100 великих тайн Земли - Александр Волков

Итак, мы живем на планете, биосфера которой состоит в основном из воды, и почти ничего не знаем о ней. Мы тратим миллиарды на космические экспедиции и лишь изредка снаряжаем экспедиции в бездну, что плещется у наших ног. Мы заглядываем за тысячи световых лет от Земли, пытаясь понять происходящее там, но не видим ничего в нескольких километрах от себя – не хотим видеть ничего в глубине темных вод. Бездна космоса кажется нам все более понятной, бездна океана – как будто более бездонной. Там, куда не упадет ни луча света, царит адский мрак. Мы имеем о нем так же мало представления, как и об аде, знакомом нам лишь по «классическому бедекеру» Данте.

А ведь если представить себе жизнь в виде эволюционного древа, выросшего на дне океана, то над поверхностью воды будет виден лишь краешек кроны этого древа. На протяжении почти всей истории нашей планеты океан оставался обителью Жизни. Лишь в последние несколько сот миллионов лет Жизнь выбралась на сушу. Но и поныне большинство видов животных – это морские обитатели.

До недавнего времени считалось, что дно океана – пустыня, где не может быть жизни. Однако исследования 1990-х годов показали, что глубоководные области изобилуют жизнью. Миллионы червей буравят каждый квадратный километр илистых отложений. По подводным грядам ползают слепые рачки. Рядом рыбы-гадюки с длиннющими зубами подстерегают добычу. И прямо над ними, будто затонувшие корабли, покачиваются гигантские медузы, состоящие на 90 с лишним процентов из воды – это помогает им выдержать непомерное давление.

Каждая экспедиция приносит открытия. Да, на дне океана нет растительности – тем удивительнее здешняя фауна. Этих животных отличают необычные формы тела и исполинские размеры. Конечно, у них нет «разума» в нашем понимании этого слова, но, вынужденные жить в самых суровых условиях, они приспособились так хорошо ладить друг с другом, что кажутся порой частями одного огромного Тела. Из их фигурок, усеивающих дно океана, слагается, как мозаичная картина из сколков смальты, грандиозная фигура Духа Океана. Все эти мириады бактерий, медуз, червей и рачков общими усилиями преобразуют мертвенную пустыню, где поселились, в некое подобие цветущего сада. Может быть, и не так далек от истины современный фантаст, заявляя, что это сообщество животных, похоже, наделено «коллективным разумом»?

Секреты глубоководных желобов

Глубоководные желоба представляют собой одну из самых необычных и малоизученных экосистем нашей планеты. А ведь именно здесь геофизики могут наблюдать за тем, как участки океанического дна – старой земной коры – неторопливо исчезают в земных недрах. Именно здесь можно хоть краем глаза заглянуть в процессы, протекающие в мантии Земли, – увидеть, как та взаимодействует с океанической корой.

Для биологов эти желоба – естественная лаборатория эволюции. Неужели живые организмы могут населить подводные пропасти, чья глубина порой достигает 11 километров? Как удается рыбам, моллюскам, червям или бактериям выживать в условиях, выдержать которые могут, казалось бы, только громоздкие аппараты, созданные человеком? А ведь некоторые ученые полагают, что именно в этих безднах, противящихся всему живому, некогда зародилась жизнь! Неужели такое возможно?

Прошло более полувека с тех пор, как 23 января 1960 года на дно самой глубокой впадины Мирового океана, на глубину 10 910 метров, опустился батискаф «Триест», на борту которого находились швейцарский океанограф Жак Пикар и лейтенант ВМС США Дональд Уолш. Они пробыли на дне Марианского желоба 20 минут, не имея возможности даже взять пробы грунта. Им оставалось лишь наблюдать за тем, что происходит вокруг. Эта первая экспедиция была лишь мимолетным знакомством человека с этими таинственными уголками Земли. Их изучение только начинается.

Уже то, первое, погружение на дно Марианского желоба задало ученым загадку, не разрешенную и по сей день. Тогда, незадолго до того, как батискаф, увлекаемый свинцовым балластом, опустился на дно, Пикар разглядел в иллюминаторе рыбу. Странную, плоскую рыбу. У него не было с собой даже фотокамеры, а потому сенсационное открытие ничем не удалось подтвердить.

Известно около двух десятков глубоководных желобов в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах

Дерзкое начинание Пикара и Уолша не нашло продолжателей. Интерес к исследованию глубоководных впадин быстро угас. Советские и американские ученые предпочли штурмовать космическую даль, нежели блуждать в непроглядных безднах океана.

Всего известно около двух десятков глубоководных желобов в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. Их глубина превышает 6000 метров. Шесть самых глубоких желобов – Марианский (11 034 метра), Японский (10 554 метра), Курило-Камчатский (10 542 метра) и Филиппинский (10 540 метров) желоба, а также желоба Тонга (10 882 метра) и Кермадек (10 047 метров) – располагаются в Тихом океане.

Эти желоба – словно шрамы от сабельных ударов, рассекших тело живой Земли. Их ширина составляет лишь несколько десятков километров, зато они тянутся порой на тысячи километров. Если мысленно пройтись по дну подобного желоба, это похоже на прогулку по Большому каньону, внезапно затопленному водой. По обе стороны тянутся почти отвесные стены, уходящие далеко ввысь. Как правило, самые глубокие области желоба лежат на 3—4 километра ниже прилегающих к нему участков дна.

Пустынное, мрачное ущелье, выстланное мощным слоем осадочных отложений. Мертвенная, холодная даль. Здесь, на дне самых глубоких впадин, температура воды обычно не превышает 3,6 °С. Последний штрих в этом описании – невыносимая тяжесть воды, готовой смять любое существо, оказавшееся в этом ледяном аду.

Как же возникли эти шрамы? И почему они находятся там, где находятся? Ответы на эти вопросы дает глобальная тектоника плит.

На дне океанов располагаются зоны субдукции – области, где старая океаническая кора, буквально встав на попа – развернувшись под углом, близким к 90°, погружается в глубь Земли, пододвигаясь под континентальную или океаническую плиту. В окрестности этих зон образуются не только громадные горные системы, например Анды, или многочисленные вулканы, но и разверзаются пропасти. Так, Марианский желоб возник в результате столкновения Филиппинской и Тихоокеанской плит.

По-прежнему многое из того, что мы знаем об этих загадочных безднах, открыто еще пионерами глубоководных исследований в 1950—1960-х годах. Мир морских глубин все еще остается неизученным. Сколько удивительных открытий нас еще может здесь ждать!

Вдоль восточного побережья Японии пролегает Японский желоб, протянувшийся на 1600 километров от Курильских островов на севере до островов Бонин на юге. Он является частью очень активного в геологическом отношении Тихоокеанского огненного кольца. Извержения вулканов и землетрясения – здесь «будничная катастрофа», иначе не скажешь. Этот желоб кажется многим геологам брошенной в пучину шкатулкой, в которой хранится ключ к событиям, извечно перетряхивающим жизнь людей, поселившихся на островах в этой части Тихого океана, в том числе в Японии.

Недавно американским и японским геологам удалось сделать сенсационное открытие, даже не добравшись ни до ключа, ни до самой шкатулки. Они обнаружили на глубине 5000 метров цепочку небольших – высотой до полусотни метров – вулканов (их и назвали Petit Spots , «маленькие точки»), которые располагались на гребне изогнувшегося участка океанической коры, уже уходящего в глубь Земли. Почему они здесь возникли?

Принято считать, что вулканы образуются по краям литосферных плит, но никак не там, где эти края плит погружаются в глубь Земли. Здесь нет и «горячих точек» – они располагаются посреди литосферных плит. Очевидно, речь здесь идет о совершенно особой форме вулканизма, не известной ранее ученым?

В конце концов, ученые нашли объяснение этому феномену. Источники лавы, питающие эти необычные вулканы, располагаются на небольшой глубине – в астеносфере. В этом слое, простирающемся на глубину до 350 километров, часть горных пород, как предполагается, уже расплавлена. (Для сравнения: лава, изливающаяся в «горячих точках», поднимается почти от границы, разделяющей мантию и земное ядро.)

Когда старая океаническая кора погружается в глубь Земли, она растрескивается, и расплавленные породы, содержащиеся в астеносфере, могут подняться сквозь эти трещины и излиться на дно океана. Так образуются «маленькие точки». Извержения длятся недолго, а потому высота этих вулканов невелика. У геологов сразу же возник вопрос: «А может быть, вулканы, называемые нами “горячими точками”, рождались именно как Petit Spots ?»

Некоторые ученые полагают даже, что первые одноклеточные организмы возникли не в окрестностях гидротермальных источников – черных курильщиков, а в зонах субдукции. Ведь во время процессов, протекающих там, высвобождается водород, а это – прямо-таки лакомство для подобных микроорганизмов. Так что жизнь на Земле могла зародиться именно там, где литосферные плиты сталкиваются друг с другом.