кольору. За зовнішнім виглядом вона нагадує димок над вулканом.
У жолобі ці джерела розташовуються відносно неглибоко – близько двох кілометрів нижче рівня моря. Температура води в них досягає 450 градусів, але при цьому вода не кипить. Тут вступає в силу закон фізики – чим вище тиск, тим вище температура кипіння води.
Гідроджерела, в яких вирує рідкий вуглекислий газ, називають «білими курцями». На відміну від геотермальних, вода в них більш низької температури. Тому над ними постійно клубочиться білий пар. Найвідоміший з них отримав ім’я Шампань, тому що вода в ньому своїм виглядом дуже нагадує цей святковий французький напій.
Єдине на Землі озеро рідкої сірки знаходиться на глибині 414 метрів нижче рівня моря в кратері діючого вулкана Дайкоку. Умови, при яких таке можливо, відповідають космічним.
Мешканці западини
У самій верхній частині Маріанської западини живуть звичайні для цього регіону види ссавців, риб, ракоподібних і т.д. але чим глибше, тим цікавіше. Ніяких чудовиськ і гігантських кальмарів, всупереч легендам, на дні жолоба не виявлено.
Є документальні свідчення, що там мешкають:
- риби, схожі на скатів, сантиметрів 30 завдовжки;
- амеба-ксенофіофора;
- одноклітинні організми-форамініфери;
- амфіподи.
Зазвичай амеби – це одноклітинні мікроорганізми, яких можна розглянути тільки під мікроскопом. Але в глибинах жолоба живе просто гігантський за мірками амеб різновид. Ксенофіофори досягають 10 см. в довжину і несприйнятливі до таких отруйних елементів, як ртуть і свинець.
Незважаючи на екстремальні температури і високий тиск, навіть в таких умовах зароджується життя. У тілах амфіпод з проб ґрунту з дна жолоба знайдено більше токсичних речовин, ніж у їх прибережних родичів.
Життя в його вищій формі можливе на будь-якій глибині, а таємниці незвичайних і загадкових місць планети будуть рано чи пізно розгадані.
