Text
ЧЕЛОВЕК
И ПОДВОДНЫЙ МИР
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛЕНИНГРАД 19Л
L’HOMME ET LE MONDE SOUS-MARIN par Raymond Vaissiere Paris, 1969
Перевод с французского В. И. ГИНЗБУРГ
Под редакцией канд. биол. наук М. В. ПРОППА
Книга написана заместителем директора Океанографического музея Монако, ближайшим сподвижником знаменитого Ж.-И. Кусто. Из нее читатель получит самые разнообразные сведения: об истории покорения морских глубин, о новейшем техническом оснащении и методах проникновения в морскую стихию, о недавно открытой флоре и фауне, о полезных ископаемых дна океана и т. д.
Книга рассчитана на широкий круг читателей: от специалистов' океанологов и профессиональных водолазов и спортсменов до «подводных туристов» и просто людей, любящих море.
-9-7
£•1971
L
ОТ РЕДАКТОРА
Читатель, познакомившийся с книгой Рэмона Вэсьера, получит новые сведения почти по всем вопросам проникновения человека в подводный мир. Однако книга эта отнюдь не представляет просто энциклопедию подводного мира. О подводных исследованиях пишут главным образом две категории людей — те, кто в них участвует, и профессиональные литераторы, в большей или меньшей степени увлеченные и заинтересованные подводным миром. Книги специалистов, за немногими счастливыми исключениями, написаны довольно сухим языком и нередко оставляют читателя, если он сам не входит в число профессионалов подводников и океанологов, почти равнодушным. В книгах литераторов, даже если и удается избежать явных ошибок, неизбежно некоторое смещение оценок и мнений и определенный налет любительского, журналистского подхода к вопросу. Подобные работы, часто пользующиеся широким успехом, обычно едва удовлетворительны с точки зрения специалиста.
Р. Вэсьеру, который является заместителем Ж.-И. Кусто по научной части, удалось счастливо избежать обеих крайностей. Говорить о научной и собственно «подводной» компетенции автора подробно нет никакой нужды — сама книга говорит об этом достаточно ясно. Р. Вэсьер имеет большой опыт общения и с любителями-подводниками, так как руководит занятиями в специальной школе, знакомящей их с жизнью моря и научными исследованиями. Автор принадлежит к французской школе исследователей моря, впервые создавших и, что, пожалуй, более важно, широко применивших акваланг, исследовательскую подводную лодку, специально созданную для научных целей, впервые установивших подводный дом-лабораторию
5
и, уже после выхода этой книги, совершивших погружение на фантастическую глубину в 520 м в камере высокого давления и на глубину около 250 м — в море. В настоящее время эта школа исследователей удерживает наиболее передовые позиции в вопросах изучения океана с непосредственным погружением человека в море.
Вместе с тем, наряду со сведениями, которые читатель получает из первых рук, он получает и нечто не менее ценное — то почти непередаваемое словами впечатление от подводного мира, которое, на мой взгляд, не менее важно, чем его все растущее практическое значение. Ведь подводный мир — это действительно совершенно иной, чем поверхность Земли, новый мир, со своими, совершенно особыми законами; его познание расширяет горизонты как каждого человека, погрузившегося в море, так и всего человечества. Можно быть уверенным, что многие прочитавшие эту книгу сами захотят проникнуть в это живое море.
Читатель, однако, должен иметь в виду, что эта книга представляет популярную работу и что многие сложные вопросы изложены в ней в упрощенной, беллетристической форме. Это менее всего учебник, по которому изучают правила спусков под воду, и не научная работа, каждая фраза которой должна быть предельно точной. В книге обобщен огромный опыт погружений и морских исследований, многие ее страницы очень интересны и для специалиста, но тот, кто собирается сам спуститься в море, должен не ограничиться этой книгой, а ознакомиться, кроме нее, также и со специальной литературой. Оригинальный список литературы, включающий главным образом французские и английские издания, опущен, так как эти работы мало доступны широкой массе читателей.
В некоторых случаях взгляды автора отражают только одну из нескольких существующих в науке точек зрения; такие места обычно оговорены в примечаниях. Техника и методика подводных исследований развиваются сейчас очень быстро — к моменту подготовки к печати русского перевода были получены новые данные о действии на организм очень высокого давления и наркотической силе раз
б
личных газов, в частности водорода. Эти материалы кратко приведены в примечаниях. Имеются небольшие расхождения в применяемой автором научной терминологии, в частности в гидробиологии, с той, которая используется в нашей стране.
Нужно также с сожалением отметить, что автор, знакомый с советской биологической литературой и бывавший в СССР, практически не ссылается на русские работы по водолазному делу. История водолазных работ в нашей стране широко освещена в обширной литературе. Рассказывая о технической стороне погружений под воду, Р. Вэсьер использует в качестве примера французское оборудование. Мы сочли нецелесообразным восполнять этот недостаток в обширных комментариях, так как сведения по отечественному подводному оборудованию, истории водолазного дела в нашей стране, принятым у нас правилам водолазного дела и спортивных погружений легко доступны и любой читатель может ознакомиться с ними без труда.
Описание жизни в море, очень яркое и красочное, основывается преимущественно на наиболее близком и знакомом автору Средиземном море. Многие животные и растения, упоминаемые в книге, встречаются в излюбленном нашими подводниками Черном море, животные и растения которого в основном представляют собой обедненную средиземноморскую флору и фауну. Другие, которые в Черном море не встречаются, имеют «родственников» в наших северных морях и дальневосточных морях. Поэтому описание Р. Вэсьером жизни в море представляет для нас большой интерес.
При подготовке перевода к печати книга несколько сокращена, в основном за счет отдельных разделов, написанных по литературным источникам и хорошо освещенных в нашей литературе или устаревших к моменту выхода перевода. Так, опущено описание устройства военных подводных лодок, экспериментов с американскими подводными лабораториями «Силэб»: все это можно найти в вышедших в переводе на русский язык первоисточниках. Исключены и разделы, посвященные китам, дельфинам, поискам золота и сокровищ под водой, а также описание проекта «Мохол», осуществление которого прекращено из-за того, что сййат США отказал в дальнейшем финансировании работ: эти
I
материалы уже опубликованы в работах, вышедших в самые последние годы массовыми тиражами. Небольшие сокращения произведены и в некоторых других разделах книги. Однако все основное содержание, в особенности базирующееся на личном опыте автора и вообще французской школы подводных исследований, сохранено.
В некоторых местах произведены небольшие изменения принятых Р. Вэсьером терминов, однако исправить всю терминологию, не меняя существенно текст книги, было невозможно. Эти расхождения в терминологии также оговорены в примечаниях.
Можно быть уверенным, что книга Р. Вэсьера будет тепло принята широкими массами читателей, интересующихся проникновением человека в океанские глубины, принесет пользу специалистам океанологам, ознакомив их в популярной и сжатой форме с новейшими достижениями в этом направлении, и окажет помощь спортсменам-подводникам в их погружениях и освоении наших морей.
М. В. Пропп
ПРЕДИСЛОВИЕ
Море испокон веку привлекало к себе людей как величайшая загадка. Связанные с ним проблемы считались до самого последнего времени неразрешимыми и порождали всевозможные легенды и домыслы. Исследователи, стремившиеся познать океан, всегда наталкивались на одно и то же препятствие — слабый технический уровень. Аристотель располагал лишь рыболовными крючками и сетями. Александр Великий, который решил сам опуститься в морскую пучину, совершил свое погружение в стеклянной бочке, а ведь ему нужен был бы батискаф. Леонардо да Винчи оставил нам пророческие проекты, неосуществимые в его эпоху хотя бы из-за отсутствия резины. Фреминэ не имел компрессора.
Океанография появилась одновременно с отвесом; она рождалась в величайших муках и с огромными затратами. Героические мореплаватели опускали на тросе обычно примитивные, а порой хитроумные приборы, но в те века морские науки были уделом немногих избранников и носили отпечаток аристократизма... от которого и до сих пор не могут полностью избавиться.
И лишь теперь, когда появились новые методы погружения и усовершенствованная исследовательская аппаратура, нам открылся доступ в необъятные морские просторы — чуть раньше, чем в космическое пространство. Однако, чтобы сделать этот шаг, ученым моего поколения пришлось преодолеть немалое сопротивление, и потому следует отдать должное тем, кто первым проявил на этом поприще необычайное мужество и прозорливость. Это — Анри Мильн-Эдвардс, испытавший скафандр со шлемом; Пьер Драш, облачившийся в автономный аппарат; Уильям Биб и Огюст Пиккар, погружавшиеся в батисфере и батискафе; Жан-Мари Перес, участвовавший во втором глубоководном погружении в ныряющем блюдце.
9
Среди последователей энтузиастов-пионеров — Рэмон Вэсьер, V J первый ученый, проживший и проработавший в 1963 году целый ЧвхЛ месяц в «подводном доме». Он расскажет об этом читателям сам. JK
Именно благодаря таким людям, как профессор Вэсьер, океано- яК графия наверстывает упущенное, освобождается от непродуктивных -g|P исследователей и активно использует новейшую технику и смелые Jal методы. Изучение моря принимает общечеловеческий характер .Ж и демократизируется. Группы специалистов-водолазов непрерывно ,3® пополняются молодыми кадрами, которые сплачиваются вокруг своих руководителей. — 1Й «
Движение за покорение океана все время расширяется. Во всех крупных океанографических лабораториях теперь имеются собственные подводные бригады. Великие наций сооружают все больше ’ батискафов и ныряющих блюдец. На Гонолулу и в Монако создают- Л ся центры по подготовке молодых ученых.
Началось мирное вторжение в океан.
Жак-Ив Кусто
1
ТЕХНИКА ПОДВОДНЫХ ПОГРУЖЕНИЙ
1. ИСТОРИЯ ПРОНИКНОВЕНИЯ ПОД ВОДУ
ВВЕДЕНИЕ
Восстановление исторических фактов обычно сопряжено с трудностями, особенно если эти факты относятся к истории древних способов погружения, ибо степень интереса к ним нередко зависит от выдумки и искусства рассказчика. И можно ли упрекнуть его в искажении действительности, если даже в нашем XX в. еще существуют легенды и лишь очень немногие из современных водолазов способны оставаться объективными, когда говорят о своем пребывании на морском дне, достигнутых глубинах и встреченных морских чудовищах? Лишь благодаря богатому воображению мы истолковываем ассирийский барельеф X в. до н. э., хранящийся в Британском музее, как изображение первых боевых подводных операций. На фоне волн мы видим корабль с лучниками, впереди плывут солдаты; на животе у них прикреплены бурдюки с трубками, концы которых солдаты держат во рту. Судно сопровождают рыбы. При желании можно предположить, что в бурдюках содержится запас воздуха, позволяющий бойцам оставаться некоторое время под водой. Но гораздо более вероятно, что для переправы через реку солдатам требовался поплавок, объем которого они поддерживали, время от времени надувая его.
Повествование Геродота о деяниях Скиллия и его дочери Кианы, перерезавших во время бури швартовы кораблей Ксеркса, или же текст Фукидида, вкратце описывающего защиту Сиракуз, когда афиняне подпилили заградительные сваи, вбитые в дно гавани, производят большое впечатление на современных читателей. Им кажется, что Скиллий и Киана, а также афинские водолазы — это первые подводные бойцы. Несомненно, во все века и у всех племен люди, переплывающие озера, реки или проливы, пользовались полыми стеблями тростника для дыхания и погружались на несколько сантиметров под воду, дабы их не заметили враги. Вполне возможно, что и греческие герои применяли такую военную хитрость, хотя ни Геродот, ни Фукидид не дают каких-либо подробностей на этот счет. А описание кожаного бурдюка с дыхательной трубкой приведено лишь в 77 г. н. э. Плинием Старшим.
Однако вернемся к IV в. до н. э.— веку, в который появились первые водолазные устройства. Аристотель в своих «Проблемах» (360 г. до н. э.) описывает наполненный воздухом опрокинутый сосуд, куда помещался водолаз. Края такого сосуда должны были находиться в строго горизонтальном положении — иначе в него сразу же попадала вода и заливала человека. Нет никаких сомнений в том, что подобные сосуды являлись прототипами, если можно так сказать — предками водолазного колокола. Мы не знаем, как именно
12
W
использовали их солдаты Александра Македонского, сломившие оборону Тира, но сам факт их использования позволяет говорить о том, что это был первый подводный аппарат.
Трубки и сосуды послужили основой (конечно, весьма примитивной) для некоторых водолазных приспособлений будущего, как индивидуальных, так и коллективных. И все же человечеству пришлось дожидаться опубликования работы Вегеция «О правилах военных» (375 г. до н. э.), чтобы получить хоть какие-то сведения о римских urinatores — подводных рабочих, солдатах и связных. Любопытно, что военный договор Флавия Вегеция Ренатуса известен главным образом из текста, напечатанного и иллюстрированного в начале XVI в. Иллюстрации носят явный отпечаток средневековья — водолаз изображен с палицей или с огромным мечом, с алебардой или щитом. Ясно, что гравюры (впрочем, совершенно различные в разных изданиях) не соответствуют тому, что действительно существовало в эпоху Вегеция.
С XIV ПО XVIII ВЕК
Средневековые представления о подводном плавании
Примерно в XII в. арабы, господствовавшие на Средиземном море, вероятно, применяли принцип опрокинутого сосуда, упомянутый Аристотелем, ибо турки и мальтийцы, как гласит одно историческое предание, понесли страшное поражение в бою, где они столкнулись с отрядами подводных солдат. Но, видимо, этот факт не повлиял на развитие водолазной техники, ибо только начиная с XV в. в некоторых манускриптах появляются описания и изображения подводных пловцов в каких-то странных шлемах.
Из одного текста Кизера (1405 г.) и анонимного рисунка 1430 г. можно получить представление о том, каким мыслился тогда костюм, предназначенный для пребывания человека под водой. Это кожаная куртка, к которой прикреплен шлем, вероятно металлический, с двумя оконцами для обзора. От шлема идет на поверхность изогнутая трубка, выходное отверстие которой поддерживается двумя поплавками. И даже уточнено (что весьма важно!) —куртка и шлем во избежание утечки воздуха выстланы губкой.
Знаменитый математик той эпохи Мариано считал, что рот и нос водолаза должны быть защищены, и рекомендовал накладывать на лицо пузырь на манер маски. Но довольно правдоподобна и другая интерпретация его приспособления — может быть, Мариано рассматривал этот пузырь как компенсаторный объем газа, который, сжимаясь во время погружения, позволял уравновешивать гидростатическое давление и тем самым предупреждал появление боли в ушах? Не являлось ли это приспособление прототипом рези
13
новых груш, которыми еще несколько лет назад были снабжены некоторые водолазные маски? На этот вопрос мы, по-видимому, никогда не сумеем ответить.
В рукописях Леонардо да Винчи (1500) имеется перечень всех существовавших в ту пору технических способов погружения, усовершенствованных изобретательской мыслью этого поистине универсального гения. Так, множество его рисунков изображают дыхательные трубки, прикрепленные ко рту ремешком и удерживаемые на поверхности поплавками. Интересно, что на всех рисунках водолаз находится на небольшой глубине, и вполне вероятно, что великий художник, испробовав свою трубку на себе или на ком-нибудь другом, осознал трудность применения такой системы, ибо уже на глубине более нескольких десятков сантиметров гидростатическое давление затрудняет дыхательные движения грудной клетки. Записная книжка Леонардо да Винчи, дошедшая до нас много времени спустя после его смерти, содержит целый ряд и других набросков: резервуары для воздуха, пневматические спасательные пояса, водолазы в шлемах с балластом в виде мешков с песком, а также — знаменитые ласты типа конечностей земноводных. Спустя четыре столетия эти ласты, претерпев некоторые изменения, стали применяться повсеместно.
Вот тогда-то и появился первый печатный труд с гравюрами, изображающими подводных пловцов,— текст Вегеция. Но удивительное дело, ни одна из этих гравюр не сопровождается описанием. Снова все водолазы одеты в кожаные костюмы, на голове у них шлем, либо закрытый, либо соединенный с поверхностью дыхательной трубкой. Ничего принципиально нового в этих изображениях нет, и, рассматривая снаряжение подводников с позиций ваших современных знаний, мы можем только удивляться, как оно «функционировало, Как обеспечивалась его герметичность? Возможно, что смельчаки, рискнувшие погрузиться в подобном облачении, оставались под водой всего лишь несколько секунд или минут, пока вода не проникала в'костюм, а потом и в шлем.
В том, что трактат Вегеция был издан повторно и украшен изображением подводного воина, несомненно сказалось влияние итальянского Ренессанса. Так после четырехсотлетнего перерыва и средневекового оцепенения снова пробудился интерес к подводному царству и возникло стремление проникнуть в него.
Повторное изобретение водолазного колокола
В 1531 и 1535 гг. Лорена пытался возродить водолазный колокол, по словам Франческо де Марчи, автора «Военной архитектуры».
Гульельмо де Лореиа соорудил цилиндрическую камеру высотой примерно 1 м и диаметром 60 см со стеклянными оконцами. В пере
14
вернутом положении эта камера покрывала лишь грудную клетку и голову человека, держась на его плечах при помощи двух опор. Такое устройство представляло прототип водолазного шлема. Водолаз получал возможность перемещаться по дну, причем руки его оставались относительно свободными, так что он мог выполнять работы, не требующие большого объема движений. Лорена погружался в своем колоколе в озеро Неми, чтобы отыскать и поднять на поверхность затонувшие увеселительные галеры императора Калигулы, однако безуспешно. По словам Марчи, Лорена оставался на дне целый час. Условия погружения и смены воздуха в этом аппарате нам неизвестны.
В ту же эпоху, точнее в 1538 г., ходили слухи о двух греческих акробатах, дававших представление в Толедо перед Карлом Пятым. Они входили в колокол собственной конструкции, держа в руках горящую свечу, их опускали в воду, затем поднимали на поверхность, и — к величайшему изумлению восхищенных зрителей — свеча продолжала гореть.. Спустя 20 лет такое же представление разыгрывалось в Венеции перед дожем и сенаторами. Но теперь на сцене выступали не скоморохи, а рыбаки с Адриатики. Каким образом дошел до них секрет колокола? Присутствовал ли кто-нибудь из них при погружении Лорены? Выяснить это не удалось.
В конце того же XVI в. водолазный колокол стал применяться уже довольно широко. Производились всевозможные опыты, часто вполне успешные. В нескольких печатных трудах, в частности Веранцио (1595), упоминается этот аппарат и дается его описание и даже изображение.
В Англии некий Уильям Боурн в «Трактате об изобретениях» (1578) разрабатывает основы подводного корабля... возможно, не впервые!
В некоторых работах (источник не указывался) говорилось, что гренландцы делали подводные суда из тюленьих шкур. Упоминали также о кожаной подводной лодке, выполнявшей боевые задания в Черном море. Можно ли верить всем этим героическим сказаниям? До нас не дошли ни описания, ни зарисовки, и только прекрасные чертежи Боурна изображают аппарат, оборудованный балластными цистернами и вытяжной трубой, в которой, при большом воображении, можно увидеть современный шноркель. Эта подводная лодка никогда не плавала, и достаточно взглянуть на ее схему, чтобы понять, как трудно было бы удалить воду из кожаных мехов и тем самым придать судну положительную плавучесть. ОднаНб и в таком виде оно могло бы функционировать не лучше мониторов конца XIX в., которые погружались до самой палубы, но так и не превратились в настоящие подводные корабли.
В 1597 г. появился колокол Лорини, более или менее схожий с колоколом Лорены, но оборудованный платформой для водолаза и предназначенный для фортификационных работ.
15
В XVII в. еще господствовали идеи предшествующей эпохи, и каких-либо оригинальных проектов предложено не было. Чаще всего использовались, без всякого усовершенствования, уже существующие принципы. Так, Кесслер предложил в 1616 г. водолазный колокол, который вполне мог быть тем, что применялся в Кадакесе. Что же касается шланга Фладда, трудно сказать, в чем его отличие от дыхательной трубки Леонардо да Винчи или Валло (1524),— разве что в расширении воронки, находящейся на плавающем конце. По замыслу автора, увеличение этого отверстия должно было (непонятно, каким образом) усилить легочную вентиляцию водолаза. И все же, несмотря на в общем отрицательную оценку развития водолазной техники в XVII в., его отнюдь нельзя назвать бесплодным — ведь именно тогда появилась первая подводная лодка.
Главное же достижение века — успехи физики, открывшие новые горизонты. Торричелли, Бернулли и особенно Паскаль заложили основы будущих наук — гидростатики и аэростатики. Полученные ими материалы оказали большое влияние на всех современных им физиков, в частности работавших в сфере техники погружения — Дени Папена и Галлея.
Подводная лодка ван Дреббеля
Жил в Англии один голландец, Корнелиус ван Дреббель. Вероятно, он хорошо изучил идеи Уильяма Боурна, касавшиеся подводного плавания, и потому в 1620 г. начал постройку двух подводных лодок, приводимых в движение веслами. Герметичность обеспечивалась промазыванием всех стыков варом; места соединения весла с корпусом были герметизированы кожей, смазанной жиром. Обе «подлодки» испытывались на Темзе в присутствии короля Иакова I. До нас дошло очень мало технических подробностей этого изобретения. По-видимому, как явствует из хроники той эпохи, было произведено несколько плаваний под водой на расстояние нескольких метров, между Вестминстером и Гринвичем. Воздух очищался какой-то регенерационной жидкостью, содержавшейся в цистерне. Что это за жидкость, мы не знаем, но любопытно, что уже ван Дреббель писал о необходимости регенерации «воздушной квинтэссенции». А ведь состав воздуха был в ту пору еще не известен, так как Пристли открыл кислород гораздо позднее, в 1774 г., а Лавуазье подтвердил его открытие и доказал, что легкие выделяют углекислый газ.
Спустя тридцать лет после ван Дреббеля де Сон нарисовал подводную лодку, приводимую в движение колесом с педалями. Такой аппарат был построен, но нигде не пишется о том, спускали ли его на воду.
16
Принципы Борелли '
Итальянец Джованни Альфонсо Борелли был в равной степени математиком и физиком. Он изобрел и наглядно изобразил снаряжение для людей, желавших погрузиться под воду. Это был кожаный костюм со шлемом из того же, только более плотного материала. Шлем, герметически соединенный с костюмом, имел вид более или менее правильного шара диаметром около 60 см. Теоретически все снаряжение было абсолютно водонепроницаемым.
Для удаления из воздуха влаги — «страшной влажности», вызывающей различные заболевания,— имелось специальное устройство — целый набор трубок, выводящих жидкость, выделяемую организмом, в особый мешок, где она благодаря простой Конденсации освобождалась от вредных паров. Это было нечто вроде очистительной схемы в полузамкнутом цикле, которая в действительности ничего не очищала.
Mjj можем не без иронии добавить, что — поскольку воздух внутри шлема неизбежно находился под атмосферным, а следовательно, более низким давлением, нежели гидростатическое, которому подвергалось тело водолаза в его эластичной оболочке,— шар с первых же сантиметров погружения должен был превратиться в огромную медицинскую банку, или присоску. Легко представить себе, какое действие оказывала она на организм подводного пловца! Впрочем, этот важный недостаток изобретения заметил Жак Бернулли и подверг его суровой критике. К тому же следует сказать, что кожа, из которой был сделан шлем, вряд ли могла долго выдержать постепенно усиливающееся давление.
И все же не следует иронизировать над этим допотопным обмундированием, ибо снаряжение, предложенное Борелли, в частности сферический шлем, превратилось в последующие столетия в источник вдохновения. А помимо всего, среди принадлежностей водолазного костюма, начерченных изобретателем, имелись две такие детали, которые в процессе последующих преобразований приобрели первостепенное значение, хотя и стали неузнаваемыми.
Это прежде всего ласты, предлагаемые, правда, уже не впервые. Затем — нечто вроде балластной системы, регулирующей плавучесть. Эта система, представлявшая собой цилиндр с изменяющимся объемом газа, должна была функционировать следующим образом: когда поршень находился в верхнем положении, цилиндр содержал только воздух и действовал, как поплавок. Когда же водолаз хотел погрузиться, он делал несколько оборотов рукояткой и поршень опускался по зубчатой рейке, что приводило к сжатию газа, а тем самым — и к уменьшению объема поплавка. Движение в обратном направлении вело к разрежению и, следовательно, к увеличению объема газа, что позволяло подняться на поверхность.
2 р, Вэсьер
17
Теоретически такая система могла бы функционировать, но сопротивление воды движению поршня столь велико, что человек никогда не смог бы его преодолеть.
Работа Борелли, опубликованная в 1680 г. (уже после его смерти), является ярким примером концепций первой половины XVII в. Она показывает, с какими трудностями приходилось сталкиваться изобретателям, работавшим в области конструирования индивидуальных скафандров.
Принцип уравновешивания давлений еще не был внедрен в практику. Правда, устройства для сжатия воздуха уже существовали, но в самой зачаточной форме — всего лишь как слабые мехи. Следовательно, о скафандре еще не могло быть и речи.
Эдмунд Галлей и Дени Папен
Во второй половине XVII в. произошли знаменательные события. Эта эпоха была отмечена опытом английского физика и астронома Галлея и возникновением водолазного колокола в его почти окончательной форме, предложенной этим же ученым. Однако погружение, произведенное в 1690 г., представляло лишь итог всех попыток проникнуть под воду, предпринятых за сотни лет. Никакого нового решения оно не принесло.
В 1689 г. Дени Папен, основатель Королевского общества, изобрел колокол, в котором впервые была применена непрерывная подача воздуха насосом или мехами для поддержания постоянного внутреннего давления. Вот тогда-то знаменитый французский физик и создал свое главное изобретение — клапаны, которые впоследствии превратились в вентиль и невозвратные клапаны.
Ценность этого изобретения заключается в том, что оно было осуществлено на практике и сопровождалось абсолютно точным научным описанием.
Несомненно, Галлей, секретарь Королевского общества, был осведомлен об опытах и проектах Папена. Однако в то время он- не захотел претворить их в жизнь, видимо, опасаясь, как бы его не заподозрили в вульгарном подражании или плагиате.
В колоколе Галлея запасы воздуха обновлялись благодаря бочонкам, посылаемым с поверхности. Очень простая система! Два крана закрывали резервуар воздуха — один сверху, другой снизу. Верхний кран соединяли с колоколом трубкой. Достаточно было открыть нижний, а затем верхний кран, чтобы воздух под давлением воды поднялся к людям, находившимся в колоколе.
Колокол имел форму усеченного конуса с толстым стеклом в верхней части, которое пропускало слабый свет. Он был обшпт свинцовыми листами и снабжен грузом — тремя большими металлическими болванками, прикрепленными к платформе, находившей-
18
фГ
©я примерно на 90 см ниже входного отверстия. Такое устройство аппарата позволяло применять его даже в виде одного или нескольких индивидуальных колоколов, помещенных на плечи рабочих-подводников и соединенных трубкой с главным колоколом.
Вместе с четырьмя водолазами Галлей находился на глубине от 16 до 18 м полтора часа. Опыт увенчался успехом. К счастью для английского физика, он, сам того не зная, достиг лишь той глубины, где симптомы кесонной болезни появляются только после полутора часов, то есть на границе безопасности. Следует отметить также, что благодаря большому весу аппарата подъем его на поверхность занял несколько минут. Поэтому по пути наверх происходило нечто вроде декомпрессии. Любой несчастный случай мог бы сразу же приостановить и без того чрезвычайно медленное развитие техники погружения. Однако этого не случилось, и подвиг Галлея породил множество новых проектов; самый плодотворный период пришелся на последние тридцать лет XVIII в.
Жесткий скафандр
Если не считать Беккера с его довольно бессмысленной попыткой использовать водолазный костюм Лорици, то первый опыт создания жесткого аппарата, внутри которого человек мог бы находиться под атмосферным давлением, принадлежит Джону Летбриджу. В 1715 г. он предложил деревянный цилиндр, оборудованный иллюминатором и двумя отверстиями для руй? Герметичность аппарата обеспечивалась кожаными манжетами. Цилиндр, похожий на несколько искривленный отрезок большой трубы, опускался в горизонтальном положении; входное отверстие завинчивалось крышкой.
В верхней части его находились два патрубка, затыкавшиеся пробками. Через оба эти отверстия можно было вдувать воздух, так что водолазу не надо было выходить на поверхность для возобновления его запаса. Вероятно, небольшое избыточное давление не давало воде, хотя бы в течение некоторого времени, проникнуть через то место, где руки выходили наружу. В письме, опубликованном в «The Gentleman’s Magazine» (1749), Летбридж отмечает, что он сам погружался много раз, причем иногда оставался под водой по нескольку часов. Это были последовательные погружения, каждое по полчаса, на глубину 18—20 м. Соответствовало ли это действительности? Мы сомневаемся по двум причинам. Во-первых, даже при очень незначительном избыточном давлении (порядка нескольких сотен граммов на квадратный сантиметр) водолаз оказался бы в настоящей -медицинской банке, поскольку на глубине 20 м его обнаженные руки подвергались бы относительному давлению примерно 2 кг. Если же допустить существование компенсирующего избыточного Давления, созданного при помощи мехов
19
и равного гидростатическому давлению, которое изменялось в зависимости от глубины погружения, то водолаз действительно смог бы без опасности провести под водой полчаса. Однако при последующей резкой декомпрессии, при открытии втулок на поверхности, он погиб бы почти мгновенно. Итак, не исключено, что Летбридж преувеличил возможности своего аппарата, хотя тот, несомненно, функционировал и использовался для погружений.
Спустя 12 лет офицер Британского Королевского флота Роу несколько раз опускал водолазов в цилиндре, подобном предложенному Летбриджем, причем некоторые погружения закончились трагически. По этому поводу Ж. Т. Дезагюлье в «Experimental Philosophy» за 1744 г. (периодическом научном журнале, издававшемся в Лондоне) писал, что во время опыта, проведенного на глубине 18 м, давление на руки водолаза было столь велико, что повреждения, вызванные кожаными манжетами, обрекли его на шестинедельное пребывание в постели. Этот же автор сообщает, что один из водолазов умер через три дня после погружения в приборе Роу на глубину 2б м. Дезагюлье не приводит подробностей, так что неизвестно, была ли вызвана смерть водолаза присасывающим действием или резкой декомпрессией. Давайте попытаемся представить себе причину этого трагического исхода.
Водолаз входит в цилиндр. Обе его руки выставлены наружу через кожаные манжеты, плотно пригнанные к бицепсам, что обеспечивает герметичность всего костюма. На глубине 26 м обнаженные руки подвергаются давлению 3,6 кг/см2, тогда как тело, изолированное жесткой оболочкой, испытывает давление всего в одну атмосферу, то есть 1 кг/см2. Неизбежное присасывающее действие вызывает застой крови, а за ним может следовать разрыв капилляров либо в легких, отчего произойдет удушье, либо в мозгу, а это вызовет повреждение нервных центров.
Можно также предположить, что под давлением воды кожаные изолирующие прокладки вокруг рук превращаются в настоящий жгут, нарушающий кровообращение в верхних конечностях. А известно, что слишком продолжительное нарушение кровоснабжения (опасность, присущая даже лечебным жгутам) вызывает, асфиксию и гибель тканей, не получающих притока крови; гибель же тканей влечет за собой генерализованную инфекцию (гангрену).
Правда, до погружения цилиндр можно было бы подвести под давление, то есть при помощи насоса и втулки ввести в него воздух в таком объеме,, чтобы давление в аппарате повысилось до 3,6 кг/см2, то есть было достигнуто равновесие давлений. В этих условиях водолаз чувствовал бы себя относительно хорошо и мог бы производить работу на глубине 26 м.*
К несчастью, слишком долгое пребывание на глубине или слишком быстрая разгерметизация цилиндра вполне могли бы повлечь за собой резкое выделение газов, растворенных в крови и во внут
20
ренних органах. Очевидно, именно этим и объясняется смерть водолаза через три дня, иначе говоря, в момент, когда пузырьки газа достигли дыхательных нервных центров мозга и парализовали их.
В наше время несчастные случаи этого типа хорошо изучены, и мы расскажем о них в разделе, посвященном физиологии. Но в ту пору гибель водолазов, разумеется, казалась загадочной.
Последние десятилетия
Аппараты Летбриджа и Роу и конструкция подводной лодки, предложенная около 1749 г. физиком Мариоттом (а по существу, скопированная с одного из проектов Борелли),— вот единственные примечательные вехи до 1772 г. В дальнейшем скафандр и колокол приобретают новые формы или же подвергаются значительным усовершенствованиям. Появляется первая военная подлодка, принимающая участие в боевых операциях.
В 1774 г. Фреминэ сконструировал скафандр по принципу Борелли и испытал его. Это был кожаный костюм с металлическим шлемом, позади шлема и на спине помещался резервуар. Циркуляция воздуха осуществлялась при помощи маленьких мехов, приводимых в действие пружинным двигателем, которой обеспечивал обновление воздуха, достаточное для погружения на несколько минут. Но запас воздуха был слишком мал, а мотор — маломощен, чтобы позволить погружение более чем на десяток метров.
Приблизительно в то же время американец Бушнелл заканчивает постройку подводной лодки «Тартл» («Черепаха»), впоследствии принявшей участие в борьбе Америки за независимость. «Черепаха» была сделана из дерева, имела яйцевидную форму и вмещала лишь одного человека. Вертикальные и горизонтальные перемещения производились при помощи винтов, приводимых в движение вручную, так же как и заполнение балластных цистерн водой и их опорожнение; водитель лодки был и рулевым, и взрывником — он прикреплял взрывчатку к корпусу вражеского корабля. И хотя ни одно боевое задание не увенчалось успехом, все же эта первая подводная лодка функционировала.
Немного позднее, в 1779 г., знаменитый физик Кулон сделал в Академии наук доклад, в котором описал судно, названное им «Воздушный корабль». Оно представляло собой усовершенствованный водолазный колокол.
Принцип его заключался в следующем: центральная камера, открытая снизу, имела соединенные с ней два поплавка, которые, наполняясь воздухом, обеспечивали относительно быстрое всплытии на поверхность. На рабочем месте, если глубина была меньше, чем высота центральной камеры, достаточно было наполнить камеры-
21
поплавки, чтобы затопить всю систему и опустить ее на дно. В верхней части рабочего помещения колокола имелись: толстая стеклянная плита, пропускавшая свет, мехи с клапаном, снабжавшим водолаза сжатым воздухом, и два люка. Через один люк рабочие входили в камеру, а второй предназначался для выведения избыточного воздуха.
Как только рабочие входили в камеру, люк закрывался и вода постепенно удалялась мехами, нагнетавшими воздух под давлением.
Для подъема операция производилась в обратном порядке, то есть вода в поплавках заменялась воздухом, корабль всплывал, и его легко перебрасывали на другой участок работ.
«Воздушный корабль» не был построен, но к этому принципу вернулся через сто лет доктор Пайерн, спроектировавший гидростат и подводную лодку.
Вполне возможно, что в 1790 г. с работами Кулона ознакомился Смитов. Этот специалист по отделочным работам не мог не знать о последних усовершенствованиях водолазной техники. Однако он предпочел модифицировать колокол, придав ему кубическую форму и снабдив его новым оборудованием. Его аппарат предназначался для небольшой глубины, он даже не полностью покрывался водой. Наверху колокола был установлен насос Папена, обеспечивавший повышение давления и обновление воздуха. Следовательно, в колоколе Смитона можно было работать продолжительное время.
Вместе с XVIII в. закончилась эпоха утопий, длительных поисков и прожектерства, говоря иначе — эпоха замыслов, которым так и суждено было остаться замыслами из-за ограниченности технических возможностей изобретателей. Но следует ли рассматривать рисунки и чертежи Леонардо да Винчи и Борелли просто как головоломки? Нет, в каждом из них заключался принцип аппаратов, которые вошли в жизнь в два последующие века.
Именно в XVIII в. были полностью усовершенствованы уже давно существовавшие аппараты. В частности, водолазный колокол, известный уже более тысячи лет, был так хорошо изучен именно в эту эпоху, что использование его уже не представляло особых технических проблем. Равновесие внутреннего и гидростатического давления теперь достигалось без труда. Воздух обновлялся благодаря нагнетательному насосу. Правда, использование колокола на подводных работах по-прежнему было еще довольно сложным делом, но модификация Смитона и добавление камер-поплавков, предложенных Кулоном, положили начало эволюции, в результате которой старинный колокол превратился в современный кессон, основанный на применении сжатого воздуха.
Начинает функционировать подводная лодка, хотя она еще не избавилась от насоса. Балластные цистерны, предложенные Боурном, могли лишь наполняться, но механических приспособлений для их опорожнения не было. Правда, цистерны «Черепахи» непло-22
хо справлялись со своей ролью. В заполненном виде (что было проще всего) они утяжеляли аппарат, и он погружался. С опорожнением их дело обстояло сложнее; для этого водителю приходилось» энергично действуя одной рукой, вращать вертикальный винт и тем самым открывать отверстие воздухопровода, другой же рукой — быстро откачивать насосом воду, чтобы цистерны заполнились воздухом. Основные элементы современной подводной лодки уже были налицо; дело было лишь за двигателем и... лучшим знанием гидродинамики.
А вот скафандра прогресс еще не коснулся Усовершенствования, предложенные Фреминэ и Форфенэ, не дали результата. Что же касается изобретений Клингерта, то первое из них — простое использование аппарата Борелли, а второе — вообще какое-то чудовище. .В 1797 г. этот немецкий инженер сконструировал и испытал на Одере аппарат, состоявший из кожаного костюма с плотно прикрепленным к нему металлическим шлемом. К шлему были подведены две воздухопроводящие трубки для вдоха и выдоха. Некоторые авторы указывали, что эти трубки не были соединены с мехами и что их свободный конец удерживался на поверхности поплавком. А если так, то разница между давлением внутри костюма и шлема и давлением воды могла быстро стать непереносимой. Но возможно» что Клингерт использовал насос, нагнетавший воздух под давлением. В таком случае именно он должен считаться изобретателем скафандра со шлемом, опередившим Зибе на сто лет.
«Чудовище» же представляло собой огромное вертикальное веретено — резервуар воздуха, основание которого было превращена в поршень Борелли. Водолаз стоял на платформе, прикрепленной к цилиндру, и получал воздух из колоссального резервуара. Автор этой конструкции утверждал, что поршень позволяет регулировать плавучесть всей системы и опускаться и подниматься по желанию.
XIX И XX ВЕКА
Совершенно невозможно провести границу между этими двумя веками, ибо несмотря на все их различия они составляют единое целое в смысле непрерывности изобретений. 1800-е гг. открывают индустриальную фазу нашей западной цивилизации. Все шире претворяются в жизнь научные достижения, а сочетание теоретических исследований и успехов техники порождает потрясающие по своей смелости новшества, хотя последующее применение их на практике кажется теперь самым обычным явлением, на которое мы уже не обращаем внимания.
Почти 200 лет — с 1800-х гг. и до сего времени — проходят под знаком бурного развития физических и математических наук и связанной с ними техники. Созданы новые вещества — тяжелые и легкие, жесткие и упругие, в зависимости от потребностей и сферы
23-
применения. Совершенствуются методы сборочных работ, теперь достигающие потрясающей точности. Это — годы овладения движением на земле, в воздухе и под водой. Исчезают устаревшие понятия. Идет борьба с традициями, сковывающими мысль. Энергия во всех ее формах — термическая, электрическая и ядерная — подвергается систематическому изучению, она контролируется человеком и подчиняется ему. Материя открывает свои тайны. И наконец, как одно из следствий всего этого, создаются давно задуманные аппараты. Подводные лодки становятся обычными машинами, и человек, уже покоривший космос, начинает завоевывать и океан.
Однако все еще существует один механизм, который причиняет изобретателям много забот. Это сам человек. За последние сто пятьдесят лет медицине пришлось столкнуться с совершенно новыми проблемами перейти от описательной, статической стадии к динамической. Изучив анатомию человеческого тела и его главные органы, медики заинтересовались их функцией, то есть физиологией. Но какой сложной оказалась эта новая наука! В самом деле, как определить влияние на организм окружающей среды? Чем объяснить как будто совсем непонятные нарушения функций организма? Химик Лавуазье доказал, что воздух состоит на '/s из кислорода и на 4/5 из азота. Он знал, что углекислый газ образуется в легких, но сколько же времени прошло, пока ученые установили, что даже такой жизненно важный газ, как кислород, в чрезмерных количествах или под высоким давлением может быть токсичным! Разве кто-нибудь до Поля Бэра понимал, что законы растворения газов применимы и к организму человека? И даже в наше время кто может с уверенностью сказать: «Я знаю все!»?..
2. ЖЕСТКИЕ АППАРАТЫ
Основной принцип всех жестких аппаратов — помещение одного или нескольких человек с достаточным объемом воздуха, который можно регенерировать, в жесткий корпус с иллюминаторами или без них. Жестким корпус должен быть для того, чтобы выдержать гидростатическое давление. Давление внутри такого аппарата очень близко к атмосферному, тогда как наружное давление — то есть давление воды — может быть очень велико.
Известно, что жидкости оказывают давление — это прекрасно доказал Паскаль на опыте с бочкой. К ее верхней части была проведена длинная труба, через которую постепенно добавляли жидкость. В результате действия веса водяного столба и гидростатического давления, передающегося через всю жидкость на стенки бочки, она взорвалась.
С другой стороны, опыт Торричелли показал, что воздух, в котором мы живем, оказывает давление, равное на уровне моря весу
24
столба ртути высотой 76 см на 1 см2 сечения или же, как продемонстрировал Паскаль,— столба пресной воды высотой 10,33 м. Для морской воды высота этого столба будет составлять около 10 м на квадратный сантиметр сечения, учитывая среднюю плотность жидкости при 0° Цельсия (примерно 1,027). Таким образом, воздух на уровне моря оказывает давление в 1 кг/см2. При погружении к этому добавляется давление столба воды, отделяющей водолаза от поверхности. Так, на глубине 10 м это давление равно 2 кг/см2, 20 м — 3 кг/см2 и на глубине 100 м —11 кг/см2. Следовательно, прочность стенок какого-либо аппарата необходимо рассчитывать исходя из заданной глубины погружения.
Водолазные капсулы могут быть соединены с установкой на поверхности и полностью зависеть от нее или же обладать некоторой автономностью. В последнем случае люди, находящиеся внутри, могут контролировать движение аппарата и изменять плавучесть.
В зависимости от назначения закрытых аппаратов их можно разделить на три категории: 1) батисферы и гидростаты, 2) жесткие скафандры и 3) самоходные подводные аппараты.
БАТИСФЕРЫ И ГИДРОСТАТЫ
Это самые простые средства погружения на большую глубину. До XIX в. был зарегистрирован всего один опыт с аппаратами такого типа. Англичанин Джон Дзй соорудил деревянный ящик со свинцовым грузом, который, к несчастью, во время второго испытания, в 1773 г., превратился в гроб изобретателя. Дэй намеревался достичь глубины 40 метров, но не вернулся на поверхность. Вероятно, его ящик был раздавлен.
Та же трагическая участь постигла испанца Серво при первом же погружении в деревянной сфере, в 1831 г. Следует отметить, что Серво ставил перед собой цель не только достичь довольно большой глубины, но и изыскать возможность предупредить так называемую кессонную болезнь, которая уже не раз наблюдалась у людей, работавших под давлением в туннелях и водолазных колоколах.*
В 1848 г. появился проект металлической сферы Ричардсона и Уолкотта, который так и не был осуществлен. Но в 1865 г. Базен в своей металлической сфере достиг глубины 75 м. Дальше — в хронологическом порядке — следует «Морской крот» Тозелли, а главное— его проект «Нептун» (1884). Это была цилиндрическая камера высотой около 10 м, диаметром 3 м. За исключением довольно неожиданного балкона в верхней ее части, камеру можно рассматривать как прототип современных гидростатов. Неизвестно, производились ли погружения в этом аппарате, но его автор гарантировал безопасность погружения до глубины 250 м.
25
В разных странах были созданы стальные сферы или цилиндрические камеры, функция которых зависела от их формы, прочности примененных материалов, запаса дыхательного газа и возможностей его регенерации. Но до 1930 г. ни один подобный аппарат не достиг сколько-нибудь значительных глубин.
Батисфера Бартона и Биба
Наиболее значительных успехов в погружениях на большие глубины достигли Бартон и Биб. В 1930 г. натуралист Уильям Биб и инженер Отис Бартон достигли вблизи Бермудских островов глубины 420 м, в 1932 г. — 650, а в 1934 г. — 910 м. Их аппарат имел сферическую форму. Почему онц выбрали зту 'форму? Да только потому, что она представляет наибольший объем, заключенный в наименьшую площадь, а также потому, что почти равномерное распределение гидростатического давления на поверхность сферы позволяет — при той же прочности — уменьшить толщину корпуса примерно вдвое по сравнению с большинством других конструкций, выполненных из того же материала. В результате корпус значительно облегчается. Иначе обстоит дело с аппаратами других форм, где силы, воздействующие на плоскую поверхность, могут либо вызвать разрыв в участках стыков, либо раздавить аппарат.
Итак, Бартон и Биб избрали сферическую форму. Сфера имела диаметр около 1,34 м7 В стальном корпусе толщиной 38 мм имелся люк такого размера, чтобы через него мог пролезть человек. Конструкторы запланировали пять иллюминаторов, но в действительности только в три были вставлены цилиндрические стекла из кварца, а два из них были заделаны стальными пластинами. Кварц выбрали по двум причинам — из-за большой прочности и оптических свойств. Биб намеревался произвести количественные и качественные анализы солнечного света в воде и установить предельную глубину его проникновения, поэтому ему требовалось прозрачное вещество с ничтожным поглощением и не изменяющее солнечный спектр.
Батисфера вмещала двух водолазов, но в каких условиях они там находились! Чтобы представить это, нужно знать, что ее внутренний диаметр был всего 1,26 м. Следовательно, в шар§ можно было находиться только в скрюченном положении. Кроме того, большая часть свободного пространства была занята двумя баллонами с кислородом, вентилятором и регенерационным устройством, основанным на использовании натронной извести. Натронная известь удаляла углекислый газ, соединяясь с ним и образуя углекислые соединения. Хлористый кальций освобождал воздух от накапливающихся в нем водяных паров.
В предвидении большой научно-исследовательской работы авто-26
ры предусмотрели прожектор мощностью 1500 в. Связь с поверхностью поддерживалась по телефону. Гигрометр и термометр регистрировали влажность и температуру. Маленький электрический пульт позволял регулировать свет прожектора и внутреннее освещение. Сколько мужества требовалось этим людям, чтобы осуществить свою экспедицию в подобных условиях! Попробуем представить себе, как она осуществлялась.
Итак, сфера находится на верхней палубе судна-буксира, оборудованного мощной лебедкой, которая может поднять груз весом 2 т. Первые опыты погружения без водолазов были не слишком ободряющими и убедительными, поскольку через люк, хотя он и задраивался десятью огромными гайками, все же просачивалась вода. Но — жребий брошен! Два исследователя влезают в капсулу головой вперед и отдают приказ матросам задраить стальной люк, изолирующий аппарат от внешнего мира. Правда, весьма относительно, ибо по телефону они могут сообщаться с оставшимися на поверхности. К верхней части камеры прикрепляют стальной трос (единственное средство спасения испытателей в случае аварии!), на котором ее опустят в океан. Еще раз проверены телефонный и электрический. кабели. Все в порядке. И вот дан приказ начать погружение. Сфера приподнимается, проходит над бортом судна, на мгновение повисает в воздухе... Затем, покачиваясь на натянутом тросе лебедки, медленно опускается в воду и исчезает... А вода — синяя, чистая, совершенно прозрачная, как всегда здесь, южнее Бермудских островов...
Ослепительный, ровный на первых метрах погружения, свет становится затем похожим на освещение внутри собора с витражами. Дальше синева темнеет... зеленеет... На глубине 100 м остается слабый сумеречный свет, который постепенно угасает.
Мало-помалу глаза привыкают к темноте, но все же без прожектора невозможно определить, что за тени скользят мимо иллюминаторов. Жар от ламп почти непереносим. Приходится экономить кислород. Влага сочится из стыков люка. Что это — морская вода или же конденсированный водяной пар, который недостаточно поглощается хлористым кальцием? Нет, морская вода. Значит, полной герметичности достичь не удалось, придется еще заняться этим...
На глубине 420 м — пределе первого погружения — наружное давление достигает 43 кг/см2, иначе говоря, на всю сферу давят почти 600 т, которые мгновенно сплющат аппарат, окажись в его стальной оболочке хотя бы малейший дефект. Подъем происходит медленно... мучительно, бесконечно медленно... И потому все неудобства ощущаются еще острее. Первоначальная эйфория, вызванная избытком кислорода, сменяется головной болью от скопления углекислого газа, которое образуется несмотря на очистку воздуха. Сфера подрагивает, а то и просто трясется от движения троса, вытягивающего ее на поверхность. Но вот появляется слабый
27
сумеречный свет, постепенно приобретающий голубоватые и зеленоватые оттенки, и наконец снова ослепительная синева и солнце — возвращение на нулевой уровень.
До 1934 г. Бартон и Биб произвели в своей батисфере более тридцати погружений.
Гидростаты
В свое время эти два американца были единственными водолазами, достигшими больших глубин. Однако и другие энтузиасты-изобретатели, побуждаемые военно-морским флотом или же гражданскими учреждениями, занялись проблемами закрытых аппаратов, ибо стало очевидным, что только такие аппараты дают возможность вести продолжительные наблюдения на большой глубине.
Еще в 1912 г. Р. X. Дэвис построил цилиндр для подводных научных исследований, а в 1930 г. (несколько раньше первого подвига Биба и Бартона у Бермудских островов) «бутоскопический» гидростат итальянского инженера Роберто Галеацци достиг глубины 210 м. В настоящее время наблюдательные камеры, из которых наиболее распространены гидростаты Галеацци, часто используются океанографическими судами, опускающими их на глубину от 300 до 600 м, а одна из новейших моделей рассчитана на глубину 900 м.
Может возникнуть вопрос — почему аппаратам этого типа придана цилиндрическая форма, если шар того же веса и гораздо большего внутреннего объема обладает гораздо большим сопротивлением? Это объясняется недостатками, свойственными сферической форме,— ее трудно изготовить, и при длительном погружении подводники испытывают большие неудобства. Кроме того, когда сферическая камера опущена на дно, невозможно пользоваться иллюминаторами, направленными вниз.
Все эти недостатки в значительной мере устранены в цилиндрических гидростатах. Во всяком случае, в их последних моделях удалось сочетать высокую сопротивляемость сферической формы ' с преимуществами цилиндрической формы. В таких аппаратах сегменты сферы плотно пригнаны и расположены последовательно. Иллюминаторы, находящиеся в верхнем куполе, на высоте человеческого роста, ориентированы одни снизу вверх, другие сверху вниз. Подобное их расположение плюс прожекторы обеспечивают очень обширное поле наблюдения. Внутри камеры гидростата находятся баллоны со сжатым кислородом, химические поглотители углекислого газа, вентиляционная система и телефон. Исследователь может сидеть с относительным комфортом и обозревать расстилающееся перед ним дно. Наконец, в случае серьезной аварии, например при обрыве троса, можно выбросить аварийный груз, и тогда облегченный гидростат сам поднимется на поверхность.
28
ЖЕСТКИЙ ШАРНИРНЫЙ СКАФАНДР
Испытание скафандра Летбриджа может считаться первой попыткой погружения с научно-исследовательскими и прикладными целями. Однако мы уже видели, что действие гидростатического давления на руки вызывало сильные физиологические расстройства и ограничивало возможности погружения на большие глубины.
Тем же недостатком обладал и водолазный костюм, созданный в 1838 г. Тэйлором. Лишь в 1856 г. американский изобретатель Л. Д. Филипс предложил жесткий скафандр, форму которого позаимствовали в 1912 году Нёйфельд и Кунке. Корпус этого скафандра представлял собой цилиндр, к которому шарнирами были прикреплены четыре других цилиндра для конечностей. «Руки» заканчивались клешнями. На «ногах» были шарниры на уровне тазобедренных и коленных суставов, что позволяло водолазу ходить по дну. К этому Филипс добавил (1) дополнительные клешни на конце двух подвижных стержней, (2) винт, который водолаз поворачивал вручную, (3) камеру с балластом, помещавшуюся на спине, и (4) маленький баллон, который, по замыслу автора, должен был регулировать плавучесть. И наконец, (5) две бронированные трубки, через которые в аппарат поступал воздух под давлением в одну атмосферу.
В 1882 г. братья Карманьоль получили патент на жесткий скафандр, питаемый с поверхности воздухом под атмосферным давлением; части этого аппарата были очень остроумно сочленены посредством сегментов сферы, скользящих один на другом. Кроме того, в шлеме имелось два десятка мелких иллюминаторов, обеспечивающих широкое поле обзора.
Все эти идеи и конструкции, функционировавшие лучше или хуже, а также появление сжатого воздуха и других дыхательных газов, в частности кислорода в баллонах, привели к созданию скафандра Нёйфельда и Кунке, который к 1920 г. принял почти окончательную форму. В дальнейшем этот скафандр подвергался лишь небольшим модификациям.
В наше время его изготовляют многие фирмы. Аппарат представляет собой яйцевидную или же сделанную из сегментов шара камеру, к которой прикреплены «конечности». Шарнирные соединения сохранились только в областях плечевых, тазобедренных и голеностопных суставов, но двигать ими под высоким давлением трудно.
Корпус, рассчитанный на глубину около 200 м, слишком тяжел, чтобы водолаз мог перемещать его. Следовательно, возникла необходимость облегчить его, а главное, дать возможность при ходьбе по дну поднимать тяжело нагруженные ноги. Для этого водолаз может произвольно наполнять воздухом компенсационную емкость, прикрепленную к спине примерно на уровне головы и плеч, и таким
29
w
образом регулировать плавучесть и даже, в случае обрыва троса, подняться на поверхность.
Кислородные баллоны помещаются, в зависимости от модели, снаружи или внутри скафандра, при этом водолаэ сам регулирует подачу газа в закрытую систему, завершающуюся маской. Эта система обеспечивает хорошую циркуляцию выдыхаемого газа, а также его регенерацию при прохождении через фильтр, содержащий гранулированную натронную известь. Кроме того, внутри аппарата имеется компас, портативный электрический пульт и телефон для связи с поверхностью. Большие металлические «руки» заканчиваются клешнями, управляемыми пальцами человека. И наконец, на уровне глаз водолаза расположены несколько маленьких иллюминаторов, не столь многочисленных, как в скафандре братьев Кар-маньоль, но вполне достаточных для кругового обзора.
Для подготовки скафандра к погружению требуется довольна продолжительное время, а главное — мощные средства подъема. Прежде всего — снимают купол, и через это отверстие водолаз входит в скафандр; затем, после проверки герметичности, купол снова возвращают на место и тщательно привинчивают. Проверяют крепление стального троса, соединяющего скафандр с судном, а такжа электрические и телефонные кабели. Аппарат спускают на воду и осторожно погружают. Дойдя до дна, водолаз регулирует свой вес балластом: если вес слишком велик — он не сможет передвигаться, а если слишком мал — он всплывет. Руки у него тяжелые, двигать, ими нелегко, а работать совсем трудно: ведь клешни, даже усовершенствованные,— весьма неточный инструмент. Несмотря на подшипники, уменьшающие трение, сочленения теряют в воде свою гибкость вследствие деформации, обусловленной повышением давления. Хотя все эти неудобства не имеют особого значения, они вса же раздражают, так как замедляют движения и не компенсируются какими-либо преимуществами. В результате всего этого от жесткого скафандра мало-помалу стали отказываться в пользу мягкого, применение которого на относительно больших глубинах стало возможным в последние несколько лет.
САМОХОДНЫЕ ПОДВОДНЫЕ МАШИНЫ
В самом начале XIX в. американец Фултон произвел в Бреста испытания своего веретенообразного судна. Под водой оно перемещалось при по мощи винта, приводимого в движение вручную, а на поверхности плавало под парусом. Экипаж состоял из трех человек.
В 1850 г. изобретатель Бауэр представил две подводные лодки. Первая, испытанная в Киле, через год затонула. Вторая же, построенная в Санкт-Петербурге в 1855 г., произвела более ста погружений, о которых почти ничего не известно.
30
Следующий шаг был сделан во время войны между Севером и Югом, когда южане атаковали северного Голиафа, блокировавшего их порты, на подводных лодках «Давид». Эти мелкие подводные суда цилиндрической формы имели два входных люка, руль поворота, два боковых руля глубины и винт.
Экипаж состоял из девяти человек. Восемь из них помещались перед огромным центральным коленчатым валом, который крутили вручную. Вращение его передавалось на винт, и судно начинало двигаться, Девятый человек правил рулем. По существу, конструкция эта была очень далека от настоящих подлодок. Ее балластная система была очень примитивна, а глубина погружения регулировалась боковыми рулями.
Подлодки эти двигались незаметно, вровень с поверхностью воды. На носу лодки был помещен длинный шест с зарядом взрывчатки. Установка была небезопасна, а единственная подлодка, выполнившая задание, «Давид оф Ханду»; затонула вместе со своей жертвой. Это произошло 17 февраля 1864 г. вблизи Чарлстона.
Примерно в ту же пору Буржуа и Брён создали во Франции подводное судно «Плонжёр» («Ныряльщик»), Оно было сделано из металла, имело в длину 42 м и отличалось прекрасной обтекаемой формой. Движение его осуществлялось при помощи винта, приводимого в действие мотором, который работал на сжатом воздухе. Погружение достигалось благодаря двум резервуарам, очень похожим на резервуар Борелли.
Модели стали появляться одна за другой. Среди них — аппараты Дж. П. Холленда и затем Гэррет-Норденфельдта, оборудованные рулями глубины и паровыми двигателями; «Пурпуаз» («Дельфин») Уоддингтона и его современник — «Жимнот» французского военно-морского флота. Две последние подлодки (они действовали в 1886 г.) имели электрический двигатель и винты вертикального хода, обеспечивающие погружение судна. «Жимнот» имела также рули глубины.
«Нарвал», созданный инженером Лобёфом в конце XIX в., уже обладал всеми основными качествами современных подводных лодок: под водой движение осуществлялось с помощью электрических двигателей, на поверхности — при помощи двигателя внутреннего сгорания; и наконец, аппарат был оборудован наружными балластными цистернами. Первая и вторая мировые войны показали огромное значение этих лодок как боевых кораблей и вызвали прогресс навигационной техники и методов определения их местонахождения в погруженном состоянии. И наконец, в последние годы двойной источник движения — дизельный и электрический двигатели — заменен атомным реактором.
Но не только военное искусство использовало прогресс техники погружения. В современном мире, все больше и больше ориентирующемся на океанские глубины, научно-исследовательские организации, как государственные, так и частные, усиленно разрабаты
31
вают подводные аппараты, обладающие большой подвижностью, опускающиеся на большую глубину и по возможности автономные.
Закон Архимеда и его применение
Легенда об открытии этого закона рассказывает о том, как озабочен и встревожен был Архимед, когда Гиерон Сиракузский поставил перед ним сложнейшую задачу.
Подозрительный владыка полагал, что придворный ювелир сделал ему корону не из чистого золота, а из сплава с серебром. Как доказать подделку? Конечно, можно было бы сделать точную копию , короны, взвесить и проверить, соответствует ли ее вес тому же объему чистого золота. Но форма короны была слишком сложна для вычисления ее объема, к тому же правителю не хотелось уничтожать произведение высокого ювелирного искусства.
Раздумывая об этом, Архимед сел в ванну и вдруг заметил, что уровень воды в ней поднялся, а сам он почувствовал себя более легким, чем прежде. Отсюда было уже совсем близко до формулировки закона — ВСЯКОЕ ТЕЛО, ПОГРУЖЕННОЕ В ВОДУ, ИСПЫТЫВАЕТ СО СТОРОНЫ ЖИДКОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ, НАПРАВЛЕННОЕ СНИЗУ ВВЕРХ И РАВНОЕ ВЕСУ ВЫТЕСНЕННОЙ ЖИДКОСТИ. Так был открыт закон Архимеда, заложивший основы подводного плавания.
Итак, мы знаем, что всякое тело, погруженное в воду, подвергается действию двух противоположных сил — одной, направленной книзу, зависящей'от его массы, и другой, направленной кверху, так называемой выталкивающей силы, обусловленной его объемом, В зависимости от сравнительной величины этих сил предмет будет либо плавать, либо находиться в равновесии — на поверхности или на глубине, либо же потонет.
В первом случае вес вытесненной воды больше веса предмета, то есть разница между этими весами больше нуля, это — плавучесть положительная. Во втором случае оба веса равны, а значит, и плавучесть равна нулю. На любой глубине предмет будет находиться в нейтральном состоянии. В третьем случае разность меньше нуля. Плавучесть отрицательная.
Следовательно, чтобы произвести погружение или подъем подлодки, нужно изменить ее плавучесть — увеличить или уменьшить действие силы тяжести при постоянной выталкивающей силе путем изменения объема погруженного тела.
Первое решение. Подводная лодка Бушнелла «Черепаха» является наилучшим примером первого решения, поскольку балластная емкость находилась внутри твердой оболочки точно определенного объема. Когда балластная цистерна была пуста, «Черепаха» плава
32
ла. Для погружения достаточно было постепенно вводить в нее воду до тех пор, пока общий вес подлодки не становился несколько-больше выталкивающей силы воды. Механизм же подъема был: гораздо сложнее. В 1776 г. сжатого воздуха еще не знали, так что-система, разработанная Бушнеллом, была не лишена остроумия. Даже слабая тяга, развиваемая винтами вертикального хода, обеспечивала возвращение «Черепахи» на поверхность. Там с помощи» ручного наноса водитель мог ввести воздух в цистерны, вытеснить из них воду и, уменьшив вес подлодки, восстановить положительную плавучесть. Поскольку балластом была вода, изобретатель назвал свой резервуар водяными балластными цистернами.
Изменение веса подлодки путем наполнения и опорожнения: внутренних балластных емкостей применялось на всех подлодках до начала XX в. Отказались от этого принципа лишь около 1915 г. в пользу одновременного изменения объема и веса, но теперь, когда стали строить малые научно-исследовательские подлодки и батискафы, к нему вернулись снова.
Батискаф типа «FNRS»1 или «Триест» можно изобразить схематически в виде подвешенной к огромному поплавку сферической гондолы, в которой помещаются подводники. Обычно поплавок наполняют бензином, но можно было бы применить и тверды» вещества, такие, как литий или синтетические полимеры, с удельным весом меньшим, чем у воды. Кроме того, в гондоле имеются колодцы, наполненные металлической дробью, аварийный балласг и небольшие балластные цистерны.
На поверхности пустая балластная цистерна обеспечивает батискафу положительную плавучесть, для погружения балластные цистерны заполняются водой. Когда их вес превысит выталкивающую силу воды, аппарат начинает погружаться. Спуск постепенно ускоряется, ибо бензин, хотя и жидкость, слегка сжимается под действием давления. К этому уменьшению объема присоединяется сжатие, обусловленное понижением температуры воды с глубиной. Чтобы замедлить или приостановить спуск, достаточно сбросить немного металлической дроби — до момента достижения равновесия между двумя силами. А для подъема сбрасывают дополнительное количеств» балласта — тогда возникает явление, противоположное тому, чт» наблюдалось при спуске, иначе говоря, гидростатическое давление уменьшается, а объем бензина увеличивается, в результате чего движение к поверхности ускоряется. Чтобы замедлить его, нужно понемногу стравливать бензин, стараясь сохранить объем поплавка постоянным.
Второе решение. Трудно представить себе, что можно изменять объем подводного аппарата строго определенной формы, в принципе
’По первым буквам Fonds National de la Recherche Scientifique — Национальный научно-исследовательский фонд. (Прим, перев.)
3 р. вэсьер
33
жесткой. Однако это возможно, если применить небольшое ухищрение и допустить, что поплавок — газовый пузырь и имеет изменяющийся объем.
С момента изобретения инженера Лобёфа в 1889 гг. и до сих пор балластные цистерны помещаются вне прочного корпуса подводной лодки, по обе его стороны. На нижней поверхности каждой из них имеется отверстие, которое никогда не закрывается, на верхней поверхности — выпускной клапан, который по желанию можно регулировать.
На поверхности вентиляционные клапаны закрыты, резервуар воздуха герметизирован, объем максимален. Выталкивающая сила больше веса аппарата и создает положительную плавучесть. Для погружения клапаны открывают. Воздух удаляется; пузырь, удерживающий подлодку на поверхности, становится все меньше и постепенно совсем исчезает. По мере уменьшения объема разность между выталкивающей силой и весом сокращается до тех пор, пока плавучесть не станет отрицательной, и подлодка погружается.
За тем, чтобы балластные цистерны были заполнены целиком и, следовательно, вытеснен весь воздух, тщательно следят. Такая предосторожность совершенно необходима, ибо остаточный воздух в цистернах под действием увеличивающегося с глубиной давления меняет свой объем, а это может нарушить устойчивость погружения. После этого выпускные клапаны закрываются. Впускные же клапаны остаются открытыми и обеспечивают сообщение между наружной средой и водой, содержащейся в балластных цистернах. Следовательно, стенки последних необязательно должны быть прочными, ибо они не подвергаются действию внешних сил.
Во время спуска движение имеет тенденцию ускоряться. Увеличение давления вызывает небольшую деформацию корпуса, которая отражается на плавучести. Для стабилизации подводной лодки на ней установлены регуляторы, позволяющие контролировать вес и то, что называется остаточной плавучестью. Кроме того, равномерное распределение веса можно произвести и при помощи диффе-рентных цистерн. Когда все эти операции закончены, плавучесть приближается к нулю; это'значит, что вес и выталкивающая сила нравны и подводная лодка в принципе находится в горизонтальном положении, в идеальном, нейтральном равновесии. Теперь она может опускаться или подниматься при помощи рулей глубины, изменяя равнодействующую движущей силы и сопротивления воды.
Для подъема достаточно заменить часть балласта небольшим количеством сжатого воздуха. Образуется пузырь, который увеличивается соответственно объему вытесненной воды; вес же при этом не изменяется. Плавучесть становится положительной и вызывает начало подъема. Движение вверх ускоряется, ибо по мере уменьшения глубины и, следовательно, давления объем газа будет увеличиваться.' В то же время вода вытесняется. Достигнув поверхности,
ЗА
подводная лодка держится на плаву благодаря воздуху, заключенному в балластных цистернах.
«Аквариус». Это судно, плавающее на пузыре и превращающееся в подводную лодку, как только газ конденсируется, находится пока еще в виде проекта. Замысел немца Хайнца Зелльнера был разработан и усовершенствован в плодотворном сотрудничестве с майором Филиппом Тайе, в результате чего и появился «Аквариус.».
Основное его отличие от подлодки состоит в том, что поплавок наполнен не воздухом, а газом, который при необходимости переводится в жидкое состояние (конденсируется) в закрытой системе. Такая конструкция была разработана после того, как выявились недостатки подлодок и батискафов и было установлено, что в опре-1 деленных условиях эти аппараты неприменимы для научно-исследовательских или прикладных подводных работ.
Подводную лодку следует рассматривать как аппарат для средних глубин, даже в тех случаях, когда глубина приближается к 1000 м. Это главным образом военные или научно-исследовательские суда, требующие очень сложного и тяжелого оборудования, так что жизненное пространство в них ограничено, и потому запас сжатого воздуха, необходимый для начала подъема на уровне максимальной глубины, рассчитывается очень точно, хотя и с достаточным запасом безопасности. Но так как для погружения на большую глубину необходим большой запас воздуха — применение этого аппарата для подъема затонувших кораблей исключается.
Батискаф предназначается главным образом для погружения на большую глубину. Ввиду отсутствия в гондоле места для необходимого запаса сжатого воздуха, принцип этого аппарата, как мы уже видели, основан на сбросе металлического балласта перед подъемом. Ёмкость бункеров, содержащих груз, рассчитана на максимальную глубину погружения. Сдвиг равновесия вес — выталкивающая сила как раз достаточен, чтобы начать подъем. Для следующего погружения балласт должен быть возобновлен на поверхности. Эти операции между двумя погружениями отнимают много времени, к тому же металлический балласт недешев. Поэтому ясно, что для подъема затонувших кораблей батискаф неприменим так же, как и подводные лодки.
Находящийся еще в стадии модели «Аквариус» не может в настоящее время заменить ни подлодку, ни батискаф. Однако в принципе подобное устройство очень перспективно.
В общих чертах этот аппарат представляет собой огромную оболочку из тонкого листового железа, открывающуюся в нижней своей части. Объем «Аквариуса», за исключением машинного отсека, занят газовым пузырем, размер которого тщательно контролируется экипажем. Люди помещаются в толстостенной сферической гондоле, подвешенной к оболочке.
35
Машинный отсек предназначен для сжатия и хранения газа в жидком виде или же, наоборот, для испарения жидкого газа. Им может быть азот, аммиак или же любой другой газ, в зависимости от требуемых физических свойств. Хотя он и занимает минимум места, количества его могут быть колоссальными.
На поверхности газовый пузырь должен быть небольшим по сравнению с остальным балластом, но достаточным, чтобы обеспечить плавучесть. Для погружения включают компрессоры, превращающие газ в жидкость, и вводят ее в резервуары. Если во время погружения спуск слишком ускоряется — надо лишь испарить небольшое количество жидкости, чтобы замедлить или приостановить падение путем восстановления равновесия вес — выталкивающая сила.
Давайте представим себе «Аквариус» в действии над затонувшим кораблем, который ему предстоит поднять. Допустим, что объем газа, необходимого, чтобы придать аппарату положительную плавучесть, равен и, а общий объем балласта V. Разность V—и соответствует объему воды, который может быть вытеснен и вес которого представляет предел подъемной силы аппарата. Допустив, что этот вес равен одной тонне, можно предположить, что любое затонувшее судно весом менее одной тонны (подразумевается объемный вес в воде) сможет быть поднято на поверхность.
По мере подъема, а значит, и по мере уменьшения давления, газ, наполняющий оболочку, увеличивается в объеме. Чтобы не потерять его, необходимо во время подъема переводить газ в жидкое состояние.
Современные подводные аппараты и батискафы
В настоящее время существуют различные типы обитаемых подводных аппаратов; их можно объединить в две основные категории: 4) обычные аппараты, 2) аппараты для наблюдений или экспериментов.
К первой категории относится большая часть военных подлодок. Они проектируются и строятся в зависимости от боевых заданий. Однако их можно использовать и для тонких океанографических исследований.
Ко второй категории относятся все остальные подводные аппараты, делящиеся на группы по своим возможностям. Конечно, такая классификация весьма условна. Некоторые подводные аппараты, находящиеся в данный момент в экспериментальной стадии, смогут в ближайшем будущем, не подвергаясь особым модификациям, достичь глубин в 2—4 раза больших, нежели те, которые доступны для них в настоящее время.
Исследовательские и экспериментальные подводные аппараты. Для военных кораблей наибольшее значе
36
ние имеют мощность вооружения и скорость. Иное дело научно-исследовательские подводные лодки. Они проектируются и строятся для длительных исследований в точно определенных пунктах, ведущихся на все больших глубинах. Скорость для этих судов имеет относительно небольшое значение, главное же — возможность глубокого погружения и маневренность.
Погружение обычной подводной лодки затруднено в силу мн гих причин. Одна из них — количество сжатого воздуха, необходимого для подъема и вытеснения воды из балластных цистерн. Например, относительно малая емкость в 1000 л, наполненная водой, должна на глубине 10 м, согласно закону Мариотта, получить 1000 л воздуха под давлением 2 ат, что соответствует 2000 л на поверхности. При давлении 10 ат, то есть на глубине 90 м, требуется приблизительно 30000 л воздуха.
На практике же приведенные величины чрезмерны: для начала подъема не требуется наполнять балластные цистерны воздухом до отказа, достаточно вводить такое его количество, которое создаст положительную плавучесть корабля. И с этого момента вследствие постепенного увеличения объема пузыря, вызванного уменьшением давления во время подъема, вода будет систематически вытесняться из балластных цистерн.
Произведем обратный расчет, полагая, что 1000 л воздуха под атмосферным давлением сведены к 100 л под давлением 10 ат (90 м глубины) и 50 л под давлением 20 ат. В этом случае запас сжатого воздуха должен удовлетворять хотя бы одному условию — его давление всегда должно быть выше гидростатического на уровне погружения. Следовательно, баллоны сжатого воздуха, в связи с возрастанием предъявляемых к ним требований, делаются все более прочными, тяжелыми, а потому и все более громоздкими. Добавим, что и Защитный стальной корпус становится все более прочным, а значит и тяжелым, в результате чего должны пропорционально увеличиваться и размеры балласта.
Чтобы согласовать противоречивую проблему габаритов, веса и сопротивления материалов, требующихся для подводного аппарата того или иного назначения, были предложены и приняты новые решения.
Существующие и находящиеся в эскспериментальной стадии подводные аппараты можно разделить на аппараты для малых глубин, то есть от поверхности до 300 м, и для средних глубйн, погружающиеся на 4000—5000 м. Все аппараты, действующие за этими пределами, можно отнести к типу батискафов.
Подводные аппараты для малых глубин. Существует множество прекрасных моделей, используемых для операций по наблюдению, поиску, исследованию или же для подводных работ. Среди них мож-ио отметить «Перри кабмарин», «Стар-I» и «Стар-П», построенные компанией «Дженерал дайнэмикс», а также «Спортсмен». Самая
37
первая из них — «SP-ЗОО» Жака-Ива Кусто — уже совершила более пятисот погружений.
Эту подлодку, названную по имени жены Кусто «Дениза», нередко называют «ныряющее блюдце». Ее стальной корпус диаметром 2 м и высотой 1,43 м может выдержать давление до 90 кг/см2. Применяется она на глубинах до 300 м. Наблюдение производится через три иллюминатора — два средних обеспечивают непосредственный обзор, а третий, центральный, снабжен кинокамерой. Входное отверстие запирается герметическим люком, имеющим наружный и внутренний запоры. Снаружи, с боков и сзади, установлены аккумуляторные батареи — источники питания. Они залиты маслом и полностью изолированы от воды, так же как насосы и трубопроводы, Весь этот комплекс абсолютно обтекаем благодаря слегка изогнутым легким пластинам из синтетического волокна, придающим аппарату оптимальную с точки зрения гидродинамики форму. Движение обеспечивается двумя боковыми симметричными реактивными соплами, через которые выбрасываются струи воды, подаваемые насосом. И наконец, под корпусом прикреплены два сбрасывающихся груза по 20 кг, применяемые для обычного подъема, и один большой аварийный груз из свинца весом 190 кг.
Экипаж состоит из водителя и наблюдателя, которые, лежа на животе лицом к иллюминаторам, прекрасно видят все, что творится перед ними снаружи. Они могут свободно регулировать движение аппарата, пользоваться ультразвуковым эхолотом, излучение которого можно направлять вниз и вперед. Это позволяет обнаруживать препятствия — подводные горы или скалы — на расстоянии 200 м. Связь с внешним миром поддерживается по радио на поверхности и с помощью ультразвука — в погружении. Такая подлодка вместе с экипажем, металлическим грузом и балластом весит 3500 кг. Порожняя, она имеет положительную плавучесть.
К месту погружения ее доставляет судно-носитель (обычно «Калипсо»). Спуск на веду производится лебедкой. Для погружения водитель накачивает воду в балластные цистерны маленьким. ручным насосом. Сначала спуск идет медленно. Для сохранения горизонтального положения перемещают ручным насосом ртуть в маленьких дифферентных цистернах. Дойдя до заданной глубины, блюдце подвергается небольшому сжатию, объем его уменьшается, вес увеличивается. Для восстановления нулевой, то есть нейтральной, плавучести водитель сбрасывает один из грузов и регулирует остаточную плавучесть, добавляя немного воды в балластную цистерну. Теперь можно приступать к исследованиям. Два поворотных сопла, установленных в вертикальной плоскости, позволяют перемещаться вперед или назад, вверх или вниз. Прекращение тока воды вправо или влево позволяет изменить направление.
Автономность погружения зависит от батарей, но, как правило,
38
ограничена четырьмя часами. Запас кислорода рассчитан на 24 ч., а поглощение углекислого газа (содержание которого тщательно контролируется) производится химическими поглотителями.
Подъем осуществляется сбрасыванием второго груза. Начинается он очень медленно и постепенно ускоряется по мере уменьшения гидростатического давления. Когда аппарат достигает поверхности, устанавливается радиосвязь с судном-носителем.
Как уже говорилось, ныряющее блюдце имеет нулевую плавучесть. Однако в случае серьезной аварии можно сбросить аварийный груз и уравновешивающую ртуть, что облегчает аппарат на 275 кг. Тогда он вылетает на поверхность как пробка. И наконец, два аварийных скафандра обеспечивают возвращение с глубин, не превышающих 100 м.
Подводные аппараты для средних глубин. Из подводных аппаратов для средних глубин нужно упомянуть мезоскаф «Огюст Пиккар», спроектированный и сконструированный по замыслу знаменитого ученого его сыном Жаком Пиккаром. Это — первое в мире подводное судно, предназначенное для перевозки пассажиров, главным образом туристов. В нем помещается 40 человек. Двадцать иллюминаторов с каждой стороны позволяют им любоваться подводными пейзажа ми. Аппарат очень легок. В качестве балласта используется железная дробь, удерживаемая электромагнитами. Перед погружением заполняют балластные цистерны, пока плавучесть не станет близка к нулю. Тогда можно приступить к спуску, действуя рулями глубины. В случае повреждения двигателя подъем производится автоматически, а при любом разрыве электрической цепи отключаются электромагниты и тем самым сбрасывается балласт.
Другие аппараты могут погружаться на 1000—5000 м. «Дин Стар», выстроенная за счет компании «Вестингауз» научно-исследовательской группой капитана Кусто, является копией «Денизы». Этот маленький подводный аппарат рассчитан на глубину 4000 м. Сферическая капсула может выдержать давление 400 кг/см2 и абсолютно обтекаема. Первый и второй водители регулируют спуск. Наблюдатель имеет в своем распоряжении фото- и кинокамеры, ультразвуковой эхолот с самописцем, регистрирующим его показания.
Недавно в Соединенных Штатах были проведены испытания • двух новых подводных аппаратов. Один называется «Алвин» (по имени и фамилии изобретателя Allyn Vine, инженера-океанолога института Вудс Хол), другой — «Алюминаут». «Алвин» рассчитан на погружение до 1800 м с коэффициентом безопасности, позволяющим достичь глубины 3000 м. Два маленьких гребных двигателя вертикального хода позволяют ускорять подъем или спуск и пово-ворачивать аппарат вокруг оси вправо и влево, действуя в противоположных направлениях. Реверсивный винт, помещенный сзади, позволяет водителю менять направление.
39
Внутри прочного сферического корпуса помещаются три человека. В их распоряжении четыре иллюминатора для наблюдения, телевизионная аппаратура и различные приборы для навигации и контроля внутренней атмосферы.
Длина «Алюминаута» 15 м. Он имеет три особенности: 1) корпус сделан из алюминиевого сплава (потому он так и называется), 2) расчетная глубина погружения — порядка 4000 м, а расчетная скорость — около 4 узлов, 3) продолговатая форма и довольно большие габариты обеспечивают комфорт для трех членов экипажа несмотря на множество научных приборов, весящих более тонны.
Этот аппарат является лучшим примером применения балласта без изменения объема для погружения или подъема. Прочный корпус несжимаем, так что объем его совершенно не меняется, а это позволяет удерживать аппарат в состоянии равновесия на любой глубине. Теоретически с помощью правильно рассчитанного балласта можно опускать и стабилизировать аппарат на том уровне, где его вес равен объему вытесненной им воды. Для исследовательских или прикладных работ аппарат оборудован манипуляторами и другими дистанционно управляемыми инструментами.
«Алюминаут» буксируют к намеченному пункту. Там он получает балласт — металлическую дробь; вес его определяется заданной глубиной. Например, для достижения глубины 3000 м требуется 1 т груза. Затем наполняют балластные цистерны водой и начинают спуск — очень равномерно, со скоростью около 50 м/мин. На уровне 3000 м аппарат стабилизируется сам. После выполнения задания дробь сбрасывают путем выключения магнитного поля одного соленоида. Плавучесть становится положительной, и «Алюминаут» возвращается на поверхность. Один двигатель вертикального хода, а также рули глубины могут ускорить спуск или подъем.
Еще много других подводных аппаратов, предназначенных для средних глубин, уже испытаны или проходят испытания. Большинство из них выстроено по заказам военно-морского флота различных стран, и потому они считаются секретными, но у всех подъем и спуск производится по одному и тому же принципу.
Батискафы. Единственными безотказными и безопасными аппаратами, дающими возможность вести исследования на глурмне более 4000 м, являются батискафы. В настоящее время во всем мире действуют всего два—«Триест-П» (потомок «Триеста-I») и «Архимед».
Оба эти аппарата — «Триест-П», сконструированный Огюстом и Жаком Пиккаром с помощью и под наблюдением военно-морских сил США, и «Архимед», созданный под руководством военно-морского флота Франции,— являются потомками «FNRS-П». Этот первый аппарат, изобретенный Огюстом Пиккаром, был выстроен в Бельгии на средства Национального научно-исследовательского фонда и назван по первым буквам этой организации. Может пока
40
L
заться странной цифра «II». А дело в том, что его «предшественником» был стратостат этого же ученого — «FNRS-I».
Испытания батискафа, в которых участвовал французский военно-морской флот, были произведены в 1948 г. Они Показали, что необходимо усовершенствовать форму аппарата, то есть улучшить его гидродинамические качества, чтобы можно было буксировать его, а не транспортировать на судне-носителе. Общими усилиями военно-морского флота, Национального научно-исследовательского центра, Центра океанографических исследований и Бельгийского национального фонда «FNRS-П» был заново переоборудован и превратился в «FNRS-Ш». По договору между этими организациями аппарат после трех успешных глубоководных погружений должен был перейти в собственность военно-морского флота. А после усовершенствования своего изобретения Огюст Пиккар получил от итальянского правительства кредиты, позволившие ему создать «Триест». Вместе с сыном Жаком он произвел в 1953 г. вблизи Неаполя погружение на 3150 м. Спустя пять месяцев лейтенант Уо и инженер Вильм на «FNRS-Ш» достигли в Атлантическом океане глубины 4050 м. Затем погружения стали следовать одно за другим, и в январе 1960 г. «Триест», пилотировавшийся лейтенантом Доном Уолшем и Жаком Пиккаром, опустился неподалеку от острова Гуам в Марианскую впадину на глубину 10 919 м. Этот рекорд не превзойден до сих пор.
Однако батискафы предназначены не только для рекордов. Высокая стоимость их разработки, изготовления и эксплуатации должна оправдываться научными результатами, то есть наблюдениями, которые неосуществимы в других аппаратах. Это одна из причин того, что в 1961 г. «Триест» был усовершенствован и превращен в «Триест-П». А в то же время во Франции, в Тулонском порту, уже спускали на воду «Архимед».
Аппарат был создан для исследования самых глубоких океанических впадин, то есть для погружения на 11000 м. Гондола «Архимеда» имеет диаметр 2,1 м, толщина стенок 15 см, вес 19 т. Гондола утоплена в поплавок емкостью 162 куб. м, который заполнен сжиженным газом.
Батискаф прекрасно оборудован для научных исследований. После многих усовершенствований приборы, испытанные на' «FNRS-Ш», были перенесены на «Архимед»: датчики температуры, давления, солености, pH, скорости звука, фото- и киноаппаратура, а также дистанционно управляемые приборы. Испытания, проведенные в 1962 г. вблизи Японии, в Курильской впадине, на глубине 9550 м, явились прелюдией к глубоководным океанографическим исследованиям.
В 1964 г. капитан Уо, профессор Перес и инженер Делоз доставили много интересных материалов, полученных во впадине Пуэрто-Рико на глубине 8550 м.
41
Произведенный нами обзор различных типов подводных аппаратов показывает, что изобретатели уже почти достигли цели. Батисфера Бартона и Биба дала возможность опуститься на большую глубину в закрытом аппарате. К сожалению, их аппарат был пассивен — экипаж мог только наблюдать, и жизнь его «висела» на тросе, связывающем аппарат с надводным судном. Гидростаты Галеацци явились до некоторой степени усовершенствованной формой батисферы Бартона и Биба — они уже гарантировали экипажу безопасность (которой были лишены пионеры этого дела), поскольку эти аппараты могли самостоятельно подниматься на поверхность, освободившись от балласта. Но все же зависимость от надводного корабля не отпала полностью. Кроме того, гидростаты не могут перемещаться по горизонтали, вблизи дна.
Подводные обитаемые аппараты самых разнообразных типов обеспечивает частичною автономию, которая в ближайшем будущем должна стать полной, а технические качества этих аппаратов позволяют исследовать самые глубокие участки дна в условиях полной безопасности. Однако экипаж, несмотря на имеющуюся в его распоряжении телеаппаратуру, остается отрезанным от внешнего мира. И все же в условиях, совместимых с жизнью, ничто но заменит присутствие человека и те тончайшие приборы, какими являются его руки.
3. ОТКРЫТЫЕ АППАРАТЫ
К этой категории относятся водолазные колокола, кессоны, мягкие скафандры и, последнее достижение, автономные скафандры.
В так называемых открытых аппаратах давление вдыхаемого газа изменяется по мере погружения в зависимости от давления воды на различных глубинах. Поэтому необходимо сохранять условие равновесия давлений во избежание проникновения в аппарат воды или раздавливания грудной клетки водолаза.
КОЛОКОЛА И КЕССОНЫ
Древний водолазный колокол — первый аппарат, позволивший человеку проникнуть в подводный мир,— можно сравнить со стаканом, опущенным в воду вверх дном. В нем заключен воздух, который не может высвободиться до тех пор, пока стакан остается перевернутым. Что происходит с газовым пузырем, когда сосуд вместе с ним опускают под воду?
По мере опускания давление, оказываемое жидкостью на стенки
42
сосуда, увеличивается. По существу, это давление составиое. Оно равно атмосферному, то есть весу слоя воздуха, окружающего нашу планету, плюс давление воды. Такое гидростатическое давление соответствует весу жидкости, находящейся между поверхностью и достигнутой глубиной. Вес ее воздействует не на одну какую-либо точку, а распределяется равномерно по всей поверхности, и поэтому его соотносят с квадратным сантиметром площади и для удобства выражают в килограммах. Так, на уровне моря квадрат со сторонами 1 см подвергается давлению 1 кг. Теоретически, если опустить такой квадрат на глубину 10 м, его поверхность подвергнется давлению 2 кг, что можно определить следующим образом: (атмосферное давление = 1 кг/см2) + (гидростатическое давление = = 1 кг/см2) = 2 кг/см2.
Как мы уже знаем из закона Паскаля, давление столба пресной воды высотой 10,33 м равно атмосферному давлению на уровне моря. Следовательно, в воде на глубине 20 м общее давление равно 3 ат, или 3 кг/см2, на глубине 50 м — 6 кг/см2 и 5 м — 1,5 кг/см2.
В водолазных колоколах это давление воздействует на твердые стенки и, через нижнее отверстие, на заключенный в колоколе воздух. Поскольку газы сжимаемы, объем пузыря будет меняться обратно пропорционально давлению. Вода будет проникать в сосуд до момента, когда внутреннее давление сравняется с наружным, то есть пока не произойдет,уравновешивания давлений.
Это легко объясняется законом сжимаемости газов, открытым почти одновременно Войдем в Англии и Мариоттом во Франции. Закон гласит: «Для одной и той же смеси газа при постоянной температуре произведение давления Р на объем V постоянно» и описывается выражением PV=constanta.
Если опустить в воду сосуд емкостью 1 л, то на глубине 10 м нижняя его половина заполнится водой, а верхняя воздухом, что подтверждает положение Бойля — Мариотта. На поверхности произведение PV равно 1. На глубине 10 м результат другой, так как давление увеличилось вдвое, а объем газа уменьшился наполовину. На глубине 5 м V приблизится к 0,66 л, а на 20 м — к 0,33 л.
Мы уже видели, что водолазные колокола с самого начала имели форму усеченного конуса. Выбор этой формы обусловлен несколькими причинами. Необходимо было придать аппарату устойчивость и добиться того, чтобы основание покрывало наибольшую поверхность. Кроме того, широкое основание понижает центр тяжести и уменьшает вероятность возникновения колебаний, из-за которых возможна утечка воздуха, грозящая катастрофой.
Помимо всего, большая площадь основания позволяет при постоянном объеме получить внутри колокола столб воды меньшей высоты, что облегчает выход из аппарата.
43
Благодаря усовершенствованию, которое Дени Папен внес в колокол Галлея, этот принцип применялся уже в конце XVII в., и в последующие годы происходила только модификация деталей. Насос, предложенный Папеном в 1689 г., обеспечивал смену воздуха и его циркуляцию в аппарате, что увеличивало продолжительность подводных работ и предупреждало недомогания, вызванные накоплением углекислого газа. Этот насос (который, по существу, начал применяться лишь через столетие изобретателем Смитоном) давал необходимое количество воздуха для поддержания равновесия давлений на уровне нижнего отверстия и тем самым препятствовал подъему воды в колоколе.
В 1812 г. Ренни выстроил металлический аппарат, наиболее близкий к современным формам водолазного колокола, который был применен сначала в порту Рамсгейт, а затем в Ирландии. Он перемещался на тележке по рельсам (правда, на небольшое расстояние), что позволило значительно расширить площадь подводных работ. Позднее колоколу были приданы еще два важных вспомогательных элемента — электроэнергия и телефон.
Появление кессона для подводных работ
В настоящее время водолазные колокола почти не употребляются из-за их крупных недостатков. Основной из них — то, что для смены рабочих приходится поднимать аппарат на поверхность, а это требует мощных подъемных установок и отнимает много времени.
Теперь водолазные колокола почти повсеместно заменены кессонами.
Первая идея кессона (если не говорить о проекте Уильямса в 1692 г.) принадлежит физику Кулону, автору «Воздушного корабля». Ее подхватил в 1827 г. Бодуэн, а затем Трайгер, сделавший о кессоне подробное сообщение Академии наук. Со временем этот аппарат был значительно усовершенствован, в частности Флёром Сен-Дени (1859).
В кессоне имеются два отсека, расположенные один под другим. Они сообщаются герметизированной дверью. Когда она закрыта, нижняя часть, дном которой служит строительная площадка, находится под давлением, соответствующим глубине, на которой ведутся работы. На поверхности рабочие входят в шлюзовую камеру, закрываются там и повышают давление до тех пор, пока оно не сравняется с давлением в рабочем отсеке. Тогда они открывают дверь, ведущую на площадку подводных работ. Для подъема операции производятся в обратном порядке, затем, после возвращения в шлюзовую камеру, подводники подвергаются декомпрессии. Вся эта процедура производится довольно быстро.
МЯГКИЙ СКАФАНДР
Более или менее эффективные усовершенствования водолазного снаряжения в начале XIX в. подготовили появление будущего скафандра с мягкой оболочкой, что произошло задолго до конца 1800-х гг. По существу, первый надежно функционировавший скафандр (в частности, он применялся во время подъема орудий с затонувшего корабля «Король Георг») был создан Зибе.
В 1812 г. он предложил костюм, состоявший из кожаной куртки и металлического шлема, похожего на маленький водолазный колокол. Шлем, довольно тяжелый, прочно держится на плечах водолаза. Воздух поступает через трубку, соединенную с насосом, который находится на поверхности. Поскольку подача воздуха происходит непрерывно, избыточный воздух выходил либо из-под основания шлема, либо из-под кожаной куртки, к которой прикреплялся шлем. Стеклянные иллюминаторы, защищенные решетками, давали удовлетворительный обзор. Конечно, во время работы приходилось принимать множество различных мер предосторожности, главное — всегда сохранять вертикальное положение, иначе вода попадала в скафандр. Зибе учел эти недостатки и спустя двадцать лет создал и успешно применил первый мягкий скафандр. Водонепроницаемый комбинезон с металлическим воротником, к которому привинчивается шлем, и свинцовые подошвы — вот известный всем комплект, который почти не изменился даже после значительных модификаций.
На Парижской выставке 1855 г. Кабироль продемонстрировал в присутствии Наполеона III скафандр, очень похожий на предложенный в свое время Зибе. Испытания, проведенные на Сене, привлекли множество зрителей. В том же году скафандр был принят на вооружение военно-морским флотом Франции.
Погружение в мягком скафандре — занятие не для любителей. Оно требует серьезной тренировки. Теперь в скафандре воздух не выделяется из-под основания шлема спонтанно, как в первых моделях Зибе,— в нем имеются невозвратный клапан и клапан выдоха. Водолаз открывает клапан выхода воздуха, нажав головой на помещенную внутри шлема кнопку в виде грибка. Это приспособление можно регулировать и снаружи. Равновесие давлений следует поддерживать так, чтобы воздушный пузырь доходил примерно до уровня грудной клетки. Комбинезон, функционирующий как мембрана и передающий давление воды, не прилипает к телу, за исключением нижних частей ног. Эти манипуляции входят в правила безопасности. Ведь если бы водолаз уравнивал внутреннее давление' с наружным только в пределах шлема, то малейшее увеличение глубины немедленно вызывало бы присасывающий эффект и легкие сразу же лишались бы наполняющего их воздуха. И наоборот, чрезмерное давление раздуло бы костюм как шар, что повлекло бы за собой резкий подъем водолаза на поверхность.
45>
Первые шаги к автономии
Проблема регулирования подачи воздуха в зависимости от достигнутой глубины занимала многих изобретателей. Как бы систематически ни поступал воздух, как бы ни был бдителен водолаз, неизбежно возникают резкие колебания давления, всегда вредные, а порой и опасные. Следовательно, нужно было снабдить снаряжение водолаза регулятором подачи воздуха. С 1860 по 1872 г. два француза — инженер Рукероль и морской офицер Денеруз — сконструировали несколько моделей скафандра, оборудованных таким регулятором, или аэрофором.
Схематически их аппарат состоял из резервура воздуха и регулятора — редукционного клапана, автоматически подающего воздух под давлением, равным гидростатическому. Для этого обе камеры (то есть резервуара и редукционного клапана) соединены клапаном. Он регулируется гибкой мембраной, которая представляет собой одну из поверхностей редукционного клапана. От него отходит дыхательная трубка, на которой установлен лепестковый клапан выдоха.
Аппарат работает следующим образом: при вдохе водолаза в камере регулятора создается пониженное давление, оказывающее двоякое действие. Во-первых, оно закрывает щели лепесткового клапана и, во-вторых, приводит в движение гибкую мембрану. Это,движение открывает клапан соединения с резервуаром, где содержится воздух под повышенным давлением. Происходит уравновешивание давлений. Мембрана, возвращаясь в исходное положение, закрывает клапан. В фазе выдоха камера регулятора находится под более высоким давлением, нежели гидростатическое, и соединительный клапан остается закрытым, тогда как щели лепесткового клапана открываются и выпускают выдыхаемый воздух.
Первоначально стальной резервуар содержал всего лишь несколько литров воздуха под давлением около 30 кг/см2, поэтому со временем аппарат был снабжен шлангом подачи воздуха с поверхности.
АВТОНОМНЫЕ СКАФАНДРЫ
Поставив перед собой цель освободить водолаза от связи с поверхностью, изобретатели разрабатывали всевозможные системы подачи воздуха, В 1825 г. У. Джеймс создал автономное подводное снаряжение, которое представляло собой резервуар воздуха, опоясывавший водолаза. Спустя восемнадцать лет Сандала предложил закрытую систему, где воздух очищался путем химического поглощения углекислого газа. Впоследствии были созданы или запроектированы аппараты для спасательных операций в шахтах и тоннелях, то есть во вредной атмосфере. А в 1878 г. Флюсе, предложил
46
скафандр для подводных работ, которым заинтересовалась фирма «Зибе и Горман». Аппарат этот, в частности, был применен в 1890 г., когда в туннель, строившийся под рекой Северн, прорвалась речная вода.
В конце XIX в. мягкие скафандры были хорошо разработаны, однако потребность в автономном водолазном снаряжении равнялась нулю: не было ни единого потребителя. Это не помешало Флюссу, Зибе и Горману, а затем Флюссу и Дэвису создать кислородные приборы, снабженные патронами-поглотителями углекислого газа, иначе говоря — первые закрытые системы. Один за другим стали появляться всевозможные прототипы, одни — с баллонами сжатого кислорода, другие — с генераторами кислорода, такими, как перекись натрия (оксилит); это подготовило появление спасательных аппаратов Дэвиса. Первая их модель, предназначенная для спасения экипажа затонувших подводных лодок, была выпущена в 1911 г.
Изолирующие аппараты
Это самые простые автономные аппараты.* Роль редукционных клапанов выполняет герметический мешок из прорезиненной ткани или резины. Водолаз сам вводит в него сжатый кислород, содержащийся в маленьком стальном баллоне. Мешок сообщается с очистительным патроном, от которого отходит дыхательная трубка с загубником.
В мешке газ находится под давлением, равным гидростатическому, которое передается через эластичные стенки. Следовательно, водолазу не приходится делать особых усилий для дыхания. Водяные пары и углекислый газ осаждаются различными химическими поглотителями, чаще всего гранулированной натронной известью.
На основе этой простой схемы во многих странах были созданы различные модели, предназначенные преимущественно для военных целей. Ведь благодаря отсутствию пузырьков воздуха (выделяющихся из других аппаратов) водолаза практически невозможно обнаружить с поверхности.
Преимущество этих аппаратов как средства спасения экипажа подлодок состоит в том, что они не занимают много места. Однако применение их небезопасно, и самой большой опасностью, несомненно, является токсичность чистого кислорода за пределами семиметровой глубины. Чтобы преодолеть этот недостаток, были предложены смеси, содержащие кислород и газ-разбавитель в различных пропорциях, но такая искусственная атмосфера затрудняет использование приборов, поэтому в настоящее время аппараты с закрытой системой применяются только для военных нужд.
47
Скафандры открытого типа
Хотя нельзя утверждать, что скафандр Рукероля и Денеруза был прямым предком автономных аппаратов открытого типа, все же в появившемся в 1933 г. скафандре Ле Приёра были использованы некоторые его элементы.
В комплект этого скафандра входит баллон со сжатым воздухом под давлением 150 кг/см2. К нему подключен редукционный клапан, ют которого отходит эластичная трубка. Она присоединена к дыхательной и защитной маске, из-под краев которой выходит выдыхаемый воздух. г
Редукционный клапан состоит из двух камер, разделенных мембраной. Нижняя камера, соединяющаяся с наружной средой, содержит воду. В верхнюю, называемую «камерой низкого давления», входит дыхательная трубка, которая присоединена к баллону со сжатым воздухом и отделена от него клапаном. Последний имеет маленький стержень, конец которого упирается в центральную мембрану.
Допустим, что водолаз опустился на глубину 20 м. В начале вдоха он понижает давление в камере низкого давления. На мембрану действует гидростатическое давление 3 кг/см2, которое вызывает ее прогиб и передает давление на хвост вентиля. Однако клапан не может открыться, поскольку давление сжатого воздуха в баллоне равно 150 кг/см2. Приходится помочь клапану, то есть •отрегулировать кран клапанной иглы, упирающейся в хвост вентиля, применив силу около 150 кг. В конце вдоха и в начале выдоха давление в камере низкого давления повышается, и мембрана возвращается в исходное положение, а распределительный клапан закрывается.
Необходимость постоянно регулировать силу нажатия иглы клапана во время погружения — крупный недостаток этого редукционного клапана. Но, несмотря на все свои недостатки, скафандр Ле Приёра дал подводным исследователям свободу и безопасность, •которых они были лишены раньше.
Другой французский изобретатель, Жорж Коммейнес, усовершенствовал редукционный клапан Ле Приёра и .в июле 1943 г. вблизи Марселя произвел автономное погружение на глубину 53 м. ZB это же время морской офицер Ж.-И. Кусто в сотрудничестве «с инженером Э. Ганьяном создал редукционный клапан, который впоследствии получил мировое признание и сделал погружения доступными для каждого.
Современные легочные автоматы. От первого аппарата, появившегося в 1945 г., пошли целые поколения и семьи легочных автоматов, описание которых заняло бы слишком много .•места. Достаточно только указать, что все они действуют по единому принципу передачи давления гибкой мембраной. Эта резиновая 43
L
мембрана отделяет воду от камеры низкого давления, от которой отходит к загубнику дыхательная трубка. Камера соединяется также с баллоном сжатого воздуха посредством патрубка с клапаном, открытие и закрытие которого регулируется колебаниями мембраны. Весь этот механизм находится на уровне легких. Таким образом, на любой глубине гидростатическое давление, воздействующее на грудную клетку и мембрану, одинаково. Устанавливается равновесие между воздухом, содержащимся в легких, и в камере. Пока дыхательных движений нет — ничего не происходит. Начало вдоха создает небольшое уменьшение давления в камере. Мембрана колеблется и упирается в тонкую и точную систему рычагов и пружин, отрегулированных так, что даже очень незначительная разница давлений, порядка 5 г/см2, вызывает открытие клапана. Следовательно, для вдоха требуется лишь очень слабое усилие, так что водолаз получает воздух в соответствии с потребностью в нем. Как только вдох закончился, давления уравновешиваются, мембрана возвращается в исходное положение и клапан закрывается.
Если легочный автомат находится выше уровня легких, водолазу приходится делать большее усилие и преодолевать сопротивление столба воды, который отделяет его от прибора, плюс 5 г/см2 предварительной регулировки. Если же он расположен ниже легких, то происходит противоположное явление: воздух поступает непрерывно.
Современные легочные автоматы можно разделить на две категории. В одну входят все так называемые одноступенчатые аппараты, механизм которых размещен на баллоне. Они снабжены двумя гибкими гофрированными трубками — для вдоха и выдоха. Трубка для вдоха заканчивается лепестковым клапаном.
Вторая категория охватывает так называемые двухступенчатые' легочные автоматы, расположенные у рта.* Первая ступень, помещенная на баллоне, имеет камеру среднего давления, в которой давление воздуха снижается первый раз. От этой камеры отходит единственная трубка, ведущая в камеру низкого давления, из которой через загубник воздух попадает в рот.
Воздух выдыхается в камеру низкого давления и выводится через отверстия, проделанные в мембране; они закрыты вентилем, который отходит только в момент выдоха.
Все эти аппараты совершенно надежны, но каждый тип имеет свои достоинства и недостатки, которые может определить только тот, кто сам ими пользуется. По причинам, о которых мы говорили выше, они могут быть — в зависимости от положения легочного автомата — жесткими или мягкими. При понижении давления в камере низкого давления не более чем на 5 г/см2 (учитывая регулировку, произведенную на заводе) клапан открывается в момент вдоха и пропускает тот объем воздуха, который требуется легким. Это — мягкий редукционный клапан. При понижении давления
4 г. вэсьер
49
более чем на 5 г/см2 (а это значит, что для вдоха требуется усилие) редукционный клапан считается жестким. Так вот, поскольку водолаз с легочным автоматом, расположенным вблизи от загубника, чаще находится в наклонном положении, то есть голова немного ниже, чем легкие, эта величина (5 г/см2) уменьшается на столько граммов на сантиметр квадратный, сколько сантиметров отделяют уровень легких от легочного автомата. Значит, если это расстояние превышает 5 см, аппарат выделяет воздух спонтанно и он расходуется зря.*
По существу, это не такой уж большой недостаток, ибо опытные водолазы умеют затыкать загубник языком. Однако на средних и больших глубинах порядка 40—70 м чрезмерная мягкость может исчезнуть. Действительно, по мере увеличения давления специфическая масса (объемная масса) воздуха увеличивается и, следовательно, в равной мере увеличивается инерция газа. Тогда вдох затрудняется и, чтобы открыть клапан, требуется большее дыхательное усилие. Феномен затвердения более выражен в легочных автоматах, размещенных около рта.
Вообще же предпочтительны хорошо отрегулированные заспанные легочные автоматы.** Однако они относительно громоздки, а гофрированные трубки слишком длинны, что иногда затрудняет поиск загубника, когда тот случайно выпадет изо рта. Поэтому некоторые водолазы считают их менее удобными.
Легочные автоматы непрерывно совершенствуются, и в настоящее время трудно рекомендовать любителям ту или иную модель.
Совсем недавно в Италии Альберто Новелли создал двухступенчатый легочный автомат, у которого камера низкого давления внешне напоминает первое «искусственное легкое» Дэвиса. В действительности же она очень отличается от него. Варьирующий объем ограничивается двумя жесткими стенками, похожими на створки раковин и помещенными на шарнире. Они соединяются водонепроницаемой тканью. При том или ином изменении давления створки открываются или закрываются, и движения эти открывают или закрывают доступ воздуху.***
С появлением автономных скафандров уже нет речи о шлеме, костюме из тяжелой прорезиненной ткани и свинцовых подошвах. Наоборот, встал вопрос о быстроте перемещения, о свободе, точности и легкости движений. Новое поколение водолазов должно чувствовать себя в воде, как в родной, а не во враждебной стихии, и все больше походить на рыб.
Ласты, изображение которых мы встречаем еще на эскизах Леонардо да Винчи, были созданы капитаном де Корльё в 1920 г. Но в ту пору не ощущалось никакой потребности в таких «лопастях», как их тогда называли. Для спасения подводных лодок служил аппарат Дэвиса, который - давал возможность вертикального пере-50
мешения от затонувшего корабля к поверхности. Но спустя двадцать лет все изменилось. С появлением современных боевых пловцов значение ластов для передвижения человека в воде стало очевидным.
В наше время ласты— не просто плавники, схожие с перепончатыми конечностями земноводных, а точно рассчитанные формы, делающие их настоящими движителями. Положение ребер жесткости и величина выгиба, длина и ширина — все эти особенности имеют значение, и в зависимости от характера задания водолаз использует ласты той или иной модели. По существу, универсальной модели не существует.
Видимость
Проблема видимости в воде издавна стояла перед водолазами. Ведь оптическая система глаза может функционировать безупречно только в среде с показателем преломления около единицы. В воде же он равен в среднем 1,34.
Еще в XVI в. сборщики кораллов в Средиземном море пользовались для защиты глаз кусочками истонченного до прозрачности черепашьего панциря. Но была ли это просто защита или же диоптрическая система? Теперь на это ответить невозможно. Вероятно, между кусочками панциря, плотно пригнанными к лицу при помощи воска или смолы, сохранялся тонкий слой воздуха, достаточный, чтобы улучшить видимость.
С появлением автономных скафандров были предложены водонепроницаемые очки, позволяющие видеть в воде. В скафандре Ле Приёра маска служила одновременно дыхательным прибором. Теперь же, за исключением особых случаев, когда необходима подводная коммуникация, употребляются маски простые, легкие, быстро снимающиеся и надевающиеся в воде и совершенно независимые от дыхательного устройства. Однако недостатки изолирующего стекла — ограниченное и деформированное поле зрения и нечеткая видимость — заставили искать других решений, и в 1963 г., после многочисленных испытаний, продолжавшихся почти двадцать лет, пришлось снова вернуться к черепашьему панцирю, но в модернизированной форме — в виде контактных линз.
Комбинезоны
Когда появились синтетические ткани, комбинезон превратился в легкий и удобный костюм, которому модельеры придают вполне элегантные линии.
51
Следует различать «мокрые» и «сухие» гидрокомбинезоны. Первые состоят из брюк, куртки со шлемом, чулок и иногда перчаток. Весь этот комплект, сделанный из неопрена (губчатая резина толщиной от 3 до 5 мм*), идеально прилегает к телу. В начале погружения вода просачивается между кожей и комбинезоном, но больше практически не сменяется, образуя, таким образом, защитный слой, предотвращающий быструю теплоотдачу. И все же подобная защита не позволяет находиться в воде достаточно долго. Поэтому стали изучать водонепроницаемую одежду, в которой эффективную термоизоляцию обеспечивает слой воздуха между телом и тканью.
Однако было замечено, что прогрессирующее сжатие воздуха по мере увеличения глубины вызывает неприятное прилипание резины или ткани к телу. Тогда были созданы костюмы с так называемым постоянным объемом. Принцип их очень прост. Комбинезон и маска, в которую включен дыхательный прибор, сообщаются. Они совершенно непроницаемы для воды. Когда гидростатическое давление чрезмерно увеличивается и вызывает прилипание ткани к коже, водолазу достаточно дунуть через нос, чтобы восстановилось равновесие давлений и отлипла одежда. Если же, наоборот, внутреннее давление слишком велико, избыточный воздух выводится с помощью маленьких резиновых лепестковых клапанов, расположенных возле лодыжек. Так обеспечиваются и эффективная защита от холода, и свобода движений.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОПАСНОСТИ
Когда говорят об опасностях погружения, то, конечно, имеют в виду не те несчастные случаи, что вызываются техническими причинами (типа тех, с которыми приходится сталкиваться на суше: резкое торможение автомашин, отрыв крыла, взрыв мотора самолета или же прогиб железнодорожного рельса). У всех еще свежо воспоминание о погибшей атомной подлодке «Трешер»...
В исследовательском гидростате может прекратиться связь с надводным кораблем и, если откажет система аварийного всплытия, он навеки останется в морской пучине.
Но существуют другие опасности, причины которых в течение многих лет оставались невыясненными. Изобретатели совершенствовали свои творения, повышали их точность, но упускали из виду, что работать в них будут все-таки люди — живые существа, дышащие легкими, с чрезвычайно сложной организацией, которая за десятки или сотни тысячелетий приспособилась к земной атмосфере. В каждом новом аппарате был предусмотрен воздух как жизненно важная среда, но не учитывалось то обстоятельство, что в некоторых физиологических условиях этот газ может стать смертельным.
52
Физиологические аварии с трагическим исходом, зарегистрированные в конце XIX — начале XX в. (изучение их впоследствии привело к появлению очень важной отрасли физиологии человека), никогда не случались с водолазами в закрытых аппаратах, а только при применении открытых систем, функционирующих в условиях равновесия давлений. Лишь в колоколах и кессонах, происходящих по прямой линии от аппарата Галлея, в мягких скафандрах Зибе, Кабироля и Рукероля — Денеруза после более или менее продолжительного пребывания под водой отмечались загадочные параличи и даже гибель водолазов. Физиологические нарушения были описаны довольно точно — утомление, боли, остановка дыхания, и медики той эпохи объединили их под названием «кессонная болезнь». Но ни один исследователь не установил причины этой болезни. Инженер Трайгер, создатель кессона, носящего его имя, требовал, чтобы «расшлюзование», то есть период декомпрессии, продолжалось 7 мин., но не дал экспериментального обоснования своему требованию.
Однако еще в 1861 г. один ученый защитил диссертацию о действии сжатого воздуха, установив связь между физическими законами растворения газов в жидкости и явлениями, наблюдаемыми у водолазов на поверхности. Спустя семь лет морской врач Ле Руа де Мерикур описал механическое действие пузырьков газа, выделяющихся в кровь при слишком быстром подъеме и попадающих с током крови в мозг. Причина заболевания начала проясняться, хотя механизм его возникновения не был установлен. Вот тогда-то профессор Сорбонны Поль Бэр принялся за изучение физиологического действия воздуха в условиях различных давлений. Исследуя этот вопрос, он применял смеси кислорода и азота в различных пропорциях и, после множества опытов в камерах повышенного давления, в 1878 г. доказал, что (1) гипербарические условия (то есть давление, более высокое, нежели атмосферное) повышают растворимость компонентов воздуха и что (2) причиной кессонной болезни является инертный газ азот. Учитывая законы растворимости газов, великий физиолог доказал необходимость соблюдения определенной продолжительности декомпрессии, иначе говоря, постепенного высвобождения растворенных в крови газов.
В его работах подчеркивалось значение пропорции каждого газа и, следовательно, их парциального давления, а также опасность таких атмосфер, в которых парциальное давление кислорода недостаточно для окисления крови. Поль Бэр подошел к этой проблеме комплексно; его работа «Барометрическое давление» заложила основы подводной и космической физиологии.
Это капитальное исследование вызвало огромный интерес в Великобритании, где в то время занимались изысканием способов проникновения в морскую стихию. Теории, основанные на экспериментальных данных, привлекли к этим проблемам внимание специали
53
ста по физиологии дыхания Дж. С. Холдейна. В 1905 г. Британское адмиралтейство впервые опубликовало «Таблицы Холдойна» — правила безопасности, которые нужно соблюдать при подъеме водолазов на поверхность, принятые теперь во всем мире.
В нормальных условиях погружения с воздухом, то есть примерно до 30 м, таблицы моглп применяться совершенно безопасно. Однако со временем возникла необходимость дополнить пх; сотни медиков, физиологов, биологов, физиков и химиков занимаются вопросами декомпрессии, устанавливая все более точные границы безопасности. А проблема эта непрерывно усложняется, потому что человек, вооруженный новой техникой, становится все смелее. Однако современные исследователи с должной скромностью сознают, как они обязаны двум основателям физиологических школ — Полю Бэру и Джону Скотту Холдейну.
Давление и растворение газов
Человек — существо с очень высокой организацией и чрезвычайно сложными физиологическими функциями. Чтобы лучше понять происходящие в его организме физические, точнее, биофизические, явления в условиях, отличающихся от атмосферных, нужно представить себе его анатомию.
Человек дышит легкими, которые можно уподобить мешку из пористой ткани. Такое их свойство позволяет газу легко диффундировать изнутри кнаружи и наоборот. Мешок окружен жидкостью, имеющей постоянную температуру 37° С. Эта жидкость, кровь, или же внутренняя среда, омывает органы вплоть до их самой мельчайшей частички — клетки и доставляет им элементы, необходимые для поддержания жизни. Жидкий посредник удаляет продукты распада, образующиеся в организме в результате бесчисленных химических реакций. Так циркулируют в связанном или растворенном состоянии кислород, поглощаемый легкими, и углекислый газ, вырабатываемый клетками в процессе распада углеводов.
Растворение газов. Уподобив легкие мешку, поместим его в определенные условия. Предположим, что мешок наполнен каким-нибудь чистым газом, например азотом. Давление окружающей среды 1 кг/см2, то есть 1 ат. Температура постоянная, 37° С.
Азот, пройдя сквозь пористую ткань, растворится в окружающей ее жидкости. Физические законы растворения газов гласят, что количество растворенного газа на единицу объема жидкости зависит от (1) свойств газа, (2) свойств жидкости, (3) температуры, (4) давления, (5) времени.
Здесь мы имеем четыре постоянных фактора — азот, жидкость, температуру и давление. В этих условиях состояние насыщения, то
54
есть момент, когда единица объема жидкости растворит максимальное количество газа, будет достигнуто через определенный и неизменный промежуток времени. Но на это явление наслаивается второй процесс — растворение. Внутренняя среда омывает органы, состоящие из тканей и клеток, которые должны считаться тоже жидкостями, ибо они, в свою очередь, будут растворять азот. Растворение произойдет в тех же условиях температуры и давления; газ не изменился, но свойства растворителя иные, поскольку одни ткани богаты водой, а другие состоят главным образом из жиров, иногда чрезвычайно сложных. Время насыщения для каждой ткани будет различно. Однако настанет момент, когда весь комплекс будет насыщен и установится равновесие:
Наружный газ внутренняя среда органы (или ткани)
Равновесие не нарушится, если все условия будут постоянными; оно может быть выражено и следующим образом:
Давление наружного газа (PiHap) ~*7 концентрация газа внутренней среды (C,BHVTp)<^ концентрация в тканях (С1тклп)
Это, конечно, упрощенное изложение, но оно имеет целью обобщить происходящие в организме процессы.
Их можно обобщить и таким образом:
НИУТ- = К и р ТКа" = К', TAB к и К’ — константы.
*нар ’-внутр
Теперь изменим одно из условий и в качестве переменной возьмем наружное давление. Оно может, предположим, учетвериться и, следовательно, дойти до 4 кг/см2. Представим себе, что каждая молекула азота — маленькая пружинка, острие которой пытается проникнуть в жидкость. Тогда количество пружин, упирающихся в единицу поверхности, тоже учетверится. В результате и концентрация азота, растворенного во внутренней Среде, увеличится в 4 раза.
Все это ясно отражено в законе растворения газов в жидкости, или законе Генри — Дальтона: «Количество газа, растворенного в жидкости при данной температуре, прямо пропорционально давлению, оказываемому этим газом на жидкость».
Увеличение концентрации азота во внутренней среде отразится, I с некоторой задержкой, на органах и тканях, которые тоже начнут растворять газ и приблизятся к состоянию равновесия, то есть насыщения, так что:
Рнар ^4внутр И ^4внутр ^4ткан-
тт ... пР«аР
И можно сказать, что отношение давлении Pg------------изменяется
. С4ВЯУТР
Ьвнутр ткан
как отношение концентраций ------------Иг Л •
ь 4 внутр 4 ткан
Необходимо уточнить эти понятия, отметив, что состояние насыщения одной и той же жидкости одним и тем же газом в одних и тех же условиях температуры достигается через точно определенное время, которое неизменно и не зависит от давления. Для такого , сложного организма, Каким является человек, состояние полного насыщения в чистом азоте будет достигнуто через 7—12 час. Следует считать, что ткани придут в состояние равновесия к концу седьмого часа пребывания под давлением. Дальше уже ничего не рас-створится.*
Выделение газов. После того как мы повысили давление в четыре раза, можно изменить условия опыта, возвратясь к исходному состоянию, то есть к 1 атмосфере. Это можно сделать тремя способами: 1) мгновенно, 2) постепенно, но в отрезок времени, меньший, нежели время насыщения, и 3) еще более медленно, за время равное или большее, чем то, что необходимо для насыщения.
В первом случае сразу же нарушится равновесие, константа со-
С4 внутр ^4 внУтр
отношения г> —не сохранится и оно быстро превратится в"р-----------•
г4 нар 1 наР
Следовательно, % молекул азота, находившихся в растворе (поскольку давление уменьшилось от 4 до 1), снова переходит в газовое состояние. Жидкость словно вскипает, как в откупоренной бутылке с газированной водой. Все последующие явления, происходящие в жидкости, несравнимы по эффективности с таким «взрывом».
Во. втором случае происходит постепенное уменьшение давления, но в меньший отрезок времени, чем требуется для полного удаления избыточного азота из всех тканей. Концентрация во внутренней среде систематически уменьшается — настолько медленно, что газовые, пузырьки не образуются. Однако этот процесс не одинаков во всех тканях, в частности тех, где азот наиболее растворим, например из-за обилия в них жира. Там возникав^ нарушение равновесия, отношение с™™ превращается тогда в “ с, „HVTn и кон-станта не сохраняется, так что в организме могут образоваться пузырьки.
5В
L
В третьем случае время, затраченное на приведение давления от 4 к 1 й, будет равно времени, необходимому для удаления всего избыточного азота и постепенного перехода концентрации С4Ткаи к С\ткан- Выделение газа происходит путем диффузии и не имеет опасных последствий.
Согласно теоретической, весьма схематической модели, мы можем заменить азот другим газом, причем закон Генри — Дальтона также подтвердится, но только при условии, что это будет не живой организм и, следовательно, физические явления не будут нарушены метаболическими реакциями.
Смесь азот — кислород. Теперь заменим азот воздухом, состоящим из 80% азота и 20% кислорода. Оба газа будут растворяться независимо друг от друга и соответственно давлению, которое оказывает каждый из них.
Что происходит? Мы можем представить воздух, содержащийся в мешке, как 100 маленьких заостренных пружинок двух типов. 80 из них будут азотом, а 20 кислородом. 80 азотных пружинок станут действовать так, как если бы они были одни, и, повинуясь закону Генри — Дальтона, проникнут в жидкость пропорционально давлению, которое они на нее оказывают. То же произойдет и с 20 кислородными пружинками. Поскольку общее давление равно 100 пружинкам, парциальное давление азота и кислорода будет 80 и 20 или — если привести это к атмосферной единице — соответственно 0,8 и 0,2 ат. Путем обобщения мы можем определить парциальное давление газа в смеси, памятуя закон Генри — Дальтона: «Парциальное давление газа (Рп) в смеси — зто давление, которое он имел бы, если бы занимал весь объем смеси; оно равно общему давлению смеси, умноженному на процент содержащегося в ней газа».
Так, из закона Генри — Дальтона мы знаем, что азот воздуха (79%) растворится при общем давлении 1 кг/см2 пропорционально своему парциальному давлению 0,79 кг/см2. Для кислорода оно будет 0,21 кг/см2. При общем давлении воздуха 2 кг/см2 парциальное давление азота 1,58 кг/см2, и его переход в раствор будет зависеть от этого давления. Парциальное давление кислорода составит в этом случае 0,42 кг/см2.
В смеси, состоящей из 10% азота и 90% кислорода под общим давлением 3 кг/см2, парциальное давление азота будет 0,3 кг/см2, а кислорода 2,7 кг/см2.
Чтобы закончить описание закономерностей растворения газов в жидкости и выделения их из жидкости, можно представить себе следующий опыт.
Весь комплекс (мешок, внутренняя среда, ткани) получает в течение примерно 6 час. смесь азота (80%) и кислорода (20%) под общим давлением 4 кг/см2. Следовательно, он насыщен при парциальном давлении азота 3,2 кг/см2 и парциальном давлении кисло
57
рода 0,8 кг/см2. Теперь, при том же давлении, заменим эту смесь другой, состоящей из 50% азота и 50% кислорода. Тогда парциальное давление каждого газа будет 2 кг/см2. Значит, парциальное давление азота уменьшилось, а кислорода увеличилось. Это приводит к нарушению газового равновесия. Для того чтобы сохранить
Свнутр Сткан
константу отношения —-г.-----и ~с------> азот будет выделяться из
'-нар внутр
жидкости и перейдет в газовое состояние, а кислород дополнитель-но растворится. В этом случае выделение азота никогда не будет сопровождаться образованием пузырей, поскольку парциальное давление его фракции, перешедшей в газовое состояние, меньше общего давления. Последнее останется постоянным в течение всего опыта, а изменение парциального давления азота составит 3,2 — 2 = =1,2 кг/см2. Это простая диффузия.
С кислородом происходит противоположное явление. Его парциальное давление в смеси повысится. Константа отношения Свнутр (кислород)
р----(кислород) не сохРанится- Поскольку механизм диффузии
действует так, чтобы восстановить равновесие, газ при этом будет переходить в раствор.
Вышеприведенная схема дана без учета того, что живой организм состоит не только из инертных жидкостей. Живая материя представляет собой настоящую трансформирующую систему, где одно состояние непрерывно переходит в другое, в частности путем поглощения кислорода.
Дыхательный процесс и газообмен. Для лучшего понимания различных явлений, возникающих при газообмене: растворения, соединения и выделения, как при атмосферном, так и при повышенном давлении, надо вкратце описать дыхательные процессы.
Легкие представляют собой мехи с обширной поверхностью, состоящей из мелких вторичных мешочков — альвеол, которые обеспечивают тесный контакт между внешней и внутренней газовой средой. В них происходит непрерывный обмен, и состав газов до и после выдоха отражает первичные и конечные этапы ряда реакций, происходящих в крови, тканях и клетках.
В течение нескольких секунд воздух, состоящий из 20,79% кислорода, 78,42% азота, 0,03% углекислого газа и 0,76% водяного пара, преобразуется в смесь, которая содержит всего 15,26% кислорода и 74,24% азота, но в которой содержание углекислого газа равно 4,219%, а водяного пара 6,19%. Можно сказать, что организм выделяет углекислый газ и воду. А чтобы объяснить разницу в содержании кислорода и азота, необходимо разобраться в этом механизме и изучить его на уровне легочных альвеол и по ходу кровообращения.
Венозная кровь, пройдя через ткани, поступает в правую поло
58
вину сердца, откуда направляется в легкие, нагруженная углекислым газом в связанной и свободной форме. Связанная форма состоит из 70% бикарбоната натрия и 20% карбоксигемоглобина (НЬСОг), содержащегося в красных кровяных тельцах. Остальные 10% находятся в виде раствора. Кровь проходит через мельчайшие тонкостенные сосуды, образующие вокруг легочных альвеол густую и очень тонкую сеть. Оболочку этих капилляров и хрупкую ткань, составляющую альвеолы, можно сравнить т пористой мембраной,, о которой говорилось раньше.
Итак, существует очень тесный контакт между кровью и вдыхаемым воздухом. В этот момент парциальное давление углекислого газа в воздухе будет мало по сравнению с концентрацией растворенного или комбинированного газа. Вследствие такого расхождения происходит выделение из крови углекислого газа.
Растворенная фракция переходит в газовое состояние согласно закону Генри — Дальтона. Тотчас же — поскольку ее содержание в плазме крови уменьшилось — из карбоксигемоглобина выделится весь углекислый газ, в результате чего образуется гемоглобин: НЬСО2—»Н + СО2. Бикарбонат натрия в свою очередь частично распадается, выделяя углекислый газ.
Пока происходят эти физико-химические процессы, кислород совершает путь в обратном направлении. Его парциальное давление в альвеолах значительно больше, Дем в крови. Поэтому газ переходит в раствор и связывается с гемоглобином красных кровяных телец, образуя оксигемоглобин. Устанавливается равновесие между растворенным кислородом и оксигемоглобином, и кровь насыщается кислородом.
Выдыхание водяного пара, относящееся к чисто физическим процессам, играет важную роль в уравновешивании парциальных давлений газов, но во время погружения не имеет особого значения.
Анализ крови до и после ее прохождения через альвеолы показывает обилие углекислого газа и недостаточность кислорода в венозной крови по сравнению с “артериальной.
Иначе обстоит дело с азотом. Пробы и анализы артериальной и венозной крови показывают, что концентрация растворенного азота в той и другой почти одинакова, если только в течение 6 час. до исследования общее давление и парциальное давление азота не изменились. Из этого наблюдения можно сделать вывод, что азот не участвует нй в одной метаболической реакции. Он ведет себя как нейтральный газ, подчиняясь только закону Генри— Дальтона, так что при постоянном давлении концентрация азота во внутренней среде постоянна.
Итак, кровь покидает легкие, насыщенная кислородом и азотом и освобожденная от избытка углекислого газа. После ее перераспределения левым желудочком сердца по органам она доходит до тканей по мельчайшим капиллярам. Как мы уже говорили, у капилля
59
ров очень тонкая стенка и, проходя сквозь них, питательная жидкость орошает ткани.
Процессы осмоса и взаимопроникновения жидкостей происходят непрерывно, так что в клетках всегда осуществляется обмен. Кровь снабжает ткани кислородом благодаря разнице парциальных давлений и в силу той же причины получает углекислый газ.
Углекислый газ образуется в тканях при распаде питательных веществ. Этот процесс можно назвать сгоранием, хотя в- действительности там происходят гораздо более сложные процессы:
Питательные вещества -j-кислород
Продукты распада питательных веществ, бедные углеродом (С)
Углекислый газ
Энергия
Азот же совершенно не изменяется, поскольку его парциальное давление остается постоянным и состояние равновесия не нарушается.
Когда давление повышается, общая схема не меняется. Газы растворяются и насыщают внутреннюю среду пропорционально своим парциальным давлениям.
При уменьшении давления происходят противоположные реакции — газы стремятся выйти из раствора. Однако имеется некоторая разница.
Многочисленные измерения, произведенные в физиологических лабораториях, показали, что при дыхании воздухом парциальное давление кислорода в альвеолах при общем давлении 1 кг/см2 равно в среднем 130 г/см2. Напряжение (или парциальное давление) того же газа, растворенного или связанного, в венозной крови, то есть той, которая снова вступает в контакт с альвеолярным воздухом, завершив свой кругооборот в организме, равно примерно 50 г/см2. Допустим, что парциальное давление альвеолярного кислорода (РО2) увеличилось во время компрессии в 3 раза; парциальное давление растворенного газа также увеличилось в 3 раза. Следовательно, при давлении 3 ат РО2 венозной крови будет равно 150 г/см2. Резкий возврат к атмосферному давлению никогда не вызовет газообразования, поскольку разница парциальных давлений не очень значительна, а главное, атмосферное давление слишком велико, чтобы дать образоваться пузырям кислорода в крови или тканях. Для того чтобы произошло полное высвобождение газа, парциальное давление кислорода должно быть более 1 кг/см2 и тогда, в силу поглощения этого газа тканями, всякий вновь образовавшийся пузырек будет быстро рассасываться.
Иначе обстоит дело с азотом. При атмосферном давлении парциальное давление азота (Рн3) в легочных альвеолах равно
60
примерно 750 г/см2 и в венозной и артериальной крови и в тканях его парциальное давление также равно 750 г/см2. Достаточно повысить общее давление вдвое, чтобы после периода насыщения Ры3 достигло 1,5 кг/см2, без какой-либо возможности поглощения в результате химических процессов. Быстрое возвращение к давлению в 1 ат приводит к резкому нарушению равновесия. С одной стороны, Pn2 крови выше, чем Pn2 легочного воздуха, а с другой — оно выше общего давления. Таким образом, создаются все условия для активного выделения азота в виде пузырей.
Это беглое описание процессов растворения, соединения и выделения вдыхаемых газов под давлением показывает, что:
— когда давление повышается, газы начинают растворяться во внутренней среде, а затем в тканях пропорционально их парциальным давлениям, и растворяются до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие;
— при декомпрессии выделение газов зависит от разницы между их парциальными давлениями во внутренней среде и в дыхательной газовой смеси;
— это выделение может начаться внезапно, если парциальное давление растворенного газа окажется, больше, чем общее давление наружной среды в случае применения смеси.
Разбавители кислорода, находящиеся в большей пропорции в искусственных газовых смесях, нейтральны и не участвуют ни в одной химической реакции. Следовательно, время их выделения в период декомпрессии может быть определено совершенно точно.*
Дыхание и биохимические процессы
Если бы трудности, с которыми сталкивается человек при погружении в аппаратах открытой циркуляции, сводились только к проблеме выделения растворенных газов, процесс освоения подводного мира, вероятно, шел бы гораздо быстрее. К сожалению, на явления, которые мы сейчас описали, наслаиваются другие, еще более сложные. Они зависят от химических свойств вдыхаемых газов, а также от реакции нервной системы на повышение давления.
До Поля Бэра лишь очень немногие физиологи предполагали, что при повышенном давлении воздух может стать токсичным. И это действительно трудно себе представить, не имея соответствующих предпосылок. Поскольку воздух состоит из кислорода, азота и очень незначительного количества углекислого газа, необходимо знать действие каждого из этих газов на человеческий организм в условиях различных давлений.
Человек переносит чистый кислород под давлением не более 1,7 кг/см2 без каких-либо последствий, хотя может ощущать при
61
этом легкую, безвредную эйфорию (возбуждение). Однако продолжительное пребывание в атмосфере чистого кислорода может привести к тяжелым органическим поражениям. В первые часы нет никаких симптомов, но при переходе давления через 1,7 кг/см2 у большинства водолазов появляются подергивание мышц лица (тик), судороги лицевых мышц, общие повторяющиеся судорожные припадки, потеря сознания; все это может окончиться смертью. Следовательно, кислород — токсичный газ. В чистом виде его можно применять только при погружении на глубину не более 7 м.*
Воздух содержит около 21% кислорода. Отсюда можно сделать вывод, что предел, за который нельзя заходить — 8 ат,— соответствует глубине 70 м. В действительности же разбавление кислорода азотом задерживает токсическое действие последнего и оно проявляется лишь по достижении глубины 90 м, где РО2 составляет 2 кг/см2. Пока мы еще не имеем удовлетворительного объяснения этого явления.**
Азот оказывает иное действие. Впервые вызванные им физиологические нарушения были описаны в 1930 г. англичанами Хиллом и Маклеодом под названием «азотный наркоз». Это заболевание, поражающее водолазов, и впрямь похоже на наркоз — все чувства притупляются, возникает какое-то оцепенение. А иногда водолаз впадает в состояние, напоминающее опьянение, или же его охватывает панический страх. Как бы то ни было, всегда нарушается мыслительная функция и общая координация.
Опыты, проведенные в камерах повышенного давления или лабораториях, показали, что, как только давление понижается, такое опьянение исчезает бесследно. Опасность его заключается не в необратимой реакции организма на интоксикацию, а в потере ориентировки и самоконтроля; водолаз может, например, отключить дыхательный аппарат, что, естественно, приведет к катастрофе.
Первые признаки наркоза трудно уловить даже опытному водолазу, и они появляются не всегда на одной и той же глубине. Существуют индивидуальные различия, и даже у одного и того же водолаза наркоз может появляться на различных глубинах в зависимости от его общего физического состояния. Последние опыты показали, что начиная с глубины 30 м поведение водолаза меняется, так что тут необходима особая осторожность.
Механизм «азотного наркоза» еще не выяснен, хотя предложено много гипотез. Некоторые из них основываются на изменениях в клетках, в частности клетках нервных центров, богатых жирами, которые относительно хорошо растворяют азот.*** Другие же исходят из веса этого газа и его вязкости, которые, резко увеличиваясь под высоким давлением, изменяют легочный обмен и вызывают накопление углекислого газа. Эта вторая гипотеза привела к тому, что в искусственные дыхательные смеси стали добавлять более легкие
62
нейтральные газы, чтобы отодвинуть предел погружения в Аппаратах открытой циркуляции.
И наконец, углекислый газ становится смертельным, как только его содержание в воздухе при атмосферном давлении достигает 9%, ' то есть при парциальном давлении 90 г/см2. В обычном воздухе очень мало углекислого газа — всего 0,03% в замкнутой атмосфере, и человек может выдержать лишь двухпроцентную его концентрацию, а затем возникает головная боль, одышка, головокружение и полуобморочное состояние, кончающееся полной потерей сознания.
Следовательно, физические и химические свойства газов играют большую роль при дыхании под высоким давлением и затрудняют применение кислорода при парциальных давлениях свыше 1,7 кг/см2 — если он в чистом виде, и 2 кг/см2 — когда он входит в состав газовой смеси. Азот не обладает токсичностью, но отрицательно сказывается на поведении водолазов, когда его парциальное давление достигает некой индивидуально варьирующей величины — приблизительно около 6 кг/см2.
Декомпрессия
Болезнь, которую в конце XIX в. считали «кессонной», теперь обычно называется декомпрессионной болезнью. Она может быть легкой, тяжелой и даже смертельной и проявляется либо в период подъема на поверхность, либо — чаще — в ближайшие 12 час. после его завершения. Симптомы: зуд, непомерная усталость, боли в мышцах и суставах. В наиболее тяжелых случаях поражается нервная система в области либо моторных и сенсорных центров спинного мозга, либо нейровегетативных бульбарных центров головного мозга.
В наше время тяжелые катастрофы, вызванные применением сжатого воздуха, не должны были бы иметь места, но когда они все-таки происходят, это зависит только от неосторожности самого водолаза, забывающего правила безопасности или пренебрегающего ими, хотя они основаны на результатах почти столетних научных исследований. И все же время от времени такие катастрофы случаются (хотя обычно с благоприятным исходом), и причина их пока еще не выяснена. Это показывает, что полностью разрешить проблему декомпрессии не так-то просто.
Человеческий организм состоит из пяти основных тканей*, которые можно разделить на определенные категории. И коэффициент растворимости азота изменяется в зависимости от тканей. В некоторых он растворяется плохо, что вызывает быстрое насыщение, а в других — очень интенсивно, вследствие чего состояние равновесия в них устанавливается позднее, чем в первых. Например, кровь
63
насыщается через 6—8 мин., а мышцы — только через час, тогда как нервная и жировая ткань — через 2—5 час. Вообще же считается, что организм полностью насыщен при определенном давлении, если он находился под этим давлением не менее 6 час. Кривая выделения газа симметрична кривой насыщения, но с противоположным знаком, однако это отнюдь не значит, что точное следование ей при прогрессирующем рассыщении гарантирует полную безопасность для водолаза.
Для расчета своих первых декомпрессионных таблиц Дж. С. Холдейн исходил из предположения, что существует пять теоретических тканей и имеется критический коэффициент безопасности, соответствующий некой величине допустимого рассыщения. Эта величина, определенная эмпирически, близка к 2 (для воздуха), поскольку погружения на глубину 10 м, то есть до 2 ат, не представляют опасности, независимо от продолжительности пребывания на такой глубине. Впоследствии ткани были классифицированы соответственно времени, необходимому для достижения ими полунасыщения, а в последние годы Группа подводных исследований французского военно-морского флота разработала таблицу погружений, взяв за основу три ткани с периодами 40, 75 и 120 мин. и приняв новые коэффициенты безопасности. В Соединенных Штатах, Великобритании и Италии были проведены аналогичные исследования, основанные на разных гипотезах, с применением различных методов расчета. Полученные результаты почти полностью совпали, так что водолазы вполне могут положиться на таблицы.
Тем не менее еще многое в этом механизме остается неясным и затрудняет разработку абсолютно точных таблиц декомпрессии, в частности все, что касается применяемых в современных дыхательных смесях инертных газов, иных чем азот. Поэтому все специальные погружения производятся только в рамках экспериментальных исследований.*
Кроме того, следует учесть, что у водолаза, выходящего на поверхность, даже если он неукоснительно выдержал сроки подъема, указанные в таблицах декомпрессии, еще не полностью выделился содержащийся в его тканях избыточный нейтральный газ. Парциальное давление азота в тканях пока еще выше, чем давление этого же газа в воздухе, но отношение между ними ниже критической величины. Поэтому диффузия будет продолжаться около 6 час., но без образования газовых пузырьков. Всякое новое погружение в этот период приведет к новой нагрузке газом и сведет на нет смысл декомпрессии. Поэтому к таблицам приложены схемы так называемых коэффициентов последовательных погружений. По ним водолаз может определить степень насыщения своих тканей и, тем самым, время, в течение которого он может безопасно подняться на поверхность при последовательных погружениях.**
64
Дыхательные смеси
Опыт, накопленный благодаря множеству экспериментов, и все более углубленное изучение биофизических явлений и токсического действия различных газов, позволили разработать всевозможные типы дыхательных смесей. Одни из них либо сокращают, либо совсем снимают необходимость в длительной декомпрессии, другие обеспечивают безопасность погружений на большую глубину, предупреждая нарушения, вызываемые токсичностью некоторых растворенных газов.
Малые и средние глубины. Для погружения на малые и средние глубины можно применять смесь азота и кислорода в таких пропорциях, которые позволяют продолжительное время находиться на определенном уровне и возвращаться на поверхность без каких-либо особых мер предосторожности. Однако парциальные давления компонентов смеси на этом уровне не должны доходить до критических величин, чтобы не вызвать нарушений, обусловленных гипе-роксией или азотом.
Мы уже видели, что нарушения, вызываемые избытком в смеси кислорода, проявляются, как только его парциальное давление достигает 1 кг/см2. На поверхности эта величина должна быть не меньше 0,17 кг/см2, иначе наступает потеря сознания и смерть.
Таким образом, можно составить таблицу границ аноксии и ги-пероксии для каждой глубины, в зависимости от растворения кислорода в инертном газе.
Аноксия (проценты) 17 8,5 6 4,2 3,4
Глубина (метры) поверхность 10 20 30 40
Гипероксия (проценты) 100 90 66 50 40
Минимальный процент кислорода в смеси может быть несовместим с жизнью. В самом деле странно — почему человеку на поверхности необходимо 17 % этого газа, а на глубине 20 м достаточно 6 % ? А происходит это потому, что кислород, используемый организмом, переносится в форме оксигемоглобина. Запас же гемоглобина в красных кровяных тельцах не изменяется, какова бы ни была глубина. Для окисления гемоглобина требуется всегда одинаковое количество кислорода. Например, для окисления на поверхности требуется 17 м3 (то есть 17% смеси), на глубине 10 м—-8,5 м3 (8,5%), а 20 м — 6 м3 (6% смеси).
В дыхательных смесях количество азота рассчитывается так, чтобы на определенной глубине состояние пересыщения (состояние
5 Р. Вэсьер
65
насыщения, образовавшееся при погружении на максимальную глубину) не превратилось в критическое после возвращения на поверхность. Для простоты объяснения допустим, что после трехчасового пребывания на глубине 10 м при дыхании воздухом можно подняться на поверхность, не опасаясь появления декомпрессионных симптомов. На глубине 10 м парциальное давление азота около 1,58 кг/см2. Следовательно, можно считать это давление пределом и установить допустимое количество газа; иначе говоря, смесь должна содержать максимум 52,6% азота на глубине 20 м, 39,5% — 30 м и 31,6% —на глубине 40 м.
Можно построить трафик зависимости содержания азота в смеси от глубины погружения для сохранения критического коэффициента безопасности. На этом графике точки максимального и минимального содержания кислорода показывают величины, которые нельзя превышать во избежание гипероксии и аноксии. Таким образом, в данных пределах легко рассчитать пропорции газов, входящих в смесь, и обеспечить относительно продолжительное пребывание водолаза на заданной глубине.
Согласно такому графику, можно теоретически допустить, что смесь из 45% азота и 55% кислорода гарантирует безопасное трехчасовое пребывание на глубине 25 м и возвращение на поверхность с нормальной скоростью, то есть 20 м/мин.* В действительности же водолаз обычно имеет весьма ограниченный запас сжатого газа и потому никогда не остается под водой настолько долго, чтобы подвергнуться опасности.
Однако для расчета продолжительности декомпрессии надо учитывать повторные погружения и эквивалентную глубину. Во взятом нами примере (45% азота и 55% кислорода) погружение на 28,7 м соответствовало парциальному давлению азота около 1,58 кг/см2, то есть такому же, как на глубине Юме воздухом. Следовательно, существует глубина, эквивалентная парциальному давлению азота между глубинами 10 м при дыхании воздухом и 18,7 м — при дыхании вышеуказанной смесью. И можно сказать, что количество азота, растворившегося в течение 3 час., как в первом, так и во втором случае будет одинаково.
Для смеси из 50% азота и 50% кислорода на глубине 30 м парциальное давление азота равно 2 кг/см2. Эта величина Рыа достигается при дыхании воздухом под абсолютным давлением 2,53 ат, иначе говоря, на глубине 15,3 м. Значит, зная эту эквивалентную глубину, можно свериться с таблицами расчетов для воздуха и определить время декомпрессии.
Глубоководные погружения. Токсическое действие кислорода при парциальном давлении более 2 кг/см2 ограничивает применение этого газа в смесях. Кислород необходим для жизни, но установлено, что можно значительно уменьшить его содержание в смеси при условии сохранения количества, необходимого для
«6
окисления гемоглобина крови водолаза. Предел аноксии, к которому, по-видимому, не стоит приближаться (как известно, он равен парциальному давлению 0,17 ат), может быть допущен для смеси, вдыхаемой под давлением 10 ат и содержащей 1,7 % этого газа. Но после возвращения на землю такая смесь будет содержать то же самое количество кислорода и станет аноксической при давлении, которое в легочной ткани снизится с 10 до 1 ат. Вот тут-то и возникают серьезные технические проблемы, связанные с применением и регулировкой автономных аппаратов. Что касается растворителя — азота, то мы теперь знаем, как он действует под давлением и каковы пределы, которые нельзя превышать.
Гелий. Еще в 1925 г. Группа экспериментальных подводных исследований в Соединенных Штатах заинтересовалась нейтральным и гораздо более легким газом — гелием. По существу, внимание специальных лабораторий к нему привлек физик и химик Томсон, считавший, что в дыхательных смесях можно заменить азот гелием.
Первые опыты имели целью сократить время декомпрессии и удлинить сроки пребывания водолазов на месте работы. Результаты получились обескураживающие. Оказалось, что для гелия требуются специальные таблицы декомпрессии, ибо этот газ менее растворим и диффундирует гораздо быстрее, чем азот;
Вот тогда-то и обнаружили незаменимое свойство гелия — он позволяет производить погружения, несравненно более продолжительные, чем азот, без появления опасного „наркоза”. Водолазы сохраняют полную ясность суждений и точность движений. Так открылся новый путь для исследований и наступил новый этап в завоевании подводного мира. С тех пор военно-морские силы США, а главное, Адмиралтейство Великобритании усиленно изучают смеси,содержащие гелий.*
С 1937 г., когда было произведено первое погружение на 126 м, и до наших дней водолазы в скафандрах выиграли еще 40 м глубины. Совсем недавно в Великобритании был проведен эксперимент, который позволил преодолеть уровень 180 м и усовершенствовать методы спасания экипажа подводных лодок-. Очередная цель — погружение на 200 м.**
Экипировка водолаза состоит из мягкого костюма и металлического шлема. На поверхности дыхательная смесь содержит не менее 17 % кислорода, но по мере спуска содержание его постепенно уменьшается, пока приблизительно на 180 м не достигнет 4—2%т что соответствует парциальному давлению от 800 до 400 г/см2. Такое количество кислорода вполне достаточно для окисления гемоглобина и не грозит критической гипероксией. Подъем начинается с того, что водолаз подтягивается на направляющем тросе до декомпрессионной камеры с остановками через заранее определенные’ интервалы. По мере уменьшения глубины смесь обогащают кисло
67
родом. Добравшись до погруженного колокола, водолаз входит в него, освобождается от дыхательного шланга и герметически закрывает дверь, после чего камеру поднимают на борт судна. Затем начинается длительный период декомпрессии на воздухе, сочетающийся с дыханием кислородом.
Тот же тип погружения можно производить с автономными аппаратами, но это сопряжено с некоторыми трудностями. Дело в том, что состав смеси нужно контролировать очень тщательно, а это может обеспечить только автоматическая регуляция подачи каждого газа в зависимости от глубины. Однако Создать легочный автомат применительно к таким условиям очень нелегко.
Для погружений на глубины порядка 100 м или несколько больше можно, начиная с поверхности, использовать автономные аппараты типа Кусто-Ганьяна с кислородно-гелиевой смесью, где на долю кислорода приходится примерно 15%. Аноксию можно предупредить, если на поверхности, перед тем как взять в рот загубник, сделать глубокий вдох. На первых же метрах погружения, скажем, на уровне 3 м, Ро, увеличивается со 150 до 190 г/см2, что вполне достаточно. Тогда предел погружения устанавливается приблизительно на 130 м; это глубина, на которой Ро.2 составляет около 2 кг/см2.
Итак, инертный, легкий, нетоксичный и лишенный запаха гелий обладает замечательными достоинствами. К сожалению, их затмевает один большой недостаток — его колоссальная стоимость. Уильям Рамсей получил этот редкий газ в 1895 г. из воздуха, где он содержится в пропорции 1 к 200000. Следовательно, не может быть и речи о выделении гелия путем разжижения воздуха. На большой высоте гелий вместе с водородом является одним из основных компонентов атмосферы, но до него слишком далеко — около 700 км. К счастью, в некоторых месторождениях радиоактивных минералов имеется достаточное количество этого газа, так что их можно выгодно эксплуатировать, хотя основные источники находятся в США и Канаде.
Водород и сложные смеси. Гелий почти совсем не применяется в европейских странах из-за трудности получения, несмотря на то что современная техника дает возможность извлекать его из газовых смесей в некоторых источниках минеральных вод.* Поэтому лаборатории Англии, Франции и Швеции начали изучать другие газы, сопоставимые по своим достоинствам с гелием, но более доступные. Таков, по-видимому, водород. Он очень легок (1 л в нормальных условиях весит 0,09 г), бесцветен и лишен запаха, В 1944 г., во время погружения на 156 м, шведский инженер Арне Цеттерстром доказал, что водород нетоксичен. Правда, эксперимент этот закончился трагически, но только из-за произведенного по ошибке слишком быстрого подъема.
«8
Однако водород обладает одним существенным недостатком —• он может взрываться в смеси с кислородом, когда содержание последнего достигает 4%. Из-за взрывной реакции изготовление водородных смесей — дело опасное. И все же в будущих экспериментах придется пользоваться водородом по многим причинам. Первая из них та, что его свойства, по-видимому, позволят достичь в открытых аппаратах таких глубин, которые сегодня кажутся нам немыслимыми. С одной стороны, вязкость водорода примерно в два раза меньше, чем гелия, а с другой — сравнивая вес этих газов при различных давлениях, исследователи установили, что, например, при 20 ат 1 г гелия весит 3,56 г, а это приблизительно соответствует весу того же объема водорода при 40 ат. Если гипотеза, согласно которой вязкость смеси влияет на легочную динамику, подтвердится, то на водород можно возложить большие надежды. И все же не следует выказывать чрезмерный оптимизм, поскольку биохимические свойства водорода в условиях рассматриваемых давлений еще мало изучены. Только после опытов на животных можно будет осторожно и постепенно пробовать передвинуться на большие глубины.*
Ганс Келлер как будто частично разрешил некоторые основные проблемы, пока еще ограничивающие глубоководные погружения,— длительность декомпрессии и наркотическое действие газов. Но он ревниво оберегает свое открытие. Применяет ли этот изобретатель сложные смеси, в состав которых входят такие газы, как неон? Рассчитывает ли он смеси таким образом, чтобы для каждого компонента отношение критической безопасности во время подъема достигалось как можно позднее? Никто этого не знает, но возможно, что Группа экспериментальных подводных исследований в Вашингтоне, специалисты Британского адмиралтейства и французские научно-исследовательские группы тоже недалеки от разрешения этой загадки.**
4. КОМБИНИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ
В сфере проникновения в подводные глубины и освоения морского дна пока еще не существует идеальных методов исследования.
Подводные аппараты позволяют проводить изыскания на очень большой глубине в полной безопасности, но они имеют тот недостаток, что наблюдатели находятся в полной изоляции от водной среды и заключены в своей капсуле, как космонавты в начале завоевания космоса.
Открытые аппараты, водолазные колокола, скафандры и автономные аппараты до некоторой степени освободили человека из
69
этого заточения. При помощи ласт водолаз может передвигаться в новой для него обстановке. Газовые смеси избавили его от страха перед наркозом и сохраняют ему ясность мышления и точность движений на глубине, где малейшая ошибка может стать роковой. Но, к сожалению, даже при современной технике пребывание на большой глубине исчисляется всего несколькими десятками минут. Кроме того, водолазы зависят от надводных установок: постоянно дежурящего над участком погружения надводного судна и декомпрессионной камеры, присутствие которых, впрочем, обеспечивает безопасность весьма условно. Ведь стоит подняться ветру или волнению на море, как все надводные установки становятся не только бесполезными, но и крайне опасными.
С другой стороны, декомпрессия требует огромной затраты времени.
Например, согласно американским таблицам, для 90-минутного пребывания на 40-метровой глубине требуется 152 мин. декомпрессии, производимой между глубинами 12 и 3 м; причем во избежание повторной, еще более длительной декомпрессии запрещается новое погружение в течение 6 час. после выхода из первой. Это.— абсолютный запрет.
Шестичасовое пребывание на любой глубине соответствует почти полному насыщению организма для данного уровня, и всякое добавочное время пребывания там почти не изменяет периода, необходимого для восстановления физиологического состояния, совместимого с атмосферным давлением.
Но почему же нельзя жить в постоянном насыщении? Почему бы не устроить стационарные подводные базы и не устранить зависимость от поверхности?
Мысль эта зародилась еще в эпоху проекта, представленного Р. Дэвисом, но разработана была, по существу, только в 1957 г. в Медицинской исследовательской лаборатории ВМС США, под руководством Джорджа Ф. Бонда. Но прежде чем создать такое сооружение, следовало удостовериться, что человек действительно может долгое время жить в условиях высокого давления без тяжелых физиологических нарушений, наступающих сразу или через некоторое время.
Тогда начали производить эксперименты, сначала на животных, затем на добровольцах, и это позволило, с соблюдением особой осторожности, сделать новые шаги на пути к завоеванию континентального шельфа.
Однако эти ученые были не единственными, кто задался целью доказать возможность постоянного или очень длительного пребывания человека под водой. Эдвин А. Линк в Соединенных Штатах Америки, а во Франции Жак-Ив Кусто и Жан Алина уже готовили свои первые подводные станции, избрав для этого совершенно различные пути.
70
«Преконтинент-I»
Эдвин А. Линк создал капсулу, представляющую одновременно наблюдательную камеру, водолазный колокол и подводную декомпрессионную камеру, которая крепилась ко дну на якоре.
Первые испытания происходили в сентябре 1962 г. во Франции, в бухте Вильфранш-сюр-Мер. Аппарат был опущен на глубину 60 м. В нем находился опытный водолаз, бельгиец Робер П. Стенюи. Дыхательная смесь состояла в основном из гелия плюс 3—4% кислорода. Когда аппарат оказался на дне, водолаз вышел, чтобы произвести кое-какие работы вблизи этого жилища нового типа. Через 26 час. капсула была закрыта, поднята на борт корабля «Си Дайвер», и тогда началась декомпрессия, длившаяся 67 час.
Этот эксперимент, состоявшийся после предварительных опытов с фиктивным погружением, проведенных в лаборатории, подтвердил, что: 1) при длительном пребывании водолаза на средней глубине гелий не оказывает наркотического действия; 2) расчетное время декомпрессии достаточно для полного рассыщения и 3) никаких дыхательных нарушений не возникает.
Почти в то же время, в середине сентября того же года, в Марселе приступили к операции «Преконтинент-I», названной также «Диоген». Ее организаторами и руководителями были Жак-Ив Кусто и Жан Алина. Основной их целью было доказать, что два человека, помещенные в относительно комфортабельные условия, могут прожить в течение недели на глубине 10 м.
Им приходилось дышать сжатым воздухом и ежедневно производить эффективную 6—8-часовую работу на глубине до 25 м.
Такая глубина была взята не случайно. Ведь на глубине 10 м давление равно 2 ат, а при возвращении на поверхность оно падает до 1 ат, что соответствует критическому коэффициенту безопасности Холдейна. В интервале от 10 до 25 м глубины градиент давления составляет 1,5 ат, и тогда коэффициент равен 1,5. Таким образом, в этом опыте строго соблюдались пределы безопасности между уровнями 0—10 и 10—25 м.
«Диоген» представлял собой горизонтальный цилиндр объемом 25 м3. Он был закреплен на дне при помощи тяжелого груза и этим напоминал воздушный шар, удерживаемый на земле с помощью балласта. Водолазы входили и выходили через нижний люк, следовательно, весь аппарат функционировал как водолазный колокол. Компрессоры, установленные на поверхности, снабжали его воздухом, необходимым для обновления атмосферы и для поддержания постоянного давления в 2 ат. Электрические, телефонные и телевизионные кабели, водопроводные и воздухопроводные трубы образовывали причудливое переплетение, свидетельствующее о том, что зависимость от поверхности еще очень велика.
71
14 сентября Альбер Фалько и Клод Узсли вошли в этот воздушный пузырь, и в течение недели исследователи, оставшиеся на поверхности, внимательно следили за деятельностью акванавтов. Тщательный контроль физического состояния давал важную информацию для будущих экспериментов. 21 сентября они возвратились на землю, и, конечно, подъем сопровождался всеми необходимыми предосторожностями. Еще накануне им было запрещено погружаться глубже 10 м, чтобы насыщение организма азотом полностью соответствовало парциальному давлению 1,58 ат. Кроме того, в течение 2 час., предшествовавших подъему, акванавты дышали смесью, богатой кислородом, чтобы этот газ частично вытеснил растворенный в их тканях азот. Затем они постепенно преодолели 10 м и благополучно прибыли на поверхность.
Данные, полученные в ходе этого эксперимента, неоценимы. Они показали, что человек может без вреда для себя прожить несколько дней в условиях повышенного давления и дыхания сжатым воздухом. Таким образом, можно считать доказанным, что погружение в состоянии насыщения представляет единственное решение для непрерывной или продолжительной (иначе говоря — эффективной!) работы на глубинах, где критический коэффициент безопасности не превышает 1,7.
Поставленная перед акванавтами цель была достигнута. Однако громоздкость службы обеспечения эксперимента (наземные компрессоры, большие надводные бригады, ежедневное снабжение акванавтов пищей и баллонами сжатого воздуха), а также шторм (к счастью, он не повлиял на ход эксперимента!) показали, что в ближайшем будущем необходимо разработать автономную аппаратуру.
«Преконтинент-П»
Спустя девять месяцев, почти день в день, на Красном море началась следующая операция — «Преконтинент-Н».
Этот опыт являлся повторением «Преконтинента-I» и в то же время новым этапом проникновения в глубь океана. Исследователи хотели также доказать, что подводную базу можно разместить и вдали от крупного центра с мощным промышленным и коммерческим потенциалом и что комбинированный комплекс, состоящий из двух подводных домов — одного на небольшой глубине, своего рода штаб-квартиры, и второго гораздо глубже,— плюс разведывательная подводная лодка позволит производить одновременно самые различные работы.
Один дом, просторный и комфортабельный, предназначался для 5—8 акванавтов; он был помещен на глубине 10 м, так же как «Диоген», и снабжался сжатым воздухом. Второй, поменьше, рассчитанный на двоих, находился на 16 м ниже первого, то есть 72
примерно, на глубине 26 м. Дыхательные газы в нем использовались по замкнутой схеме. Основу смеси составлял гелий.
Капитан Ж.-И. Кусто провел несколько недель на борту «Калипсо», пока нашел подходящее для этого сооружения место. Шааб-Руми, расположенный в 20 милях к северо-востоку от Порт-Судана, отвечал всем требованиям. Лагуна надежно защищала судно, служившее постоянной надводной базой, а подводная скала, выбранная для размещения домов и ангара для ныряющего блюдца, защищала их от господствующих ветров. Эта скала (за исключением двух маленьких площадок на глубине 10 и 45 м) имела высоту около 600 м, согласно показаниям лота, и длину около 300 м, по измерениям, проведенным с борта ныряющего блюдца. Идеальная топография для предстоящих исследований!
Большой дом, стоявший на опорах и удерживаемый на дне множеством свинцовых грузов-якорей, имел форму морской звезды с четырьмя лучами. В центральном пятиугольном отсеке находилась кают-компания, в которой акванавты проводили свой досуг. Там были установлены всевозможные приборы: телевизоры; телефон; газоанализаторы, контролирующие атмосферу; сигнальные приборы, следящие за давлением. К этому помещению примыкали четыре цилиндра — лучи звезды. В двух находились комнаты, оборудованные, как каюты корабля, в третьей — кухня и маленькая биологическая лаборатория; четвертая представляла собой влажную камеру, полом которой служила вода; уровень ее был постоянным благодаря равновесию давлений. Вход и выход производились через открытый люк. И наконец, на пятой стороне центрального пятиугольника имелось два больших проема, заделанных плексигласом. Через них акванавты могли любоваться сине-зеленым светящимся горизонтом, который неизменно вызывал восторг обитателей подводного дома и его посетителей. Поскольку пребывание в доме было рассчитано на 2—4 недели, особое внимание было уделено комфорту, чтобы по мере возможности ослабить психологическое влияние изоляции.
Малый дом, сооруженный по принципу водолазного колокола, или опрокинутого стакана, представлял собой удлиненную капсулу. В ее нижнем отсеке находилась влажная камера, а верхний предназначался для жилья. Основная разница между домами заключалась в системе снабжения дыхательным газом. Малый дом, установленный на глубине 26,5 м, подвергался давлению около 3,64 кг/см2. Пользоваться воздухом там было невозможно — ведь парциальное давление азота в нем достигло бы 2,76 кг/см2, а кислорода — 0,73. Короткое время это можно было бы выдержать, но при длительном пребывании наверняка возникли бы повреждения легких вследствие увеличения вязкости и плотности воздуха на такой глубине.* Поэтому была создана новая смесь, литр которой имел примерно тот же вес, что литр воздуха на глубине 10 м, а парциальное давление азота было очень близким к существующему при
73
давлении 2 ат при погружении со сжатым воздухом. В подобных условиях можно было создать искусственную атмосферу из равных частей воздуха и гелия, но в открытой системе расход гелия оказался бы слишком большим и она обошлась бы чрезвычайно дорого. Поэтому смесь использовалась по замкнутому циклу, содержание в ней кислорода контролировалось и регулировалось, а углекислый газ удалялся классическим способом — химическим поглощением. Баллоны со сжатым газом, снабжавшие акванавтов дыхательной' смесью и ее компонентами, были расположены вокруг дома и прикреплены к его корпусу.
Установка обоих домов и ангара требовала большого мастерства. В частности, это касалось второго дома, который был буквально «нацеплен» на скалу.
14 июня пять акванавтов погружаются в воду и размещаются в «Морской звезде». На глубине 11 м они, как и в «Диогене», подвергаются давлению в 2 ат, следовательно, могут свободно опускаться до 25 м и возвращаться обратно, но подъем на поверхность требует специальных мер предосторожности. Пройдет неделя, другая, третья, в течение которых они закончат установку Малого дома и произведут различные работы по оборудованию отведенной им подводной площадки. Связь с землей надежно обеспечена: телефон, телевидение и водолазы, которые ежедневно снабжают их пищей.
Жарко. Температура воды около 30° С. Акванавты с трудом переносят влажность в доме — установка для кондиционирования воздуха дает лишь незначительное облегчение. Но все эти трудности сами по себе дают столь ценную информацию, что дни летят незаметно.
К концу третьей недели нижний дом готов к приему жильцов. Там они проживут целую неделю, в течение которой им разрешено погружаться, без ограничения срока, до 50 м. Критический коэффициент безопасности — около 1,7, что соответствует переходу от 6 к 3,5 ат. Акванавты могут опускаться даже еще ниже, но при условии соблюдения составленных специально для них таблиц декомпрессии.
Тем не менее требуется особая осторожность при дыхании сжатым воздухом из баллонов, и необходимо следить за появлением малейших признаков наркоза. Однако, ко всеобщему удивлению, погружения даже ниже 100 м (правда, кратковременные) не вызывают никаких патологических явлений.
13 июля, на 28-й день пребывания акванавтов в Большом доме на глубине 10 м и на 8-й день пребывания на глубине 26 м в Малом доме, они получают приказ прекратить погружения ниже уровня жилья. Приближается конец эксперимента. На глубине 26 м два человека, оставаясь на этом уровне в течение 24 час., доводят насыщение своих тканей до значения, соответствующего давлению 3,5 ат. Прежде чем начать подъем, они дышат воздухом, обогащен-74
ным кислородом, удаляя тем самым из своего организма значительное количество гелия, а затем медленно поднимаются на более высокий уровень, в Большой дом. Там они останутся 24 часа, чтобы произвести почти полную декомпрессию, удалить остатки растворенного гелия и привести насыщение своих тканей в соответствие с парциальным давлением азота, 1,58 кг/см2. На следующий день они вместе с товарищами, находившимися на уровне 10 м, произведут двухчасовое «промывание» кислородом и только после этого вернутся на поверхность.
Поскольку возвращение происходит поэтапно, группа акванавтов поднимается на борт «Калипсо» лишь 16 августа. Все в полном здравии, и только теперь выясняется, что надводная группа так страдала все это время от тропической жары, что испытания, выпавшие на долю акванавтов, ничтожны в сравнении с муками тех, кто самоотверженно обслуживал их, обеспечивая безопасность и успех эксперимента.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И НОВЫЕ ПРОЕКТЫ
Экспедиция «Красное море» убедительно показала, что человек может жить в состоянии насыщения на глубине от 10 до 26 м при условии регулирования состава дыхательной смеси соответственно испытываемым давлениям. Воздух годится лишь до глубины 10 м, а затем следует постепенно заменять азот как растворитель гелием. Парциальное давление кислорода должно быть примерно такое же, как на поверхности, то есть 0,2 кг/см2. Даже незначительный избыток его вызывает психические нарушения, выражающиеся в нервозности и плохом настроении, которые трудно преодолеть.
Производительность труда подводников повысилась благодаря тому, что они получили возможность долго оставаться на заданном уровне и выполнять длительную работу на участках, расположенных ниже уровня жилья. Глубина рассчитывается соответственно критическому коэффициенту безопасности, который в настоящее время, по-видимому, близок к 1,7.
Монтаж подводного ангара для ныряющего блюдца также подтвердил целесообразность создания подобных многоцелевых баз. Однако служба обеспечения эксперимента остается наиболее трудным участком. Она слишком громоздка, требует значительных затрат, и в то же время зависимость акванавтов от нее еще чересчур велика. Таким комплексам нужно обеспечить полную автономность. Кроме того, если думать о заселении континентального шельфа в ближайшем будущем, то достигнутая в эксперименте глубина явно недостаточна.
Изучение возможности пребывания человека в этой необычной среде проводится и другими научно-исследовательскими группами.
75
В конце 1963 г., уже ознаменовавшегося подводными достижениями, частная фирма «Сожетрам», специализирующаяся на подводных работах, провела в бухте Вильфранш-сюр-Мер опыт, аналогичный произведенному Королевским флотом Великобритании. Водолаз Пьер Грав, снабженный «кальяном», опустился на глубину 100 м. Газовые баллоны на поверхности обеспечивали его по мере погружения дыхательной смесью соответственно глубине. Комбинезон водолаза имел электрический обогрев — важное условие продолжительного пребывания в воде, температура которой зимой составляет здесь около 13° С. Достигнув глубины 100 м, он оставался там в течение часа, а затем подвергся медленной четырехчасовой декомпрессии в закрытой подводной камере на глубине 65 м. Блестяще прошедший опыт показал, что смесь была подобрана правильно и не влияла на ясность мышления водолаза. Значит, человек может работать и на глубине 100 м.
В дальнейшем события разворачивались с поразительной быстротой. Уже в декабре того же года пошли слухи о предстоящей новой операции. Американские конструкторы спроектировали подводные капсулы с искусственной атмосферой и, после длительной подготовки, произвели два опыта, в июне и июле 1964 г.*
«ПРЕКОНТИНЕНТ-Ш»
Круг всех этих проблем был точно очерчен, и в течение первых девяти месяцев 1965 г. группы Французского управления подводных исследований и французского Океанографического института, руководимые Ж.-И. Кусто, упорно разрабатывали программу операции «Преконтинент-Ш», намеченной на сентябрь—октябрь того же года. Исследования проводились одновременно в различных физиологических лабораториях. Их возглавляли врачи, биологи, инженеры и специалисты по гидродинамике, электронике и математике. Была приведена в действие колоссальная машина, чтобы создать на глубине 100 м базу для шести человек.
В осуществлении этого проекта можно выделить три этапа: 1) физиологические исследования и эксперименты, 2) испытания дома и 3) проведение самой операции.
Для физиологических исследований в Марселе была выстроена специальная барокамера, в которой можно было без опасности взрыва доводить давление до 50 кг/см2, что соответствует глубине 490 м.
Для начала решили провести две серии опытов на овцах и козах. Животных этих выбрали потому, что у них физиология дыхания схожа с человеческой. Овец поместили в гелиево-кислородную атмосферу. Пропорция газов изменялась в зависимости от увеличения давления. Сначала смесь была богата кислородом, а когда 76
общее давление достигало 21 ат, содержание кислорода уменьшалось до 1,5%.
В системе с замкнутым циклом газ проходит через ряд химических фильтров, очищающих его от углекислого ангидрида и метана. Последний образуется в результате процессов пищеварения и распада пищевых продуктов растительного происхождения. Содержание в атмосфере аммиака также контролировалось. Опыты прошли успешно, хотя некоторые результаты не вполне соответствовали тому, на что рассчитывали исследователи. В частности, показания анализаторов были неточны. Это объяснялось выделением паров из растворителей краски — непредвиденное обстоятельство, которое, однако, потребовало повторных опытов.
Через неделю был поставлен эксперимент с козами. Животных подвергли декомпрессии, длившейся трое суток. Они были совершенно здоровы, анемии не отмечалось, поведение и аппетит были в норме, ни одна физиологическая функция не изменилась.
Медики, ответственные за этот опыт — профессор Шуто и доктор Акуадро,— решили проверить реакции и поведение человека при давлениях, предусмотренных для эксперимента в естественных условиях, то есть при 11 кг/см2. Они находились в барокамере 5 дней и за это время провели тщательное взаимное обследование, отмечая каждую реакцию, каждое изменение психического состояния и физиологических процессов, получили множество электрокардиограмм и электроэнцефалограмм, чего, разумеется, нельзя было сделать на животных.
С целью доказать возможность погружения ниже 100-метрового предела оба добровольца подверглись давлению 13 ат, что соответствует глубине 120 м. Во время возвращения на поверхность у них появились небольшая ломота и боли. Это показало, что точно определить продолжительность периода выделения гелия довольно трудно и поэтому необходимо ее увеличить. Во избежание всяких непредвиденных случаев, которые могли бы замаскировать результаты, решено было отобрать будущих акванавтов не по каким-либо исключительным физическим качествам, а на основании углубленного метода обследования.
Тем временем происходило оборудование дома, начатого постройкой несколько месяцев назад. Весь комплекс должен был удовлетворять нескольким условиям: 1) способность создать внутреннее давление уже на поверхности, 2) погружение и подъем, регулируемые экипажем, 3) полная автономия в течение всего эксперимента — никакой связи с поверхностью за исключением электрических кабелей и телевизионных коммуникаций.
Эта сфера диаметром 5,5 м имела два круглых отверстия — сверху и снизу, закрывавшиеся плотными двойными люками, которые обеспечивали абсолютную герметичность. Дом был установлен на прямоугольном каркасе, несущем две большие балластные
77
цистерны, баки с железной дробью, баллоны со сжатым воздухом и четыре управляемые опоры. Высота опор регулировалась домкратом, в зависимости от топографии дна. Все операции — заполнении балластных цистерн, сброс груза, подключение газа, стабилизация каркаса — производились самими акванавтами.
Внури дома металлический пол изолировал «салон»-лаборато-рию от нижнего отсека, в котором размещались каюта, с шестью койками и влажная камера с жидкой дверью.
Дыхательная смесь применялась по замкнутому циклу и, следовательно, нуждалась в очищении. Для этого в подводном доме испытывалась новая техника под давлением 11 кг/см2. Очистительное устройство — криогенератор с несколькими регулируемыми ступенями, которые позволяют превращать водяной пар в воду, переводить углекислый газ в твердую форму в виде снега, а иногда и удалять азот, сжижающийся при — 196°С. Между этими температурами конденсируются все газы или пары, кроме кислорода и гелия. На случай отказа криогенератора предусмотрены аварийные химпоглотители. Анализ смеси производится миниатюрными спектрографом, хроматографом и полярографом, а полученные результаты проверяются классическими химическими реакциями. Тщательное наблюдение позволяет предупредить любое изменение состава смеси и обнаружить дефекты приборов, впервые работающих в новых для них условиях.
Во избежание загрязнения атмосферы в подводном доме совершенно исключается приготовление пищи. Разрешено только разогревать уже приготовленные и замороженные блюда, сохраняющиеся в холодильнике. Меню дополняется консервами, не требующими подогревания. Резервуар с пресной водой находится снаружи.
Во влажной камере, то есть в нижнем отсеке, размещено несколько вентилей, регулирующих поступление газа, а также маленький компрессор — всасывающий насос. Во время выхода водолазов из дома этот прибор снабжает их дыхательной смесью и отсасывает ее. При этом можно было бы использовать автономную закрытую систему погружения, но, к сожалению, иногда химический патрон не обеспечивает полной очистки атмосферы, и не исключена опасность накопления углекислого газа. На малой глубине оно довольно хорошо переносится и главное, быстро обнаруживается по головной боли, но на глубине 100 м избыток углекислого газа приводит к мгновенной смерти.* Поэтому идеально проверенная дыхательная смесь для подводного дома поступает к водолазу через компрессор и в момент выдоха удаляется всасывающим насосом. Весь этот комплекс функционирует отчасти по принципу „кальяна”, так что водолаз всегда связан с капсулой двойной трубкой, своего рода пуповиной.
Условия безопасности были изучены самым тщательным образом. Предусматривались всевозможные ситуации, вплоть до
78
всеобщей эвакуации экипажа. Например, если возникнет пожар (а даже незначительный пожар чреват осложнениями из-за дыма), акванавты выйдут из дома, задержав дыхание, и укроются в специально предназначенной для такого случая камере в наружном обтекаемом корпусе. Это — своего рода водолазный колокол, деликатно названный «комната для размышлений». Там и в самом деле можно не только переждать, пока атмосфера в доме очистится, но и подумать о том, что предпринять дальше. Если пожар серьезный и, по зрелом размышлении, будет решено оставить дом, акванавты перейдут в две погруженные декомпрессионные камеры, готовые к приему шести 'акванавтов. В каждой камере — медикаменты и продукты, рассчитанные на три дня. За это время можно пройти надлежащую декомпрессию и подняться на поверхность. Камеры можно использовать и для эвакуации заболевшего или раненого. В таком случае врач входит с ним в камеру и там же, во время подъема на поверхность, начинает лечение. Через специальный шлюз можно перейти в установленную на поверхности большую рекомпрессионную камеру.
И наконец, при выходе из дома каждый акванавт получает запасной баллон на случай аварии компрессора. Таким образом, до возвращения в дом им обеспечивается автономность.
Второй этап состоял в разработке методики, опробовавшейся в течение более месяца в порту Монако и проверенной пятидневными испытаниями на 25-метровой глубине, в которых принимали участие трое из будущих акванавтов и три инженера, желавших убедиться в жизнеспособности своего детища. В последний момент были выявлены некоторые дефекты оборудования, и прошла не одна бессонная ночь, прежде чем их удалось устранить.
А тем временем шли последние работы по отладке наземных систем — центра дистанционного управления и промежуточной передающей установки. Хотя они тоже были достаточно громоздкими, однако не шли ни в какое сравнение с теми, что обслуживали «Преконтинент-1» и «Преконтинент-П».
Первая станция помещалась на мысе Ферра, на платформе маяка. На маленьком командном посту находились телевизоры, микрофоны, радиотелефон и самописцы. От них отходили кабели — единственное средство связи подводного дома с поверхностью. Дальше все инструкции и информация будут передаваться только по радио как из подводного дома, так и со второй станции, которая находится в Монакском океанографическом музее на расстоянии 16 км от первой. В главном зале размещен вычислительный комплекс, включая электронную вычислительную машину «1620». Программа эксперимента предусматривает обработку данных медицинского контроля за акванавтами и наблюдений за условиями их жизни под водой.
79
Эксперимент начался 17 сентября. «Преконтинент-Ш» находится на поверхности, под укрытием в порту. Верхний люк сферы закрыт, нижний — открыт. Производится первое промывание сферы кислородом для полного удаления воздуха, а значит и азота. Затем второе — смесью гелия с кислородом. Несколько секунд акванавты дышат кислородом, потом один за другим путем свободного погружения опускаются в свое новое жилище: Андре Лабан — начальник группы, инженер-химик; Филипп Кусто — кинематографист; Жак Ролле — физик; Кристиан Бонничи, Рэмон Колл и Ив Омер — специалисты-подводники. Эти люди прошли детальное медицинское обследование. Все они опытные водолазы, но, помимо этого, каждый из них имеет какую-либо техническую специальность, необходимую для предстоящей сложной операции.
Как только все члены группы заняли свои рабочие места, началась последняя проверка оборудования. Отмечается каждый пункт, значащийся в контрольном списке, а когда все закончено — на сле-дущий день,— нижний люк закрывается и начинается нагнетание давления. Постепенно в дом вводится гелий. Ролле контролирует концентрацию газа, капитан Жан Алина с борта «Калипсо» отдает последние инструкции. Наконец, давление достигает 11 кг/см2, и тогда пропорции газов стабилизируются: примерно 98% гелия и 2% кислорода. Однако за время буксировки погода испортилась, и погружение приходится отложить. Выжидание на поверхности продолжается 3 дня. Ясно, что о декомпрессии не было и речи.
Только 22 сентября подводный дом очутился над предназначенным для него местом. Оно находилось на глубине 100 м и представляло собой узкую горизонтальную площадку подводной скалы, которая была неоднократно обследована с наряющего блюдца. G одного края скала уходила в сторону открытого моря, сначала полого (до глубины 130 м), а затем более круто (до 300 м). На другом краю находилось несколько скалистых выступов, нарушавших однообразие илистого покрова.
Сфера крепилась к якорному тросу, который удерживал ее над местом «приземления». Надводные группы подключают кабели при помощи герметизированных разъемных контактов. Когда все приготовления закончены, акванавтам отдается приказ заполнить балластные цистерны. Это — тонкая операция, требующая массы предосторожностей. И вот купол в желтую и черную клетку медленно погружается. За спуском взволнованно следят наблюдатели из ныряющего блюдца и с удовлетворением отмечают момент «приземления» аппарата. Оно происходит очень мягко. Акванавты подгоняют опоры к неровностям дна. Подводная база на месте. Великое приключение началось.
Манометры в капсуле показывают, что внутреннее давление равно гидростатическому и нижний люк можно открывать. Вода
80
черная — солнечный свет почти не проникает на эту глубину. Не-) смотря на отопление во влажной камере холодно.
Подводники надевают специальные костюмы: жилет из неопрена с включением мельчайших стеклянных шариков, то есть несжимаемый; он обеспечивает относительную изотермию. Аварийные баллоны на спине, редуктор на груди, дыхательные шланги сзади. Акванавты друг за другом проскальзывают через жидкую дверь и с фонарями обследуют сферу и ее окрестности.
В продолжение всего пребывания в подводном доме ежедневно производились погружения до глубины 130 м группами по 2—3 человека. Работы хватало: фотографирование и киносъемка, взятие проб для различных океанографических лабораторий, а главное сборка и разборка головки нефтяной скважины «Рождественская елка» — операция, произведенная с поразительным мастерством и точностью.
Группа безопасности проверяет работу приборов в доме и, находясь в постоянном контакте с поверхностью, передает наверх все данные по мере их накопления. В основном применяются: электронная вычислительная машина, снабженная буквопечатающим устройством; с ее помощью можно задавать вопросы, получать ответы и отправлять информацию; физиологические электроды и зонды, а также газоанализатор, подключенный к коммутатору Бекмана, который непосредственно передает измеренные величины.
Затем все данные передаются по радиотелефону Броун — Бове-ри в вычислительный центр Океанографического музея, где медики и инженеры переводят их на перфокарты, закладывают в машину \ и получают ответы, напечатанные на общедоступном языке. Что вам угодно? Какую-либо специальную информацию? Итоговые данные за последние три дня? Эволюцию психического состояния акванавтов? — Пожалуйста! За несколько минут электронный мозг выдаст вам совершенно точные данные, к тому же идеально систематизированные.
Быстро летят дни. Акванавты полностью акклиматизировались, и работы у них все прибавляется. Они сохраняют полную ясность мышления, что подтверждается психологическими тестами. И все же приходится заканчивать эксперимент — 12 числа получен приказ завтра подняться. Для этого уже все готово. Последняя проверка, и 13 октября экипаж герметически закрывает дом, затем сбра-ч сывается металлический груз. Наблюдатели с борта ныряющего блюдца докладывают о ходе операции «Главному штабу». Чтобы произвести отрыв от дна, в балластные цистерны подают воздух. Легкий толчок... Опоры медленно поднимаются... Сфера величественно всплывает и постепенно ускоряет свой подъем к солнцу. Спустя несколько минут восхищенные зрители видят, как на голубой поверхности моря появляется сначала облако крошечных воздуш-
6 р. вэсьер
81
пых пузырьков, а затем сама сфера словно вспарывает воду, секунду покачивается на воде то вверх, то вниз и наконец замирает.
Ее тотчас же берут на буксир и доставляют в порт, в укрытие, где акванавтам предстоит долгая, трехдневная декомпрессия. Давление постепенно снижается, смесь обогащается кислородом, потом заменяется воздухом, поступающим из наружного компрессора. 17 октября в 22 часа 50 мин. внутреннее давление достигает 1 ат. Верхний двойной люк откидывается, и акванавты бодро выходят на свет божий.
Прошло 26 дней с начала эксперимента, из них 21 день в ежедневном контакте с морским дном, на глубине 100 м. Подводники обследовали его, освоили и произвели там операции, которые в ближайшем будущем будут доступны сотням и тысячам подводных рабочих.
ВЫВОДЫ, ЦЕЛИ И ОБОСНОВАНИЯ
Проведенный эксперимент имеет чрезвычайно важное значение для будущего. Он показал, что:
— При проектировании французской капсулы одной из главных задач было сделать ее автономной, чтобы повысить безопасность и маневренность; дефекты приборов, работавших впервые в совершенно необычных условиях, послужили ценной информацией, показавшей, какие требуются усовершенствования.
— Глубина, предусмотренная для «Преконтинента-Ш», была рассчитана на его автономность и недоступна для аквалангистов (10-минутное пребывание на уровне 100 метров возможно лишь при условии дыхания смесью с гелием и 105-минутной декомпрессии) .
— На различных глубинах требуются различные составы дыхательной смеси.
— Парциальное давление для «Преконтинента-Ш» (0,22 кг/см2) было весьма близким к тому, что имеется на поверхности, а вес литра смеси (2,23 г) меньше веса того же объема воздуха под давлением 2 кг/см2.
— Хотя акванавты чувствовали себя превосходно, все же следует дождаться окончательной обработки результатов медицинского обследования, проанализировать их и произвести сравнительное исследование, с тем чтобы установить, какое влияние оказывают на физиологию подводников незначительные колебания парциального давления, а также веса и даже вязкости газов.
— Героический французский эксперимент является новым шагом на пути к покорению континентального шельфа. Он доказал, что человек может выдержать очень большие давления (предел которых еще не достигнут!), сохраняя при этом все свои физические и психические качества, позволяющие ему выполнять продолжительные и притом очень тонкие подводные работы.
82
5. ПОДВОДНЫЕ СПАСАТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Изучение техники проникновения в глубь морей и океанов и возможностей пребывания на глубине показывает, что вода — враждебная человеку стихия — мало-помалу покоряется ему.
Тем не менее любая авария, которая на поверхности не имеет особого значения, скажем, небольшой пожар, сопровождающийся выделением почти безвредных дымов, или же порча компрессора, становится тем опаснее, чем больше глубина, и нередко оканчивается катастрофой. Потому-то всякий раз, когда делается новый шаг в исследовании глубин, особое внимание уделяется вопросам безопасности. Все время разрабатываются методы спасения на тот случай, если подводники, заключенные в свои стальные капсулы, превратятся в пленников бескрайной жидкой массы,— чтобы их можно было поднять на поверхность в оптимальных условиях и в кратчайшие сроки.
МАЛЫЕ ГЛУБИНЫ
В начале XX в., после появления скафандров с закрытой системой, предназначенных для работ в туннелях и шахтах, капитан G. С. Холл и врач Британского Королевского флота G. Рис (1907), а затем Р. X. Дэвис (1911) сконструировали первые индивидуальные дыхательные аппараты для спасения экипажа подводных лодок. Позднее и французский морской флот принял сложную систему, предложенную майором Ле Приёром.
По существу, эти аппараты являются просто резервуарами дыхательного газа в виде резиновых мешков и функционируют как дополнение к легким, позволяющее оставаться в условиях равновесия давлений. Газ циркулирует по закрытой системе, углекислый газ задерживается в очистительном патроне. Дыхательным газом могут служить кислород (что бывает чрезвычайно редко ввиду его токсичности при повышенном давлении), воздух и специальные смеси: кислород + азот, кислород+азот + гелий и кислород+гелий, в зависимости от глубины.
Когда происходит авария с подлодкой и она не может всплыть на поверхность, весь уцелевший экипаж собирается в спасательном отсеке, где имеется выходной шлюз, и надевает индивидуальные дыхательные аппараты. Затем открывают вентили, вода входит в отсек до тех пор, пока давление воздушного пузыря не уравняется с гидростатическим давлением. А когда установится равновесие, люк открывается. Подводники, приладив свои загубники, проскальзывают в выходное отверстие и поднимаются на поверхность.
Существует несколько вариантов этой системы, но все они основаны на одном и том же принципе — уравновешивание давлений для того, чтобы можно было открыть лодку.
83
В 1950 г. экипаж подводной лодки «Тракьюлент» Британского J Королевского флота (40—50 человек) спасся только благодаря спа-сательному отсеку и индивидуальным дыхательным приборам i
Дэвиса. К несчастью, когда они всплыли на поверхность, там буше- ।
вал такой страшный шторм, что вышедшие на помощь корабли i смогли подобрать всего десять человек. *
Следует упомянуть и еще об одном, более раннем случае. 9 июня ' 1931 г. в Китайском море, вблизи Гонконга, британская подлодка I «Посейдон» получила пробоину. Она опустилась на дно, на глубину ! около 38 м. Восемь человек оказались замурованными в торпедном отсеке. Для того чтобы уравновесить давление, экипаж преднамеренно затопил отсек, однако никто не смог выбраться на поверхность. По-видимому, этот трагический случай произошел из-за возникшей среди экипажа паники.
Если подводная лодка находится в горизонтальном положении, * можно иногда использовать спасательные колокола. Наглядная демонстрация эффективности этого метода — авария американской | подлодки «Сквалус» в 1939 г.
Колокол Макканна состоит из двух отсеков, верхнего и ниж-него, разделенных герметическим люком. В верхнем отсеке находятся различные рычаги управления. Нижний (снабженный балластной цистерной) устанавливается точно над аварийным выходом из подлодки. Сжатый воздух поступает с поверхности через раздельные трубопроводы, открывающиеся в оба отсека колокола.
Колокол опущен. Верхний отсек заполнен воздухом, и находящиеся в нем 1—2 человека контролируют приборы, в частности те, которые показывают подачу воздуха и давление. Люк, соединяющий верхний отсек с нижним, заполненным водой, закрыт. Водолазы наблюдают за погружением колокола и следят за тем, чтобы он был установлен точно над аварийным выходом. На это может потребоваться несколько десятков минут и даже часов. Как только колокол установлен, заполняющая нижний его отсек вода вытесняется сжатым воздухом. Затем производится уравновешивание давлений внутри подлодки, переходного шлюза и верхнего отсека. Теперь можно открыть люк. Несколько членов экипажа переходят в верхний отсек, снова закрывают люк, нижний отсек затопляется, жидкий балласт сбрасывается, и колокол поднимается на поверхность. Операция повторяется столько раз, сколько требуется.
СРЕДНИЕ И БОЛЬШИЕ ГЛУБИНЫ
Ясно, что с увеличением глубины трудность эвакуации экипажа подлодок с помощью индивидуальных приборов усиливается, ибо тут возникают препятствия физиологического характера. Ведь
84
к
внутри подводной лодки люди находятся в условиях давления, равного атмосферному.
В спасательном отсеке достигается равновесие давлений, и тогда экипаж подвергается давлению, соответствующему той глубине, на которую опустилась подлодка. Иначе говоря, он оказывается в тех же условиях, что и находящийся на той же глубине водолаз в автономном скафандре. Значит, ему грозят такие же физиологические нарушения и поражения.
Слишком долгое пребывание на глубинах порядка 60 м, то есть под давлением 7 кг/см2, быстро приводит к насыщению организма инертным газом, и после возвращения на поверхность подводники испытывают более или менее неприятные ощущения. Под большим давлением у некоторых возникают явления наркоза, а под давлением около 10 кг/см2 это состояние отмечается у всех без исключения.
Наркоза легко избежать, если применять дыхательные смеси: кислород+азот+гелий или кислород+гелий, при условии, что у подводников имеется достаточный запас газа для уравновешивания давлений.
Декомпрессионные аварии также нетрудно предотвратить — достаточно свериться с декомпрессионными таблицами при дыхании воздухом, из которых явствует, что после 5-минутного пребывания на глубине 85 м необходимо делать остановки по 3 и 4 мин. через каждые 6 и 3 м соответственно; общая же продолжительность подъема должна быть не менее 12 мин. Однако если соблюдать эти сроки, то потребуются такие запасы газа, которые не согласуются с объемом и весом подводных лодок.
В настоящее время ведутся опыты, цель которых — доказать, что возможна и очень резкая декомпрессия, производимая в течение 1—5 сек. с последующим моментальным подъемом подводника на спасательное судно. Человек, подлежащий эвакуации, помещается в гладкостенную трубу; на голову ему надевают маленький шлем, заключающий весь его резерв воздуха. Как только труба закрывается, в нее быстро нагнетают воздух, чтобы создать равновесие давлений. Конечно, такое мгновенное повышение давления вызывает прободение барабанной перепонки и часто сопровождается потерей сознания из-за возникающей при этом острой боли. Однако барабанная перепонка заживает в течение нескольких недель. А что касается обморока, то, как ни странно, он представляет собой благоприятное явление, ибо предупреждает некоторые опасности, в частности спазм голосовой щели, приводящий к непроходимости дыхательных путей, что, в свою очередь, вызывает смертельное повышение давления в легких в период подъема.
Когда давления уравновесились, верхняя часть трубы автоматически открывается и человек очень быстро всплывает на поверхность. Там включается автоматическая система буев, которая удер
85
живает его голову на воде, что позволяет ему дышать воздухом. Затем его подбирают спасательные суда — без сознания, но живого.
Конечно, подобный метод можно применять только в тех случаях, когда подводная лодка потерпела аварию на малых и средних глубинах. Нижний их предел установить трудно, и все же с достаточным основанием можно считать им глубину 150 м. Ниже этого уровня необходимо пользоваться глубоководными спасательными камерами.
Такие камеры, опущенные на тросе с надводного корабля, можно установить над подводной лодкой, когда та находится на глубинах, доступных для водолазов, которые дышат дыхательной смесью, то есть на уровне от 150 до 200 м. Опыты, произведенные военно-морскими флотами разных стран, в частности Великобритании, оказались весьма успешными. Однако это были только опыты — «затонувшая» лодка находилась в точно известном месте, а состояние поверхности моря благоприятствовало проведению операции. Совсем иначе обстоит дело в боевых условиях, когда точные координаты подлодки неизвестны, аварийный буй не работает, а на море если и не шторм, то сильное волнецие.
Так, лишь через несколько дней после катастрофы с американской подводной лодкой «Трешер» удалось определить ее местонахождение, а затем прошло еще несколько недель (с июня по август 1964 г.), пока с борта батискафа «Триест» были обнаружены (и сфотографированы) остатки лодки, лежавшие на глубине более 2000 м.
Чтобы избежать подобных задержек (к несчастью, в случае с «Трешером» они уже не имели никакого значения!) и обеспечить быстроту спасательных действий в любом месте, даже под полярными льдами, и при любом состоянии моря, специалисты военно-морских сил США спроектировали, а возможно, уже и приступили к постройке нескольких подводных аппаратов, предназначенных для поиска затонувших подлодок и оказания помощи их экипажам.
Форма этих аппаратов может быть самой различной, так же как и принципы их движителей и элементы внутреннего оборудования, но у всех имеются общие черты. Они могут погружаться и оперировать на глубинах, находящихся за пределами прочности корпусов военных подлодок. Радиус их действия и скорость позволяют быстро обследовать квадрат, в котором произошла катастрофа. Они удобны для маневрирования, при условии управления опытным водителем, и их можно в наикратчайший срок подвести точно к аварийному выходу из подлодки. И наконец, в них находятся две прочные сферы с переходным шлюзом для приема экипажа подводной лодки.
Это своего рода подводные спасательные камеры, помещенные в миниатюрную подлодку.
МОРЕ
И ЖИЗНЬ
...Во время путешествия Мы повстречали море С ракушками его, Со всеми островами...
Ж. Превер «Когда из школы вышли мы»1
МОРСКАЯ стихия
При виде необъятного простора синего океана нам вспоминаются приукрашенные богатым воображением поэтов легенды, передающиеся из уст в уста и услышанные нами в длинные, бессонные ночи. В океане зародилась жизнь — все живое, но не сама Земля; у нее совсем иное происхождение.
Одна из планет солнечной системы, Земля возникла пять миллиардов лет тому назад либо из твердых частиц, выброшенных Солнцем, либо из какой-то газовой смеси, как утверждают две различные теории. Вначале она представляла собой вращающийся расплавленный шар, и потребовалось почти десять тысяч лет, чтобы он постепенно охладился до такого состояния, когда вода, несколько раз испарившись и вновь сконденсировавшись, смогла наконец заструиться по новорожденной коре, растворить минеральные соли, увлечь с собой обломки, скопиться в огромных впадинах, которые впоследствии превратились в океаны.
Моря и океаны не всегда были такими, как в наше время. По теории Вегенера, когда-то существовал единый материк, который со временем разделился на континенты; между ними пролегли океаны — Атлантический, Индийский, Тихий.
Во время всех этих катаклизмов водный цикл продолжался: испарение с поверхности, образование облаков, осадки, сток. Реки и потоки гнали в море обломки земных пород. Появилась жизнь, и началась смена поколений — сначала растений, затем животных, которые оставляли все более явственные следы своего существования в виде осадочных слоев. Обломки раковин и скелетов, кремниевые илы и глины устилали дно океана и, накапливаясь, мало-помалу замаскировали его первоначальный рельеф.
В наше время 70% поверхности Земли покрыто морскими водами. Если бы вдруг они исчезли, мы увидели бы глубокие долины, громадные цепи вулканов, одним словом, совершенно необычный рельеф, который нам даже трудно себе вообразить.
1 Перевод стихотворений здесь и далее принадлежит М. Кудинову. (Прим, перев.)
88
Берега отделившихся материков, за исключением, например, средиземноморских свалов или сброса Красного моря, не уходят под воду в виде обрывистых скал. Они продолжаются под водой до глубины в среднем 200 м. Такой континентальный шельф может тянуться очень далеко в открытое море, иногда на сотни километров, пока не сменится континентальным склоном, круто обрывающимся в глубину.
Свойства морской воды, обусловленные приливо-отливными явлениями, географическим положением и специфическими атмосферными условиями, определяют характер флоры и фауны поверхностных слоев, куда проникает более или менее яркий солнечный свет. Воды тропических и субтропических районов интенсивно испаряются и вследствие этого происходит усиленная концентрация минеральных солей. Кроме того, особый режим ветров вблизи побережья и рельеф береговой полосы являются важными определяющими факторами.
Можно предполагать, что на глубине нескольких сотен или тысяч метров различия будут менее выражены. Отчасти это верно. Но так называемые батиальные, или абиссальные, зоны тоже подвержены влиянию течений, которые создают особые условия на больших площадях.
Во всем этом комплексе, независимо от местоположения и глубины, существует жизнь. Напряженная жизнь, богатая или скудная, примитивная или сложная, которая не только подвергается влиянию жидкой среды, но и сама воздействует на нее. Морская вода благодаря ей перестает быть просто химическим веществом, характеризующимся соленостью, температурой и т. д. Нет, с появлением в ней живых существ она превратилась в новую загадку, великую тайну природы, с бесконечным числом разнообразных и порой бесконечно малых форм, чья борьба за жизнь вызывает восхищение Человека.
Счастлив тот, кто, пытаясь проникнуть в тайну Океана, смог хотя бы коснуться ее!
...А на подводной лодке три мушкетера плыли, в шесть рук они работали и рычаги крутили, чтоб лодка их достигла дна и там, среди камней, смогли бы мушкетеры ловить морских ежей.
Ж. Превер «Когда из школы, вышли мы»
жизнь
Человек, обитающий на поверхности Земли, имеет лишь неполное и совершенно превратное представление о подводной жизни. Нагруженная до отказа драга, набитая траловая сеть и полный невод могут казаться красивыми, изумительно расцвеченными, произвести незабываемое впечатление. Но ведь их содержимое — маленькие, серебристые, еще трепещущие существа, вываленные на палубу или на берег, превращаются просто в случайный набор видов, потускневших на воздухе. В них уже нет души, это всего лишь натюрморт. Даже при самом богатом воображении мы не сможем представить себе их грациозные позы и плавные движения на фоне необычайного, дикого, то величественного, то идиллического пейзажа. Человек, который стремится найти, познать раскрывающийся перед ним новый мир и проникнуть в него, должен сначала приподнять темную, синюю или зеленую завесу, изменяющуюся каждый день и каждый час. Ему нужно сбросить земные путы, преодолеть страх перед окружающей его жидкой стихией, освоиться с нею. Он должен слиться с ней, и тогда он ощутит дотоле неведомую свободу и, как отпущенный на волю раб, станет дивиться на рас-- стилающиеся перед его взорами несметные сокровища. G первых же сантиметров погружения он видит бурлящую жизнь. Его охватывает какое-то неописуемое, волнующее чувство — ощущение благостного одиночества, способствующего размышлениям. Человека словно обволакивает приветливая, мягкая, милостивая тишина. Вновь обретенная свобода предоставляет его всецело самому себе.
Плеск воды прекратился, остались лишь ритмичные звуки лопающихся пузырей, показывающие скорость погружения. Бледнозолотистые солнечные лучи играют на зеленой поляне, где листья плавно колышутся вместе с зыбью или прибоем, либо искрятся среди блесток, устланных песком или галечником выемок. Лучи пытаются пробиться сквозь жуткий, холодный мрак пещеры, скрытой под скалой, которая вся покрыта зелеными и коричневыми водорослями, или же робко касаются желтых, белых или пламенно-крас
90
ных пятен — морских губок. Глаза человека, привыкшие к. земному освещению, еще ничего этого не видят, хотя на равнине, на вершине утеса, на склоне подводной скалы копошатся обитатели шельфа. Пестро окрашенные, они гоняются друг за другом, скачут, рассыпаются во все стороны, исчезают, сменяют друг друга... Это целый мирок, прячущийся в водорослях, которые укрывают любовные утехи, защищают гнезда и сохраняют жизнь потомству. Но хоровод ярких красок постепенно теряет свое блистание и легкомысленную радость по мере углубления в синеву, а она становится все темнее.
На глубине 40 м поляна исчезает. Скалы, скрытые до тех пор растительным покровом, кажутся гигантскими черными массами — еще более черными, чем фон, на котором они вырисовываются. Солнечные лучи словно растворились, оставив лишь рассеянный, холодный, зеленоватый свет. Бурлящая жизнь уже замерла, и повсюду на равнине, покрытой гравием и усеянной каменными пиками, глыбами, скалами и пучками странных растений, царит бесконечный покой. Медленно, неотвратимо нарастает глубина. Поднимаются легкие облачка мельчайшей пыли. Уже почти стометровая глубина. Это последний рубеж живых существ, которым необходим свет, крайний предел обитания зеленых водорослей. Дальше начинается царство губок.
Они — повсюду, они покрывают сплошной корой все свободные участки скал; они проступают сквозь ил в виде пальчатых, изогнутых канделябров или шаров со странными перьями. Они возвещают близость обрыва. Шельф кончается. Край его, отмеченный резкой, более темной линией, порождает какое-то удивительное чувство — смесь радости, тревоги и любопытства. G поверхности уже позабытого нами мира доходит лишь сумеречный свет. Мало-помалу в окружающей жидкости наступает ночь — всеобъемлющая и все же прозрачная. Вот несколько чудовищных обломков горной породы, едва удерживающихся в равновесии,— это начало головокружительного спуска. Это врата в царство фантастики, и они открывают нам путь во владения ночи.
Здесь какие-то таинственные отблески, блуждающие огни, крохотные кометы — последние проявления кокетства еще более таинственных животных.
Иногда в луче прожектора появляются величественные странники, опустившиеся чуть ли не до самого дна в поисках добычи. Ослепленные резким светом, потревоженные обитатели глубин спешат снова вернуться*во тьму. Они проносятся, словно ракеты, и мы едва успеваем заметить круглый глаз и плавник. Это рыбы, возвратившиеся с юга или приплывшие с севера, чтобы погреться в теплых водах. Игривые или вялые, болтливые или молчаливые китообразные приветствуют пришедьцев галантным пируэтом. Порой их привлекает радужное облачко планктона, состоящего из микроско-
91
пических животных или водорослей, увлекаемых течением. Это — неисчерпаемая манна для бесчисленных прожорливых ртов, которые либо преследуют ее, либо дожидаются где-нибудь в засаде.
6. ОБИТАТЕЛИ ШЕЛЬФА
Континентальный шельф — бесконечная мозаика. Его морфология, окраска и характер каждого составляющего элемента на протяжении еще нескольких метров являются отражением берегового рельефа. Вскоре обломки береговых пород, прибрежных и подводных скал, песок, галечник и ил, принесенные реками, ручьями и дождями, накапливаются и смешиваются с мельчайшими остатками погибших животных. Мимо проходят течения, медленные или стремительные, теплые или холодные; они накладывают свой отпечаток на прекрасный рыхлый грунт. Иногда они подчеркивают, но чаще сглаживают углы и выступы дна и компонуют новые пейзажи.
На глубине первой сотни метров жизнь тесно связана со светом, который, вместе с характером грунта, соленостью, прозрачностью, температурой воды и их динамикой, создает определенный комплекс. Сначала простые или сложные растительные, а затем и животные формы подчиняются физическим факторам, являясь до некоторой степени их физиологическим следствием; таким образом, все эти формы невозможно отделить от их среды, ибо они составляют с нею единое целое, которое имеет свои особые свойства и является одним из элементов общей мозаики.
На огромной наклонной палитре преобладает зеленый цвет. Густая растительность окрашивает все вокруг, распространяется повсюду, все заполняет, захватывает малейшие освещенные участки. Это край длинных и узких или же курчавых водорослей, сквозь которые прорывается отдельная скала; она сопротивляется им, не позволяет овладеть собой, противопоставляя захватчикам затемненные участки.
ЗЕЛЕНОЕ ЦАРСТВО
Подводный путешественник, разгуливающий в полную воду над хаотическим скалистым дном Бретани или Корнуэлла*, дивится темным тонам коричневых фукусов и огромных ламинарий, а также желтым шнурам гиманталии. В один прекрасный солнечный день он увидит в прозрачной воде над полями водорослей какой-то неясный, зеленый отсвет. В защищенных бухточках он найдет лужайки 92
зостеры, высокоорганизованных цветковых растений, которые следует отличать от водорослей.
Но только в Средиземном море путешественник поймет, что подводный мир — действительно зеленое царство. На обширных пространствах, на песчаных прогалинах, в неровностях скалы, куда они запустили свои корни и стебли, вскоре появляются пучки посидо-нии,* их можно видеть у берега, на глубине 1—2 м, в защищенных зонах или на 4—5 м и даже еще глубже у берегов, подвергающихся действию прибоя. Обычно они не встречаются глубже 35 м, однако в особенно прозрачных водах, как, например около Корсики, травы могут опускаться до 55 и даже 60 м. Причем по мере приближения к этим глубинам, а значит, и по мере уменьшения освещенности, листья постепенно желтеют, укорачиваются и наконец совсем исчезают.
Посидония растет только на песчаном грунте, смешанном с элементами почвы, остатками органических или минеральных веществ и илом. Тонкие корни фиксируют их „подземные” волокнистые корневища, которые иногда выходят на поверхность и выпускают пучки лент — листья, придающие участкам, покрытым этими растениями, сходство с густой, курчавой шевелюрой.
Красота зарослей трав зависит и от характера грунта, и от времени года. Осенью, в убывающем свете, пейзаж выглядит уныло. Листья опадают, желтеют, и их волокнистые останки усеивают дно. Увлекаемые током воды, они перекатываются взад и вперед, трутся о песок и, наконец, их либо относит к берегу, либо они теряются в открытом море.
А тем временем на стеблях уже появились новые ростки, маленькие и робкие, но способные противостоять натиску бурь. К концу зимы вся эта шевелюра набирает силу, отрастает, утолщается, укрепляется и снова превращается в великолепный ковер, который колеблется от малейшего движения, от легкой ласки зыби, и оживает под дыханием вернувшегося света.
Случается, что в последние дни лета, при последней его вспышке перед наступлением осени и увядания, посидония снова расцветает, «колосья» ее созревают и «семена» осыпаются. Такие растения, имеющие подземные стебли с корнями, листья и цветы, нельзя путать с водорослями, которым не свойственно столь сложное анатомическое строение. Это было бы то же самое, что в зоологии не отличить, например, позвоночных от беспозвоночных. Следовательно, посидонии — не водоросли, а высшие растения, явнобрачные, приспособившиеся к жизни в воде.
Водолазы, а главным образом подводные охотники, отыскивая среди скал гигантских морских окуней (меру)** или нежных горбылей, не проявляют никакого интереса к этому колышущемуся холмистому и однотонному ковру. Они пренебрегают им и почти никогда не обследуют его. Однако в нем скрывается очень богатая
93
флора и фауна. В этом переплетении из длинных волнообразных структур, созданных бесчисленными корневищами и покрытых осадочными породами, обитают рыбы, они строят там- свои гнезда, мечут икру и растят потомство, а известковые водоросли сооружают во тьме каменные здания с тысячью закоулков. Сонмы беспозвоночных, живущих в одиночку или колониями, находят в этом ковре . убежище и темноту, необходимые для их существования. Сложный, кипучий, снующий — и в то же время скромный мир; тонкие кружевные венчики — и миниатюрные чудовища, которые может обнаружить только терпеливое и пристальное наблюдение.
Морские ежи и их ближайшие родственники
Между корневищами, укрывшись под темно-зелеными листьями или среди остатков зеленых или коричневых водорослей, живут морские ежи.* Их защитная система, хотя она и пассивна, причиняет резкую боль неосторожной руке. Это настоящий клубок живых игл, с торчащими во все стороны остриями.
Черные, зеленоватые, желтые, коричневые — в полумраке все они кажутся очень темными и одинаковыми. Однако с первых же метров ясно, что в Средиземном море в основном сосуществуют два вида морских ежей. Одни, совершенно черные, имеют форму уплощенного купола, покрытого, довольно длинными, заостренными иглами. Этот несъедобный морской еж, арбация, встречается в морских травах реже, чем еж парацентротус (Paracentrotus lividus). Последний, так называемый морской каштан, съедобен, отличается более округлой формой, более короткими иглами, и окраска его варьирует у разных особей от коричнево-зелёной, зеленовато-коричневой до палевой или лиловой. Арбация и парацентротус исчезают на глубине 10 м, где их заменяют сферэхинусы сиреневого, синего и бежевого цвета, не столь многочисленные и еще более округлой формы; у них крепкие короткие иглы с белыми пушистыми концами. ’ У этих животных очень характерный вид и их легко распознать. Рыбаки часто ошибочно считают их самками и называют ежихами.
Ловля морских ежей не представляет трудностей. Они любят селиться на рыхлом грунте, обычно на галечнике, покрывающем дно выемок в зарослях трав.
И те, и другие передвигаются медленно, причем рот их обращен ко дну. В поисках пищи морские ежи выходят из защищающей их тени или слабоосвещенных мест. Их иглы отыскивают опору, цепляются за субстрат и тянут за собой все тело. Им помогают тонкие, длинные, прозрачные и упругие трубки, которые заканчиваются маленькой подошвой, прикрепляющейся к опоре, как присоска. Таким образом, между иглами движутся еще сотни амбулакральных ножек, сотни маленьких присосок, отыскивающих какую-либо по
94
верхность или камешек, чтобы прикрепиться к ним. Эти трубочки, сокращаясь,, тянут за собой всего ежа, действуя как удивительная самоходная машина. Внутри животного амбулакральные ножки заканчиваются маленькой, сокращающейся ампулой, похожей на резиновую грушу. Она связана с системой канальцев, называемой водоносной системой, которая соединяется с наружной средой. Сокращающиеся ампулы играют роль насосиков, накачивающих воду в амбулакральные ножки, придавая им упругость; при этом мышечные волокна расслабляются и удлиняются. Таких амбулакральных ножек несколько десятков. Они находятся в постоянном движении, регулируемом относительно примитивной нервной системой; изменения внутреннего давления, так же как асимметричные сокращения волокон, позволяют им сгибаться во всех направлениях.
При соприкосновении амбулакральных ножек с опорой моментально происходит выделение внутренней жидкости в водоносную • систему и одновременно резкое сокращение мышечных волокон, что, в свою очередь, вызывает присасывающее действие подошвы, укорочение трубочки и, следовательно, подтягивание. Бывает, что опора оказывается слишком слабой, и небольшой камешек или же кусочек водоросли, попав на панцирь ежа, так и остаются на нем, придавая ему удивительное сходство с каской пехотинца, закамуфлированной ветвями. Многие исследователи обратили внимание на эти остатки водорослей. Не исключена возможность, что пищеварение у морских ежей происходит через эпидерму, покрывающую ось игл и известковый скелет животного. Однако у них имеется и нормальный, более простой способ питания — посредством-рта с мощным жевательным аппаратом, а именно пятью большими зубами. Зубами морские ежи скребут дно, вытаскивают мелкие водоросли и микроскопических животных, заглатывают их и переваривают. Случается, что они терпеливо скоблят скорлупу какого-нибудь моллюска или панцирь пойманного амбулакральными ножками краба, разламывают их и извлекают питательное и нежное мясо.
Морские ежи могут размножаться круглый год*, но чаще всего это происходит перед наступлением теплых дней. Они испускают из находящихся в верхнем полушарии пяти прекрасных золотистых или коричневых желез, составляющих усладу гурманов, оранжева-тое или белое облачко. При этом выделяются миллионы яичек и мужских половых клеток. На них тотчас же набрасываются стайки крохотных рыбешек, привлеченных доступным им по размеру лакомством. Однако несмотря на это массовое истребление тысячи личинок выживают.
За несколько часов они превращаются в микроскопические шарики, покрытые тончайшими ворсинками, от колебания которых шарики двигаются и поворачиваются во все стороны. Вскоре они изменяются, вытягиваются, продуцируют тонкий известковый скелет и образуют более или менее длинные — в зависимости от вида —
95
отростки, как правило, четыре. Такие четвероногие личинки, плутеусы, очень неуклюжи. У них еще сохранилось несколько ресничек, придающих им нейтральную плавучесть, но плавать они не могут, и течения уносят их во все стороны. Во время этих странствий и происходит метаморфоз (превращение). В плутеусах на одной стороне и у основания отростков возникает и развивается крошечный морской еж. Тогда-то отяжелевшая личинка падает и заселяет новые пространства. Первые амбулакральные ножки прикрепляются к скалам; преобразование завершилось, начинается рост. Течение уносит многих новорожденных плутеусов далеко от берега, где слишком глубоко для того, чтобы они могли развиваться.
Морские звезды, офиуры, голотурии и морские лилии, иначе говоря, другие иглокожие, проходят аналогичные личиночные стадии. Некоторые имеют форму маленьких, искривленных ушек, другие похожи на бочоночки, но все проходят стадию метаморфоза.
Странное сходство
Нередко иглокожие селятся колониями. Многие офиуры живут в темных закоулках, под камнями или же прижавшись друг к другу, избегая света и сильного тока воды. Если приподнять укрывающий их камень, тотчас же все пять щуплых кольчатых лучей приходят в беспорядочное движение. Они извиваются, словно змеи, зеленые, черные или красные, в зависимости от вида, вокруг центрального — округлого или пятиугольного — тела. При малейшем прикосновении они разрываются и разрушаются. На «лугах», в листве, особенно на исходе дня, скопления морских лилий часто образуют очаровательные бледно-розовые или оранжевые букетики. Каждое животное то вытягивает свои перистые лучи, то снова подбирает их, вызывая таким образом легкое перемешивание и создавая ток воды, приносящей ему невидимую пищу. Эти движения преисполнены такой грации, что невольно вспоминаются камбоджийские танцовщицы.
Иногда среди растительных зарослей попадаются оголенные участки, которые оказались не по вкусу посидониям. Покрытые тонким слоем ила, смешанного с мельчайшим песком, они дважды в год, в апреле и сентябре, становятся местом свиданий сотен «морских мышей». Этот необычный морской еж (Еchinocardium cordatum) покрыт очень тонкими, но твердыми иглами бежевого цвета, направленными кзади. Они кажутся нежной шкуркой, которую так и хочется погладить. Какая неосторожность! Безобидная с виду шерстка впивается вам в кожу мельчайшими иглами, которые отламываются и причиняют страшную боль.
Долго ли длится «свидание» — никто не знает. В один прекрасный день морские мыши вдруг исчезают, рассеиваются, зарываются 96
в осадочные отложения. А на опустевшем участке остаются лишь бесчисленные зигзагообразные бороздки в иле да несколько погибших особей, которые с течением времени потеряют свои иглы и плоть и превратятся в белые известковые скелеты, имеющие форму изящного сердечка.
Летом на дне, покрытом светлой галькой, или на обломках раковин собираются группами по 8—10 штук морские ежи сферэхинусы. Одни из них побольше, другие поменьше, и похоже, что тут встречаются целые семьи. Зимой такие .скопления никогда не наблюдались.
Как объяснить эти сборища морских ежей? И действительно ли они происходят только дважды в году? Выходят ли морские мыши из своего подземного жилища,, превращаясь в стадных животных в период размножения? А как обстоит дело со сферэхинусами? Разве не по той же самой причине они вдруг объединяются? Или же они находят какую-то особую пищу, которая появляется только в определенных местах и в определенное время года? Все эти вопросы еще ждут своего разрешения.
Известно, что в период размножения голотурии ведут себя совершенно отличным от всех иглокожих образом. Морские огурцы, которые обычно кажутся инертными в водорослях, у подножия скал или на песке, подымаются на задней оконечности тела, извиваются, сжимаются и выбрасывают яйца или семя. Это может продолжаться три дня, поскольку не все особи достигают половой зрелости в одно и то же время. Затем судороги прекращаются, и голотурии снова успокаиваются. Теперь трудно даже представить себе, что эти отвратительные черные колбасы с белыми, коричневыми и красноватыми пятнами могли так отплясывать во имя сохранения вида.
В подводных зарослях прячутся и одиночки. Наше внимание сразу же привлекают декоративные морские звезды, например эхи-настеры*. У них пять или шесть — в зависимости от каприза природы! — лучей великолепного ярко-красного или кирпичного цвета, и они ослепительно сияют среди темной зелени листвы.
Эти почти неподвижные звезды существуют словно для украшения пейзажа. Слегка приподнятые концы их лучей позволяют увидеть желобок, в котором шевелятся два ряда амбулакральных ножек, белых или розоватых, гораздо более коротких и плотных, чем у морских ежей. Несколько присосок прикрепились к раковине^ и ритмичными, синхронными сокращениями они поочередно проталкивают ее по желобку. И вдруг морская звезда превращается в страшного хищника. Щупальца сближаются. Присоски прикрепляются к створкам моллюска и стараются раздвинуть их, чтобы дать возможность желудку звезды, высунувшемуся из ее рта, приложиться к мясу добычи и не спеша переварить его. Если моллюск сопротивляется, это ровно ничего не значит — тогда желудок
7 Р. Вэсьер 97
обволакивает свою жертву. Через несколько часов он выбрасывает наружу совершенно чистые раковинки.
После такой трапезы, достойной Гаргантюа, наступает мгновенное умиротворение. Затем, медленно, сантиметр за сантиметром передвигаясь, морская звезда отправляется на поиски новой жертвы. Есть ли у них обоняние? Во всяком случае можно предполагать это, видя, как точно они следуют в направлении предстоящей закуски.
Асцидии
У основания листвы, возле пластинок винного цвета, окаймленных белым,— известковых водорослей (Pseudolithophyllum) — ваша рука неосторожно задела покрытый коркой коричневый камешек. Что такое? Обман зрения? Камешек вдруг сжался. Значит, его консистенция совсем не такая твердая, как у камня. А вот рядом другая коричневатая масса, вся покрытая губками цвета охры. Ее пронизывают две чашечки, белые с красными полосками. Приглядевшись к ним, можно заметить, что одна из них, верхушечная, всасывает тонкую струйку воды, а другая, боковая, исторгает воду. Эти два отверстия представляют собой сифон асцидии Microcosmus sabatieri*.
Это животное, обычно размером с кулак, редко показывается человеку. Его толстая, бугорчатая, темная оболочка помогает ему маскироваться в окружающей затененной местности. Только очень опытный глаз может заметить его среди корневищ, под пучками листьев.
Движения асцидии, как только к ней кто-нибудь приближается, сводятся к резкому сокращению и закрытию одного из сифонов. Но прежде чем стать таким некрасивым мешком, она была крошечной, не более миллиметра, личинкой, имеющей вид головастика с головным вздутием, в котором содержались органы чувств и маленький хвостик со спинным мозгом, иначе говоря, эмбриональная ось того, что могло бы превратиться в зачаток позвоночника. Через двадцать четыре часа активной жизни такой головастик прикрепляется ко дну при. помощи маленькой присоски, теряет свой хвостик и подвергается метаморфозу. Все его органы перестраиваются. Зев превращается в жабры. Образуется желудок, кишечник, сердце. Начинает циркулировать кровь. У одной и той же особи имеются и мужские, и женские половые железы. Разве можно было бы предположить столь высокую степень организации при виде этой твердой, шероховатой оболочки, обычно обросшей губками, крошечными червями и маленькими актиниями? Вот эти особенности строения асцидии и дали ученым основание назвать ее микрокосмосом.
Фаллузия — не столь скромное существо, белесой окраски, появляется прямо из зарослей трав. Эта асцидия, около 15 см в дцамет-98
ре, гораздо лучше чувствует себя на полянах. Ее личинкам, малегп ► ким головастикам, не нужна защита темноты.
Роды и виды очень многочисленны и многообразны. Они обитают на всех глубинах и на различных субстратах. Тут и колонии, и единичные ярко-красные экземпляры с прозрачными куполами или снежными кружевами.
Рыбы и головоногие
Всякое движение всегда привлекает внимание, и потому удирающие от подводного путешественника рыбы, спруты или каракатицы, их внезапно сверкнувшие яркие краски и серебристый отблеск кажутся, во всяком случае вначале, гораздо интереснее мельком увиденных актиний, губок или крабов. Возможно, что это объясняется охотничьим инстинктом. Но когда первое впечатление рассеется, оказывается, что та добыча, за которой мы охотимся, заслуживает наблюдения и изучения не только из-за ее повадок и способности принимать сходство с окружающей средой. Следует учитывать и дружелюбное отношение к человеку.
На букете посидоний танцуют зубарики (Chromis chromis} и черные морские лещи, рыбки длиной в несколько сантиметров. У них четко очерченные чешуйки, а из-за удлиненных спинного и хвостового плавников их кое-где называют треххвостками. Они подплывают к маске подводного пловца, с любопытством таращат круглые глаза, затем с притворным испугом уплывают за предел достижимости вашей руки.
Другие лещи, спрятавшись в листве, как будто стоят на страже, удерживаясь на месте легкими взмахами грудных плавников, окруженных крошечными блестящими голубовато-сиреневыми пятнышками. Словно движущиеся драгоценные камни, молодь, вылупившаяся на этой неделе, еще толпится во впадине, где появилась на свет. К сожалению, в ближайшие дни их прелестная окраска потемнеет, голубая станет бежевой, а затем — коричневатой, как у взрослых рыб.
В одной из впадин, устланной песком и галечником, построила невидимое гнездо чета радужников (Coris julis). Еще не утратив яркие брачные краски, дородная самка и тощий самец нахально носятся взад и вперед, безжалостно прогоняют непрошенных посетителей, вызывающе или удивленно топорща колючие лучи спинного плавника. Они подплывают к темно-зеленой водоросли кодиум, раздувшейся от воды, пузатой или пальчатой водоросли, отщипывают и заглатывают невидимую добычу, потом переходят к следующей. Если поднять какой-нибудь камень, рыбки тотчас устремляются к этому месту. Вот лежит раздавленный морской еж — они набрасываются на него и быстрыми движениями откусывают
съедобные кусочки. При этом их жадность и возбуждение привлекают многих соплеменников. И вот радужники ради удовлетворения ненасытного чревоугодия уже забыли о необходимости охранять семейные владения. Эти прожорливые плотоядные рыбки нападают на моллюсков, червей и даже плотно прикрепившегося морского ежа. Они стараются перевернуть его, просунув голову под иглы, что иногда удается. Тогда рыбы впиваются в уязвимую часть нежной плоти вокруг ротового отверстия, разрывают ее и пожирают беспомощную жертву.
Но вдруг между листьями шевельнулся какой-то кусок тонкого стебля с белыми полосами. Травинка это или что-то другое? В вертикальном положении видно, что ее верхняя часть имеет форму вытянутой мордочки. Два черных пятнышка с каждой стороны — нто глаза. Ритмично колышутся два крошечных грудных плавника. Все кольчатое тело словно покрыто расчлененным панцирем. Это рыбка, родственная морскому коньку. У них действительно есть какое-то фамильное сходство — длинная голова и аскетическая внешность. У некоторых из них, например у морских игл, существует такая же традиция — самец заботится о потомстве в период инкубации, пока не вылупится молодь. В момент спаривания самец и самка сплетаются хвостами, прижавшись друг к другу брюшком. При этом самка морского конька откладывает икру в инкубационный мешок самца, похожий на сумку кенгуру. Таким образом, икринки оказываются в надежно защищенном месте и обеспечиваются заботой, необходимой для их развития. Спустя 8—10 дней «самец благодаря судорожным сокращениям растянутой кожи выделяет одно за другим маленькие прозрачные волоконца, похожие на «стеклянные подергивающиеся нити,— свое потомство. Произведя на «свет последнего «ребенка», изнемогающий отец иногда тут же погибает.
Однако не у всех морских обитателей процесс продолжения рода заканчивается столь трагично. На усеянном редкими камнями дне, в маленькой ямке, выкопанной в гальке, копошится морской окунь. Эта прелестная рыбка длиной около 15 см одета в ливрею из трех тонких рыжевато-коричневых и белых полос. Слегка выпуклые глаза ее чрезвычайно подвижны, причем зрачок миндалевидной формы направлен суженным концом кпереди, что придает мордочке нечто азиатское. Рыбка захватывает ртом обрывки красных водорослей, размокшие волокна посидоний и, укладывая их то так, то этак, старательно строит свое гнездо. От дела морской окунь отрывается только для того, чтобы взглянуть на незванного пришельца, наблюдающего за ним, а потом снова углубляется в свою работу. Самец это или самка? Оказывается, и то, и другое. Значит ли это, что он будет выметывать икру или только оплодотворять икринки своей молокой? Возможно то и другое. Морские окуни действительно, как
•100
правило, гермафродиты и могут быть и самцами, и самками одновременно или попеременно.
Обратите внимание — рядом с нами поднимается облачко ила. И вдруг два... три... нет, целых пять султанок*, привлеченные окружившими их серыми фигурами, уже тут как тут. Они хлопотливо роются в грунте своими усиками, отыскивая мельчайших животных. Широко открытый жадный рот заглатывает; затем выбрасывает несъедобные песок и гальку, задерживая маленького кольчатого червя, крошечного моллюска. На светлом фоне эти рыбки кажутся бледными, почти белыми. Малейшее движение на грунте — и вот они снова ярко-красные, с золотыми и зелеными полосами по всей их длине. Поглощенные охотой, рыбки не замечают над собой тени человека, не подозревают о грозящей им опасности и продолжают свои поиски до тех пор, пока одна из них не подает сигнал тревоги. Тогда начинается повальное бегство, а затем, несколькими метрами дальше, мы видим новое скопление этих рыбок. Взмах ласт водолаза, царапание по грунту — и они уже снова тут, лихорадочно отыскивают добычу, которая могла ускользнуть от них за недолгое их отсутствие. Бок о бок живут два вида. Один, горбоносый и более розовой окраски, чаще всего встречается на больших участках серого ила, и рыбаки называют его „иловая султанка” (Mullus mullus). Другой (М. surmuletus), более крупный, предпочитает холмистые заросшие участки, усеянные камнями.
Осьминог — домосед
Постоянная погоня за пропитанием и стремление поглотить как можно больше пищи часто приводит султанок к какой-нибудь дыре, замаскированной галькой. С виду это совершенно безобидная дыра, но вдруг из нее высовывается светлое щупальце с глубокими присосками и, мгновенно приклеившись к рыбе, обвивается вокруг нее. Та трепещет, изгибается, извивается, но тут ее крепко обхватывает второе щупальце. Появляется один глаз, затем второй, сидящие по бокам головы осьминога и разделенные глубокой бороздой. У него огромные глазные яблоки с горизонтальными зрачками. Собственно говоря, животному незачем было даже беспокоиться — добыча была рядом и досталась ему совсем легко; длинные шупальца хищника плавными движениями вносят ее прямо в нору. За этим коротким трагическим эпизодом следует пиршество; остатки лакомства выкидываются из логовища, после чего хищник снова устраивает засаду. Но охота не всегда сопровождается удачей, не всегда жертвы проплывают в пределах досягаемости щупалец. Тогда приходится выползать наружу. Сначала показывается одно щупальце, затем другое. Присоски цепляются за малейшие шероховатости окрест норы. Щупальца сжимаются, утолщаются и вытягивают тело
101
моллюска из дыры — сначала голову, потом боковой сифон, который появляется в обрамлении вздутого мешка — мантии.
Неторопливо скользя, осьминог продвигается вперед, восемь его «ног» распластываются наподобие звезды. Продвигаясь короткими толчками, отправляется он на поиски неосторожного или заблудившегося ракообразного. Глаза его неподвижны, и только зрачки открываются и округляются или суживаются до тонкой черной полоски. Это животное обладает чрезвычайно быстрой реакцией. Внимание! Коричневая кожа становится шероховатой, темнеет, и осьминог почти полностью сливается с окружающими водорослями. Если же его напугать, он бледнеет, причем бледность распространяется волной по всему его телу. Если ему некуда скрыться, он распластывается, прижимается к грунту, словно стремясь внедриться в него. Осьминог как будто закрывает глаза, видны только" две щелки. Но поднесите руку к этому вялому телу — и окажется, что все его мышцы готовы к мощному сокращению. Почешите между глазами — и осьминог впадет как бы в экстаз, теперь с ним можно познакомиться покороче, даже поласкать его. Щупальца начинают легонько касаться вашей руки, их тонкие чувствительные концы то обвиваются, будто в нерешительности, вокруг ладони, то раскручиваются, ощупывая ее, трепещут, затем осторожно обвивают запястье. Что это — проявление дружбы или изучение новой для него жертвы? Лучше все-таки не доверять осьминогу, ибо в припадке нежности он может пустить в ход мощный клюв над ротовым отверстием между восемью руками, и тогда добрым отношениям конец.
У этого трусливого моллюска есть два беспощадных врага — мурена и меру. Очень эффектно бегство осьминога от меру. Резкими сокращениями мантии он выбрасывает воду из сифона и движется, как ракета, выделяя чернильное облако. А меру преследует его быстрыми ударами хвоста, выпрямив лучи спинного плавника. Но, видимо, чернила дезориентируют преследователя. Он останавливается. Осьминог пользуется этим и скрывается среди листвы, вжимается в нее, скользит на своих щупальцам, отыскивая убежище, и исчезает в первой попавшейся ему на пути яме.
Осьминоги живут в одиночку и плохо переносят общество даже своих соплеменников. При встрече они вступают в ожесточенные бои и быстрыми движениями клювов наносят друг другу глубокие, а подчас даже смертельные раны. «Горе побежденным!» Нередко победитель без зазрения совести начинает пожирать своего противника, а если тому удается вырваться, он обречен на жалкую участь ампутанта — без одного или нескольких щупалец. Однако увечье не всегда является результатом битвы. Дело в том? что у этих животных имеется удивительная особенность — самопожирание. Причина этого явления неизвестна. Может быть, они постепенно поедают части своего тела во время голодания или когда становятся
102
слитком стары, чтобы охотиться, или же больны? В настоящее время приняты все три объяснения.
Осьминог обыкновенный (Octopus vulgaris)* иногда выбирает удивительные места для поселения. В период размножения самки селятся в старых консервных банках, покрытых корой грязи, глиняных горшках, обломках канализационных труб. Этот период у осьминогов приходится на самое жаркое время года, с июня по июль. Забившись в свои гнезда, они ревностно охраняют снесенные яйца — удлиненные, прозрачные зернышки размером около 3 мм, которые прикреплены, точно бананы, на маленьких стеблях и свешиваются со свода. Так они висят дней пятьдесят, пока не вылупятся личинки, уже имеющие форму маленьких осьминогов. Сколько новорожденных доживут до зрелого возраста? Многие из них сразу же уносятся течением, теряются в открытом море и становятся пищей рыб.
Каракатица
На песчаной равнине вдруг появляется едва заметный крошечный гейзер. Это вышла на охоту каракатица (Sepia officinalis). Выбрасывая из сифона короткие струи воды, она приподымает осадочный слой, под которым скрываются маленькие крабы. Между ее восемью руками видны два хватательных щупальца — животное настороже. Молниеносным движением каракатица выбрасывает их вперед и тотчас же приклеивает свои присоски к спине удирающего краба. А тот вытянул клешни и словно лишился чувств. Каракатица подтягивает его ко рту, одним ударом мощного черного рогового клюва разрывает грудную клетку краба и, впившись в него, добирается до мяса, а затем пожирает. После этого пиршества остается* только пустой панцирь. Каракатица не столь деликатна, как осьминог, и не отрывает одну за другой лапки краба, чтобы выбрать из них мясо. Нет, ей нужно только туловище. Ракообразные, различные устрицы и моллюски и даже ее соплеменники — все идет в пищу!
Каракатицы встречаются среди морских трав. Их зернистая кожа в белых и коричневых пятнах сливается с грунтом. Зато во время спаривания одеяние каракатиц становится блистательным, это настоящий свадебный наряд — серебристый или золотистый с черными полосами, более светлыми у самок, непрерывно переливающийся оттого, что красновато-коричневые волны перемещаются от головы к заднему концу тела. Край мантии, превращенной в тонкий плавник, медленно колышется, удерживая животное в полном равновесии. Ночью серебристые пятна с зеленоватым отливом начинают светиться, проявление своего рода женских чар.
В период размножения часто можно видеть, как самка пассивно и равнодушно выжидает окончания беспощадной битвы, которую
103
ведут из-за нее два самца. А те, с угловатыми головами, сжимая щупальца, превратившиеся в широкие плоские лезвия, яростно бросаются в бой и рвут друг друга на куски до тех пор, пока один из них, дойдя до полного изнеможения, не покинет поле боя и не удалится, выпуская на ходу свои чернила. Тогда победитель направляется к самке и начинает ее прельщать... отнюдь не нежным обращением. Он преследует свою избранницу, иногда обрывает ее мантию, но тем не менее всегда получает согласие. Вновь образовавшаяся пара сплетается щупальцами, соединяется, если можно так сказать, лицом к лицу, и самец наделяет самку множеством мельчайших чехольчиков, содержащих сперматозоиды. Они проходят по желобку в одном из его щупалец, называемом «гектокотиль»,— руке, преобразующейся специально к моменту спаривания. Некоторое время животные остаются вместе, рядом, обычно — до кладки яиц. Затем самец чаще всего отправляется на поиски новой подруги. А самка отыскивает камни или пучки посидоний, чтобы отложить, по одному, яйца, склеенные слизью, которая отвердевает в воде.
Кладка продолжается несколько часов и производится в различных местах. Яйца похожи на грозди шариков, напоминающих по форме лимоны, диаметром около 1,5 см. Такие грозди называют «морской виноград». Черно-коричневые неаппетитные яйца ничуть не интересуют рыскающих вокруг них рыб. Иначе обстоит дело в момент вылупливания. Прозрачные, с огромными глазами и яркой мантией в кирпично-красных пятнышках, маленькие каракатицы тотчас же начинают охоту за невидимой добычей, но и сами становятся изысканной пищей для дорад, горбылей и ласкирь, родившихся за несколько месяцев до них.
Жемчужницы
На краю травяного ковра, в тех местах, где узкие ленты посидоний разрежаются и укорачиваются, водолазы с удивлением замечают торчащих из грунта пинн (Pinna nobilis). Расположившись в слегка помутневшей воде поодиночке или группами, они напоминают проступающие сквозь туман фигуры окаменевших гигантов. Едва приоткрытые створки этих раковин закрываются, сначала медленно, затем быстрее, словно отвечая на какой-то таинственный и тревожный сигнал. Может быть, это — реакция на движение воды от взмахов ласт водолаза? Или же на его тень? Возможно и то, и другое.
Огромные моллюски похожи на окорока, и поэтому в некоторых средиземноморских районах их иногда называют «морская ветчина». Но большинству подводных туристов они известны как знаменитые «перламутры», сувенир, который привозят из отпуска, чтобы забросить затем в дальний угол...
104
Очень часто пинны укрывают двух маленьких сотрапезников — ракообразных Pontonia custos, удивительно похожих на миниатюрных омаров, чуть розоватых и прозрачных. У них слишком мощные для трехсантиметрового тельца клешни, которые начинают щелкать, когда их обладателя кто-нибудь потревожит.
Морские зайцы
На небольшой глубине в конце весны и в начале лета на морских травах или на широких лезвиях ульвы — ярко-зеленых водорослей, прозванных морским салатом,— ползают черноватые или коричневатые существа длиной 20—25 см.* Эти гигантские слизняки пожирают всю луговую растительность, оставляя после себя одни отбросы. А затем, совершая медленные колебательные движения, моллюски уходят на поиски другого пастбища. Голова с двумя щупальцами в виде закрученных полосок или маленьких рожек придает им некоторое сходство с зайцами. Это — голожаберные моллюски, сохранившие от своей раковины лишь тонкую, невидимую пластинку. Мантия, представляющая складку кожи, может растягиваться по обе стороны движущей их „ноги” и хлопать, как крылья. Тогда морской заяц (Aplysia fasciatd) превращается в какое-то грузное, неуклюжее кошмарное видение.
Эти противные липкие существа оставляют на руках человека следы выделяемой ими лиловатой жидкости. Но при всем том морские зайцы — безобидные животные, даже A. depilans, которого понапрасну обвиняют в том, что он якобы вызывает выпадение волос.
Откуда эти моллюски появляются на побережье и куда потом пропадают — представляет загадку. Их видят в течение одного сезона, а потом они бесследно исчезают. Все время уходит у них либо на питание, либо на кладку яиц. Морские зайцы оставляют на гранях камней длинные перепутанные клубки, состоящие из тонких, затвердевших от морской воды трубочек, в которых миллионы яиц дожидаются возможности превратиться в личинки.
СКАЛА
Скалы, которые отыскивают все водолазы, находятся на краю побережья, изрезанного, избитого и искромсанного яростными волнами. Конечно, это вовсе не значит, что подводные пейзажи вблизи обрывистых или развороченных берегов наиболее красивы. Но все же они всегда самые эффектные и разнообразные. Вода ярко освещена там, где сгрудились белые известковые массы, оккупированные морскими ежами, которые терпеливо, день за днем, выгрызают
105
себе норы и бурят колодцы; при этом они непрерывно растут и увеличивают свою келью, превращаясь, таким образом, в пленников камня. А в старых кристаллических массивах вода, наоборот, либо затемнена мрачным гранитом, либо освещена отражающимися в ней красными подводными скалами.
Очень скоро, несколькими метрами дальше, поверхность скалы исчезает под ковром бурых, зеленых и красных водорослей коротких и пальчатых.
На небольшом плато — падина (Padina pavonia), светло-коричневый с белыми полосами веер, с изящными фестонами по краям, колеблется вместе с прибоем, который дает себя чувствовать даже на глубине 10 м. Немного дальше, на острых гребнях вздыбленного рифа, покачиваются на волнах шероховатые на ощупь букеты цис-тозиры в виде покрова толщиной в несколько сантиметров. Спутанные в клубок, они служат убежищем целому миру невидимых животных, которых умеют отыскивать губаны, окрашенные под цвет скалы, тусклые или отмеченные несколькими красными, зелеными или розоватыми пятнышками. Эти рыбы робко прячутся в расщелинах, но так любопытны, что выходят оттуда взглянуть на каждого нового пришельца. Сделав небольшой круг для разведки, они не спеша возвращаются восвояси, скользя среди листвы.
На вершине холма словно греются на солнце маленькие белесоватые кружки, насаженные на тонкие трубки. Это — ацетабулярии. Их сопровождают галимеды — мелкие зеленые лепешечки, склеенные друг с другом.
В этом зеленом растительном мире встречаются почти все. рыбы морских трав. Шероховатая поверхность скал благоприятствует внедрению и развитию водорослей, а также поселению таких существ^ про которых сразу даже не скажешь — животные это или растения.
Актинии с бежевыми или зеленоватыми чашечками, окруженными щупальцами, медленными и плавными движениями колышут свою живую шевелюру. Когда эти животные полностью расслаблены, они действительно похожи на экзотические цветы, вполнё безобидные. Однако стоит крохотному мальку задеть одно из щупалец, как нежный цветок превращается в убийцу. Коснувшаяся актинии рыбка мгновенно цепенеет, словно пораженная электрическим током. Ткань, из которой состоит то, что можно было бы назвать ее кожей, содержит микроскопические колбочки, а в них свернутые, как пружины, страшные гарпуны. Когда мимо актинии проплывает добыча, та выбрасывает свое оружие и, вонзая его в рыбу, вводит яд. Крошечные иглы, словно насаженные на живые шприцы, вызывают болезненные ожоги у неосторожных вододязов, коснувшихся венчика актинии голой рукой. w
Если ядом поражена рыба, то сейчас же поднимаются все остальные щупальца и крепко схватывают добычу. Они медленно 106
сгибаются и подтягивают ее к центральному рту актинии. А рот, - до тех пор сомкнутый, приоткрывается и превращается в отвратительную дыру, поглощающую несчастную жертву. Спустя несколько мгновений все тело актинии расслабляется, и она разом отрыгивает то, что осталось от ее обильной трапезы. Омерзительное зрелище!
А несколькими метрами дальше происходит подобная же трагедия. Малюсенькая креветка претерпевает жестокие муки. Ее пожирает великолепная ярко-красная актиния (Actinia equina), которую из-за ее шаровидной формы прозвали морским томатом.
У этих актиний есть одна особенность — число их щупалец всегда кратно шести, и они не фиксированы в одном месте их тела. Подошва актиний, растянувшаяся на скале; может скользить благо-; даря последовательным сокращениям. Иногда, если местность им : не подходит, если фауна там оскудела или по каким-либо другим
s неясным причинам, актинии закрываются, отделяют свою „ногу”
j от опоры и опрокидываются. После нескольких таких очень медленных кувырканий они опять „встают” на свои щупальца, выпрямляются и снова повторяют эти движения до тех пор, пока не найдут собе новый курорт.
Кочевые и оседлые существа
Среди хозяев поверхностных вод лаврак не может не обратить * на себя внимание, когда проходит в нескольких метрах от водолаза. У этих рыб прекрасные гидродинамические формы. Велико-« лепные пловцы, они либо дают себя нести пузырькам пены, либо, наоборот, удерживаются в завихрениях почти неподвижно легкими взмахами плавников. У них черные пятнышки на жаберных крыш-«. ках и почти синяя спина. Лавраки приплывают к побережью в поисках места для метания икры или для того, чтобы прогнать маленьких перепуганных кефалей или сверкающих атерин. Это — кочующие рыбы, которым вполне подходит данное им обитателями ; Средиземноморья название «морские волки». Они очень любопытны и сразу же направляются к диковинной фигуре проникшего в их владения человека — если только тот не шевелится. Но стоит ему ! сделать сильный выдох или неловкое движение, как они мгновенно бросаются наутек. Один резкий взмах хвоста, и вот рыбы ужо » в расселине или в зарослях трав. Они могут и зарыться в песок, спрятаться в нем, оставив снаружи только жаберные крышки, отчасти открывающие их жабры.
Показываются в этих местах и другие кочевники, с более злове-! щими повадками, но зато гораздо более красивые. Их можно назвать родственниками тропических барракуд. Это морские щуки (Sphyrena sphyrena), которые проносятся целыми косяками. Самые
107
крупные, достигающие одного метра и более, плывут впереди, а мелочь следует в самом хвосте, изо всех сил стараясь не отстать от старших. Эти серебристые сверкающие стрелы объединяются в стаи по двадцать, тридцать и пятьдесят экземпляров.
Вот из-за скалы вдруг поднялся какой-то странный пузырь, он привлек к себе внимание вожака стаи, и тот мгновенно меняет направление, а за ним — и все остальные. Они устремляются на заинтересовавший их подозрительный шум, образуя настоящую стену. В полуоткрытых ртах видны острые, словно из слоновой кости, пластинки. Создается впечатление, что эта, казалось бы такая миролюбивая, компания сейчас превратится в дикую свору. Человеку становится не по себе, но вдруг рыбы разом замирают на месте, видимо испуганные колоссальными размерами водолаза. Внезапно, повинуясь сигналу вожака, они с поразительным единодушием поворачиваются, удирают и мгновенно исчезают в бесконечной синеве, чтобы больше не возвратиться.
С площадки неглубокой скалы за этой сценой наблюдали несколько удивленных морских собачек*. Они будто недоумевают, зачем без всякой причины удирать от человека? Одни собачки высунули головки из своих нор, а другие прочно обосновались на двух лучиках рудиментарного брюшного плавника. Этих рыбок можно сразу узнать по горбоносому профилю. У многих над круглыми очень подвижными глазами два плюмажика — конические щупаль- ' ца. Некоторые собачки имеют спинной плавник, и на его передних, сильно развитых лучах растянута широкая элегантная вуаль, которой могли бы позавидовать многие экзотические рыбы. Собачки очень подвижны, и кажется, будто они бегают по скале, помогая себе змееподобным скольжением тела. Они втискиваются в заросли цистозиры, но тотчас же возвращаются. Их глаза словно вопрошают — тут ли еще непрошенный пришелец и что ему надо? Если вам повезет, вы увидите в узкой нише чету собачек. Самка приклеила икринки к своду и теперь вместе с самцом сторожит их. Она беспокойно снует взад и вперед, и волнение ее все возрастает. Давайте предоставим рыбку ее материнским заботам, а сами уйдем подальше.
В дебрях коричневых водорослей первая премия за камуфляж должна быть присуждена морскому ершу — коричневой скорпен» (Scorpoena porcus). Эта средиземноморская рыба совершенно не отличима от растительного ковра или скалы, на которых она лежит. Причем это зависит не столько от изменений самой окраски скорпе-ны, сколько от ее особого свойства сливаться с пейзажем благодаря способности ее кожи светлеть на отдельных участках и покрываться маленькими светлыми бугорками, что придает скорпене сходство с обрывками водорослей или обломками скал. Вы чувствуете, как она уплывает от вас в тот момент, когда, не заметив, вы чуть было не коснулись ее. Но уплывает она недалеко — скорпена слишком 108
толста и тяжела для того, чтобы перемещаться на большое расстояние. Два-три взмаха хвостом, и рыба быстро ускользает, затем тормозит движение расправленными грудными плавниками и осторожно опускается на дно. Может быть, она чрезмерно полагается на. свое одеяние, так гармонирующее с окружающей средой? Во вся- , ком случае, близкое соседство человека ничуть не смущает скорпе- i ну. Она позволяет ему наблюдать за нею и изучать ее.
Голова скорпены равна примерно трети тела. Жаберные крыш- j ки, открытые наискось, ритмично бьются. Эта быстрая пульсация 5 надувает щеки рыбы и усиливает ее сходство с жабой, которое придает ей губастая пасть, всегда готовая поглотить добычу. За глазами, на жаберных крышках, находятся не менее двух треугольных пластинок с острыми краями, почти сливающихся с коричневыми узорами кожи. Передние лучи первого спинного плавника выпрямлены, разделены и заканчиваются шипами. Пластинки и шипы — опасное оружие, хорошо знакомое рыбакам и подводным охотникам, которые всячески стараются уклониться от него. Скорпена наносит глубокие уколы и вводит в рану опасный яд.
Боль появляется немедленно, а за нею следуют судороги и нарастающее оцепенение. Боли становятся нестерпимыми. Развивается воспаление, и набухшая кожа словно пышет жаром. Лихорадка сменяется ознобом, который усиливается при контакте кожи с водой. В последующие часы все эти явления усиливаются. Иногда через два-три дня вокруг едва видимой ранки еще остается большое красное зудящее пятно и шелушение кожи. Старые опытные водолазы знают различные способы, чтобы ослабить реакцию. Одни рекомендуют очень горячие ванны, другие советуют натереть ранку и окружающие участки кожи измельченной печенью скорпены,. а затем оставить ее на месте в виде пластыря на несколько часов. Это старинные морские рецепты, которые действуют скорее на психику. Однако какое-то облегчение они все же приносят.
Коричневая скорпена долго остается неподвижной, а затем неожиданно кидается на свою добычу, заглатывает ее и снова принимает созерцательную позу. Ни дать ни взять — камень среди других камней. Стремительность ее нападения вызывает переполох в небольшой группе креветок, а иначе мы бы и не заметили их хрупкие, прозрачные тельца, испещренные редкими тонкими голубовато-зелеными полосками, на таких тоненьких ножках, что они кажутся стеклянными ниточками. Три последние пары служат только для передвижения, а первые две — для сбора съедобных кусочков. Креветки осторожно подхватывают их крошечными клешнями, находящимися на концах этих ножек, и подносят ко рту. Усики в виде очень тонких нитей колышутся во все сторон) в поисках пропитания, в которых участвуют и глаза, состоящие из нескольких ’ десятков фасеток. Креветки — прекрасные санитары и быстро уничтожают трупы ракообразных, моллюсков и рыб. Расположившись.
10»
вокруг них, креветки понемножку раздирают трупы на части, вступают в драку из-за лакомого кусочка, вдруг отскакивают, сделав быстрое движение брюшком, и снова приближаются к деликатесу размеренными движениями лапок.
В жаркое время года самки откладывают икру. Это масса, состоящая примерно из 2500 синих склеенных между собою икринок, удерживаемая пятью парами брюшных отростков.
Такие же изящные движения характерны для близкого креветкам рода Lusmata, которые предпочитают самые укромные местечки. Если подойти к ним поближе, можно увидеть под маленькими навесиками прикрепленные к своду десятки прелестных красных или розовых телец в белых кольцах. Они семенят по направлению к яркому пятну маски и пятятся, испугавшись протянутой руки. Но вскоре любопытство берет верх над осторожностью, и вот все они уже приближаются к соблазнительному пятну. Осмелев, они ощупывают усиками, затем кончиками лапок палец человека, пытаясь установить, съедобен ли он, упорно захватывая клешнями твердую человеческую кожу, потом, разочарованные, исчезают.
Страшная мурена*
Любопытство, возбуждаемое удивительными открытиями, и поиски мельчайших расщелин иногда приводят водолазов к таким встречам, без которых вполне можно было бы обойтись. Бугристая скала и бесчисленные ее закоулки привлекают подводных путешественников, но эти места трудно исследовать, потому что там всегда очень темно. Значит, приходится подходить к ним вплотную, просовывать туда голову, вертеть ею во все стороны — и вдруг вы оказываетесь лицом к лицу (если так можно выразиться!) с одной или двумя жуткими мордами, какими-то чудищами — муренами. По правде говоря, эти рыбы не столько опасны, сколько страшны. Спрятавшись в свои узкие щели-норы, они высовывают наружу только голову. В их широкой пасти видны массивные, но короткие, неровные зубы, острые и загнутые крючком. Перед ноздрями — две маленькие трубки, похожие на рога черта. Круглые, совершенно черные глаза с пристальным взглядом придают морде мурены злобное выражение. Прерывистое дыхание, пульсация двух жаберных отверстий и круглые клапаны по обе стороны пасти еще усугубляют мрачный облик этих рыб.
Мурены — домоседки и, по-видимому, редко выходят из своего логова. Но если вам повезет и вы застанете эту рыбу в момент преследования добычи, например растерявшегося осьминога, тогда вы увидите, как разворачивается все ее змеевидное тело, длиной иногда более метра. Оно перемещается волнообразными движениями. Только складка кожи на спине с едва заметными полосами показывает,
что мурена — рыба. У нее нет чешуи, и великолепные темно-коричневые и желтые прожилки вполне могли бы украсить наряд боа-констриктора. Извивающаяся тень проносится вдоль отвесной скалы и снова исчезает в лабиринте.
Эти рыбы не нападают на человека, пока тот не ранит или не поймает их, либо нападают только во время своей охоты. Тогда они кидаются молниеносно и очень точно, опять-таки напоминая этим змей. Укус их опасен — зубы вонзаются очень глубоко, челюстные мышцы сокращаются с большой силой. Зубы, направленные кзади, препятствуют попыткам высвободиться, не остается ничего другого кроме как убить мурену. Ядовитая жидкость вызывает мгновенную реакцию, хотя и не столь тяжелую, как после .укуса скорпены, не все же весьма болезненную. При виде этих великолепных, но страшных тварей поневоле вспоминаются древние римские тексты и жуткие легенды о рабах, которых бросали на съедение муренам.
Вельможа меру
Источенные или расколовшиеся скалы, галька, нагромождение колоссальных обкатанных волнами камней, словно принесенных бурным потоком,— таковы владения меру. Под этими глыбами, в узких щелях со множеством ходов и выходов, он устраивает себе удобное жилище. В окрестностях есть несколько участков, заросших посидониями, букетами коричневых водорослей цистозиры или средиземноморскими саргассами. Это его кладовые, полные запасов пищи.
Такой пейзаж не может обмануть водолаза. Нужно лишь терпеливо и осторожно выжидать, спрятавшись за выступ скалы и сдерживая дыхание, чтобы пузыри не лопались слишком громко. Тогда вы без помех сумеете насладиться созерцанием этой замечательной? рыбы. Морской окунь охотится в любое время суток, хотя явно предпочитает утро, когда солнце еще не поднялось высоко в небо, и предзакатные часы. Рыба весит от 30 до 40 кг, она грузная, плотная, мощная. В нескольких сантиметрах над морской травой, в песчаных рвах между корневищами или в лабиринте между скалами — в своих охотничьих угодьях — рыба ищет себе пропитание. Порой? она застывает на месте совершенно неподвижно, если не считать медленно колышущихся плавников, вытаращенных, живых глаз, словно обшаривающих местность, и огромных жаберных крышек, открывающих красные колючие жабры. И вдруг молнией кидается , на добычу. У меру очень своеобразные приемы охоты. Начальное движение, созданное мощным ударом хвоста, ставит плавники в одну линию с телом. Рыба продолжает свой бросок с точно размеренной скоростью хода. Приблизившись к жертве, она в самый последний момент раскрывает свою огромную пасть и заглатывает
ill
молодого неосторожного морского карася. Нередко предметом ев вожделений является осьминог. Тогда преследование затягивается, скачки учащаются, но поражение моллюска неизбежно.
Меру обладает поразительной живостью движений. Когда ему приходится удирать, удары хвостом становятся еще чаще, и всякий раз, когда тело его расслабляется, раздается глухой звук, за которым следует шум трения воды о чешую. Меру останавливается метрах в пятнадцати от предполагаемого врага, соблюдая благоразумную дистанцию. Однако он может впадать в панику и тогда удирает, словно обезумев, показывая преследователю путь к своей норе. Меру исчезает в ней, подняв огромное облако песка. А очутившись у себя дома, он может сделать быстрый полуоборот и, уже не боясь противника, скрыться в скалистом лабиринте. Или же, окончательно потеряв голову от страха, меру прижимается боком к отвесной скале, стремясь слиться в полутьме с камнями, обросшими водорослями или моллюсками.
Морские окуни обычно живут одиночками, но на пространстве в 50 кв. м их может быть пять и шесть, и даже больше. Во время брачного сезона, а это бывает около июля, начинается пляска обольщения. Желтые пятна, украшающие их наряд, становятся ослепительно яркими, пары плавают по спирали, главным образом в вертикальном направлении, трутся жаберными крышками и после множества пируэтов исчезают в своих невидимых норах.
Наш европейский меру имеет близкого родственника у африканского побережья Средиземного моря. У того более длинная и острая голова, светло-бежевая окраска с тонкими продольными красновато-коричневыми или желтыми полосами. Окунь Epinephelus alexandrinus встречается на тех же глубинах, то есть примерно до 40 м. Хотя эта рыба живет в скалистых местах, она предпочитает, но крайней мере для прогулок, территории, покрытые посидониями. где часто странствует в компаниях. Тут можно увидеть от шести до двадцати особей, носящихся над листвой под предводительством вожака, самого крупного экземпляра весом 40—50 кг. Это весьма впечатляющее зрелище, особенно если учесть, что в воде все предметы кажутся больше.
В местах, еще не захваченных толпами купающихся, где люди «ще не одержимы подводной охотой, коричневых и белых меру легко приручить. Эти рыбы ищут ласки человека, как домашние животные, трутся о водолазов, открывают свою огромную пасть, чтобы им погладили жабры, или же переворачиваются на спину, чтобы дружеская рука потрепала их по брюху.
В своих норах-пещерах, а главным образом в расселинах, куда меру так любят укрываться и лежать там на боку, они живут в добром согласии с одной деликатной рыбкой, Onos. У нее изящные движения, и всеми своими повадками она напоминает тихую и предан
Д12
ную приживалку. Она незаметно скользит, поворачивается, беспечно волоча за собой длинные лучи брюшных плавников, и разглядывает пришельцев мягким взглядом черных, как бархат, глаз.
Ракообразные
Нависающие камни или скалы, создающие полумрак, являются излюбленным местопребыванием богомола (Scyllartdes latus)*. Эти интересные ракообразные, совсем непохожие на лангустов или омаров, имеют шершавый коричневый панцирь — под цвет скал, к которым они прикрепляются,— нередко покрытый короткими волокнистыми водорослями или мельчайшими прозрачными существами, что еще больше маскирует их. Часто они пристраиваются на своде карниза, крепко уцепившись за „потолок” когтями и слегка втянув брюшко, или же приклеиваются к отвесной скале, удивительно напоминая какое-то насекомое, почему и получили свое название. Богомола трудно увидеть, разве что против света,— тогда отчетливо обрисовываются его характерные контуры. Но ведь нужно еще и поймать этих животных, а у них чрезвычайно зоркие глаза, так что стоит чуть-чуть пошевелиться, как они сразу же немного переместятся. При этом богомолы медленно приподымаются, высвобождая брюшко, тотчас же снова втягивают его, а затем быстро удирают, пятясь задом, рывками. Следовательно,'- при ловле богомола нужно учитывать, что он поплывет назад, отрезать ему путь отступления, быстрым движением прижать к скалистой стене и тогда схватить его.
Богомолы живут только в теплой воде. В Средиземном море они встречаются на глубине около 20 м, а в жаркое время года, когда у них наступает период размножения, они подплывают к поверхности и их можно найти среди обломков горной породы, у самого берега.
В начале июня, когда вода на малой глубине начинает прогреваться, скала со всеми ее закоулками, защищенными от слишком ярких солнечных лучей, становится местом встречи крабов (Maia squinado). Они появляются тут десятками, образуют группы, устраивают потасовки, встают на дыбы друг против друга, причем проделывают все это потрясающе медленно. Они поднимают свои длинные лапы и размахивают ими, словно подражая огородным пугалам; у них остроконечные клешни, обеспечивающие надежную хватку. Вот некоторые бойцы повержены, другие поспешно покидают поле боя, а все остальные удаляются попарно. Это — битва самцов и одновременно брачный танец. Образовавшиеся пары прячутся под первый попавшийся камень. Когда период возбуждения проходит, они остаются неподвижными, словно слившись со скалой. Их светло-коричневый панцирь, утыканный наростами, шипами или
8 р, Вэсьер
113
выпуклостями, иногда даже успевает покрыться маленькими водорослями. Некоторые виды, родственные М. squinado, но меньшего размера, стремясь еще больше слиться с окружающей средой, кокетливо нацепляют на себя обрывки водорослей или горгоний. Макро-подия и пиза осторожно отщипывают клешнями кусочки этих растений и накладывают их себе на панцирь, стараясь хорошенько прилепить их к более или менее шероховатой поверхности, чтобы они не свалились. Это требует массы времени — прикрепляя одну травинку, они нечаянно сбрасывают другую. Поневоле задаешься вопросом — когда же они сочтут свою работу законченной? Вообще же стремление украсить себя очень развито у ракообразных, но движения, которыми они это делают, всегда кажутся смешными.
Во впадинах, покрытых галькой, у основания пучков зеленой травы, листья которой оживляют скалистую местность, прогуливаются раки-отшельники*. Они таскают за собой свое убежище. Этих существ природа наделила очень уязвимым брюшком, не покрытым твердым панцирем и представляющим лакомый кусочек для прожорливых хищников. Чтобы защитить его, рак-отшельник засовывает зту нежную часть тела в пустые раковины моллюсков. Однако ему приходится менять квартиру по мере роста, иначе говоря, при каждой линьке. Тогда он становится совершенно обнаженным и, в тревоге от сознания своей наготы, блуждает в поисках нового убежища. Рак-отшельник пробует одну за другой все попадающиеся ему на пути раковины, и, хотя сразу видно, что некоторые слишком малы для него, он упорно пытается втиснуться в них. Другие же, слишком большие, оказываются непосильно тяжелыми. Наконец, после множества неудач, выбор сделан. Все подходит — и размер, и вес. Рак обосновался если не навсегда, то во всяком случае до следующего приступа болезни роста.
Однако новое жилье еще не оборудовано как следует. Ведь рак-отшельник живет в компании с одной или несколькими актиниями Calliactis parasitica. Они, прицепляясь к раковине, перемещаются на ней, а за это защищают ее своими жгучими волокнами. Когда рак перебирается на новую квартиру, он не забывает взять с собой и актиний. Отшельник осторожно захватывает их клешнями, отцепляет от старой раковины и опускает на новую, где держит до тех пор, пока они не обоснуются на ней прочно. Только когда его новый домик полностью покрыт актиниями, рак с видимым удовлетворением отправляется на поиски пропитания.
Дворец горбылей и морских карасей
В царстве скал и водорослей, которое простирается до глубины 30—40 м и перемежается участками ракушечного песка, пейзаж вдруг оживляется обширными светлыми- пятнами, иногда покрыты
114
ми водорослями и Посидониями. Здесь находят себе невидимые убежища многие обитатели моря. Неровности дна едва заметны. Это излюбленные места двух замечательных рыб — горбылей и карасей.
Горбыль (Corvina nigra)—великолепное существо бронзового цвета, иногда темнеющего, в зависимости от времени дня и места. У него слегка выпуклый лоб и нос с горбинкой, немного нависающий над верхней губой. Элегантные очертания тела придают горбылям сходство с декоративными рыбками. Золотисто-коричневые плавники раскрываются, словно паруса. Рыбы грациозно проплывают мимо вас и медленно разгуливают в зарослях трав. Словно играя, скользят они между длинными лентообразными листьями.
Горбыли будто не знают чувства страха, хотя всегда держатся на некотором расстоянии от водолаза. Но если последовать за ними, можно увидеть, как они неторопливо возвращаются в обвюбован-ную ими пещеру, которую вначале вы даже не заметили. Вход туда представляет собой узкую щель, вертикальную или горизонтальную, совершенно скрытую посидониями. Только раздвинув водоросли, можно разглядеть в полутьме высокий свод и огромный холл — ни дать ни взять известковый или гранитный дворец, подстать этим рыбам. Их тут несколько десятков, а то и больше. Всякие рыбы: маленькие, средние и реже — крупные, достигающие 70 см длины. Вся компания держится совершенно спокойно и не удирает от вас. К некоторым можно приблизиться и даже погладить их. Кожа у них покрыта чешуей и нежна наощупь. Рыбы тихонько выскальзывают из-под руки, их неискушенность просто обезоруживает. Какая разница с морскими карасями, или спаровыми рыбами, которые часто живут бок о бок с горбылями! Этих рыб здесь тоже пропасть. Они похожи на большие овалы, отливающие серебром; все толпятся перед входом в пещеру и смотрят на вас живыми, внимательными глазами.
Не все спариды одинаковы. У некоторых на теле широкие вертикальные черные пятна, одно сразу же за головой, другое у основания хвоста. У других тело почти по всей своей длине испещрено полосами неопределенного цвета, что-то между серым, коричневым и черным. А основание хвоста и сам плавник совершенно черные. Иногда среди стаи спарид встречаются один-два зубарика (Charax puntazzo). Они отличаются от спарид формой головы. У них маленький, нежный вытянутый рот, в котором видны резцы — направленные кпереди пластинки. Все рыбы взволнованы и безостановочно мечутся туда и обратно. Некоторые устремляются во тьму пещеры, и видны лишь мгновенные отблески их тел. Они прячутся за каким-нибудь выступом, но вскоре любопытство берет верх над осторожностью и они снова возвращаются. Сначала показывается кончик мордочки, затем — удивленный глаз, и наконец у входа в пещеру снова начинается хоровод. Звуки лопающихся пузырей, блики от
115
маски и чудовище, препятствующее их выходу из пещеры, заинтриговали рыб. Пока незнакомец только наблюдает за ними, их поведение не изменяется. Но избегайте неосторожных движений. Если вы нечаянно задели баллоном о скалу или слишком резко выдохнули воздух, отчего пузыри произвели шум,— начинается всеобщая паника. Пещера мгновенно пустеет. Однако спариды еще тут. Просто они укрылись за выступами и в выемках свода или же прижались к нему. А чтобы снова увидеть их, нужно лишь терпеливо дождаться, пока восстановится спокойствие и осядет взбаламученный песок. Только будьте начеку, еще одна неосторожность — и все бросятся врассыпную, больше вы их не увидите. Рыбы исчезают в подводном лабиринте и удирают через запасные выходы. Теперь больше нечего ждать. Жилище опустело на несколько часов.
ЗА ЗО-МЕТРОВЫМ БАРЬЕРОМ
Внезапно похолодало. Ярко-голубая вода уже потемнела. Какая-то граница отделяет ее от верхних, более мутных слоев, словно подернутых рябью. Через этот экран все кажется расплывчатым. Подобное же явление можно наблюдать и на суше, в разгар лета, на раскаленной от зноя дороге. Глубокая тишина, тяжелая, почти оглушительная, нарушается лишь легким ритмичным посвистыванием редуктора и звуком лопающихся вокруг него пузырей. Они отлетают от прибора, образуя светлый колышущийся купол, рассеиваются сначала в виде ртутных шариков, а затем — мельчайших сияющих пылинок. Пройден 30-метровый барьер.
Скала дикая, с жесткими контурами. Быстро движутся стрелки прибора. Нужно следовать по хребту, дойти до какого-нибудь выступа и в 20—30 м ниже обрыва найти дно, покрытое однотонной светлой галькой. Зостера и Посидония постепенно исчезли, и перед водолазом предстает во всей своей красе жемчужина моря — подводная скала. Отвесная или же слегка наклонная, со множеством карнизов она вся изрыта нишами и усеяна изящными или корявыми формами. Зубчатые карнизы и верхушки причудливых букетов оживляются скользящими тенями, которые теряются в' расщелинах и холодной синеватой тьме впадин.
В свете фонаря под первым карнизом вас встречают удивительные ярко-красные рыбки, которые словно только что выбрались из аквариума. Вытянутые в длину кардиналы-апогоны (Apogon imberbis) с черной каймой вокруг глаз похожи на актрис, не успевших разгримироваться. Их тело деформировано раздутым желудком — они только что хорошо подзаправились, и последняя их добыча еще даже неполностью проглочена. То были злополучные крохотные креветки, усики которых еще торчат изо рта обжор, словно какие-то странные отростки.
116
Однако в период размножения эти прожорливые рыбы превращаются в нежных родителей, и самцы заботливо охраняют потомство, делая это очень интересным способом. Как обычно у большинства рыб, пары образуются после длительных брачных плясок, во время которых кардиналы принимают самые соблазнительные позы. Территория, где развертываются романы текущего года, строго разграничена и бдительно охраняется. Но тогда как у других видов оплодотворение наружное, апогоны спариваются по-настоящему, и через несколько дней самка мечет уже оплодотворенную икру. Самец бросается к икринкам и мгновенно захватывает их ртом, но не глотает, как можно было бы подумать, а укладывает их особым образом у себя во рту. Так он сохраняет маленький серый комочек, состоящий из сотни икринок, непрерывно помешивая его» до тех пор, пока из них не вылупятся личинки. Тогда он освобождается от них, и тут в нежном отце вдруг просыпается инстинкт плотоядного существа — он без зазрения совести начинает пожирать своих детишек.
На затемненной отвесной скале поднимаются желтые и оранжевые свечи. Аксинеллы (Axinella verrucosa и A. polypoides), изумительные колонии губок, часто встречающиеся на этой глубине, будто ждут какого-то таинственного огонька, чтобы тотчас же вспыхнуть ярким пламенем. По плотному телу губок, усеянному мелкими отверстиями, ползают странные слизняки и грызут их. Желтые глоссодорисы, исчерченные продольными голубыми полосами, несут сзади большой распустившийся цветок. На одной из соседних образующих корку губок распластались маленькие, толстые белые листки, густо усеянные коричневыми пятнышками. Это — пелтодорисы. Еще дальше, на пучке гидроидов, окрашенных в зеленый цвет сопутствующими им водорослями, сидит крошечное сиреневое существо; его спинка украшена тонкими, гибкими, длинными сосочками. Это флабеллина демонстрирует свою редкостную красоту. Все три прелестных моллюска относятся к голожаберным. По зоологической классификации они близки морским зайцам, но выглядят гораздо приятнее благодаря яркой расцветке и красивым жабрам в форме букета или маленьких сосочков. Можно понаблюдать, как они неторопливо ищут пропитание и, покачивая щупальцами, обшаривают колонию губок или гидроидов. Там же они откладывают яйца в виде спиральных трубок или фестончатых пластинок пастельных тонов, которые выглядят приятным пятном на окружающем фоне.
Горгонин*
Из всего орнамента подводной скалы чаще всего бросаются в глаза горгонин, особенно крупные лиловые экземпляры (Рагати-ricea chamoeleon). Прицепившись к склону или гребню скалы, они
117
образуют чащу, в которой каждое деревцо со множеством ветвей словно разрослось в одной плоскости. Горгонин создает в воде сеть с неправильными ячейками. Мельчайшие веточки этих удивительных существ усеяны маленькими чашечками с восемью зубчатыми лепестками. Эти восемь раскрывшихся лепестков с тонкими зубчиками — щупальца полипа, отдельного индивидуума колонии.
Их здесь целые сотни, до некоторой степени независимых друг от друга и живущих в одной оболочке, этаком живом желе, в которое они могут зарыться и исчезнуть. На поверхности ткань, защищающая колонию, ее, если так можно выразиться, «кожа», заключает в себе микроскопические роговидные тельца, которые по мере утолщения оказываются в центре всего комплекса и образуют гибкую и очень прочную коричневую или черную ось. Странные существа эти горгонин! Они обладают способностью бесконечно размножаться последовательными почкованиями, но первые особи, поселившиеся на скале, родились от прикрепившейся здесь крошечной личинки. Она прошла ряд быстрых превращений. Сначала была чем-то вроде маленького цветка, похожего по строению на актинию, но с восемью щупальцами вместо шести. Эта первичная особь разделилась надвое, затем на четыре и т. д., и вся колония распласталась по скале, все крепче цепляясь за нее. Затем рост и размножение продолжались, но уже в высоту, и колония поднялась над скалой.-Неподалеку оседали другие личинки, развивались новые ветви, букет превратился в куст, пределы распространения которого ограничивались пока еще мало изученными условиями освещенности, температуры и ориентации. Необходимо отметить одну особенность парамури-ции — обычно она лиловая, но может в той же колонии дать оранжевые, белые и ярко-желтые ветви. Отсюда и название, данное этому моллюску,— хамелеон.
Густые разветвления лиловых горгоний — излюбленное место метания икры мелких акул, кошачьих и кошачьеголовых. Икринки у этих рыб заключены в почти прямоугольные капсулы, вздутые в центре и состоящие из бледно-желтого прозрачного рогового вещества. Эти клеточки прикрепляются к опоре спиральными волокнами, продолжающими углы капсулы. Через прозрачную защитную мембрану можно наблюдать развитие эмбриона. Сначала это просто круглый желток, как в курином яйце, и в течение некоторого времени никаких изменений в нем не происходит. Затем вдруг из желтка появляется светлое веретено. Оно шевелится в своей скорлупе и с каждым днем удлиняется. Вскоре в нем можно различить крошечную головку с пятнышками глазок. Спинные и особенно хвостовой плавники уже придают этому существу характерный контур акулы. Желток постепенно уменьшается и под конец совсем исчезает. Кожа эмбриона окрашивается, и в момент вылупливания уменьшенная модель морского волка разрывает оболочку, одним ударом сильного хвостика проталкивается наружу и выскакивает
118
на дно. После этого она учится дышать своими десятью жаберными щелями, по пяти с каждой стороны. Выросший морской волк покидает скалу или маленькую песчаную прогалину, куда попал сразу же после вылупливания, и опускается на сравнительно большие глубины. А достигнув зрелости, морской волк в период размножения снова поднимается на среднюю глубину.
Акулы кошачья и кошачьеголовая (Scylliorhinus canicula и Scyllium stellare) различаются главным образом величиной. Первая достигает в длину максимум 80 см, тогда как вторая может быть более метра. Самок того и другого вида можно увидеть среди скал в конце весны. Лежащие неподвижно, они словно спят, и их нетрудно поймать, правда, при соблюдении некоторых мер предосторожности. Прежде всего нельзя допускать, чтобы они скользили в руках, потому что их серая с коричневато-черными пятнами кожа снабжена бесчисленными острыми и твердыми бугорками. Это настоящий наждак, который может больно оцарапать. Кроме того, нужно крепко держать их за голову, потому что под личиной безобидности и вялости скрывается подлинно кошачья прыть. Рыба может повернуться с такой быстротой, которую у нее никак не заподозришь, и вонзить вам в руку свои тонкие и острые зубы.
Когда настает время метания икры, эти акулы трутся о выпуклости скалы, главным образом о горгонин. Икринки, появляющиеся из икряного прохода, снабжены двумя спиральными волоконцами, которые, склеиваясь, переплетаясь и перепутываясь между собой, удерживают их. Процедура повторяется до тех пор, пока самка, избавившись от своей ноши, не свалится в полном изнеможении на дно.
Живая палитра
При виде подводной скалы, усеянной красными, синими, жел тыми, зелеными и белыми пятнами, просто разбегаются глаза. Что такое перед нами — водоросли или животные? Уж не снится ли нам такое буйство красок? Или в свете наших прожекторов мы видим сюрреалистическое полотно? Наверху — туманные контуры, устремленные к солнцу, выделяются на светящемся экране морской поверхности, которая отсюда кажется такой далекой, такой нереальной... Однако тут же у нас возникают чисто земные ассоциации, которые наслаиваются на все те образы, что запечатлелись в сознании человека за тысячелетия его существования в атмосферных условиях.
Вот перед водолазной маской появляется белый букет с перепутанными стеблями, похожий на огромный лишайник, который вырос на сухой коре или на мертвой ветви какого-то чахлого горного деревца. Но пора забыть о поверхности. Этот хрупкий, тонкой работы клубок не более и не менее как известковое обиталище червей
119
Salmacina dysteri. Изящные султаны, увенчивающие ветви и окончания, закрываются при малейшем прикосновении. Это жабры, расположенные у входа в тонкие трубочки строителей. Ток воды, очень медленные течения приносят кислород, а также микроскопические отбросы, которые захватываются этими хрупкими плюмажами, единственными средствами жизненной связи с наружной средой у неподвижных животных.
Карниз скалы покрыт красной скользкой корой. Пронизанную множеством радиальных канальцев, открывающихся в маленькие отверстия, губку Hymeniacidon sanguinea можно распознать с первого взгляда.
Открывается вход в расщелину, в маленькую пещеру. Там прилепились к своду и другие губки: желтые трубки Verongia, фиолетовые Reniera и бугорчатая масса Agelas. Тут же на стене, отделенные от нее тонкими извилистыми стеблями, сидят белые горгонин (Eunicella stricta), соединившиеся в букеты, или желтые горгонин (Е. cavolini), гораздо более раскидистые, похожие на большие веера, которые колеблются, когда мимо них проплывают рыбы-бабочки.
Это очень красивые рыбы, похожие на изящных очертаний паруса, которые изображают японские художники. Плавники их, длинные и развернутые, томно колышутся. Их желтые отблески красиво оттеняют ярко-розовую или пастельную окраску прелестно очерченного тела.
Все это зрелище на ультрамариновом фоне моря кажется то бледным эскизом, то яркой акварелью, которую подчеркивают диковинные кружева — ярко-оранжевая сетка мшанок Retipora cellulosa. Как-то боязно дотронуться до тончайших лепестков морской розы, такие они хрупкие на вид. Их нежные оттенки неизменно вызывают в памяти образ цветка. Однако эта микроскопическая сеть — не растение; она построена множеством животных, поселившихся бок о бок и с тех пор замурованных в своих известковых жилищах.
Рядом с «кружевом Нептуна» раскинули свои букеты и другие мшанки — Porella cervicornis с ветвями, похожими на оленьи рога, и Myriozoum truncatum с маленькими короткими цилиндриками, которые словно переняли форму и цвет у кораллов.*
Внезапно свод пещеры превращается в золотистое поле лютиков, в котором смешаны все оттенки желтого цвета. Тут и оранжевые группы Astroides calycularis — маленьких мадрепор с прочным известковым скелетом, растущих колониями; и бледно-желтые Leptopsammia pruvott разыгрывающие из себя отшельников, а рядом с ними гибкие тела достигших зрелости Parazoanthus axinellae раскрывают свой анемоновый венчик.**
120
Красный коралл
Белые пушистые коралловые букеты обладают совершенно своеобразным очарованием.
Коралл — магическое слово. Оно вызывает лихорадку, от которой трудно исцелиться. Красное золото Средиземного моря влечет к себе и заставляет забыть обо всех опасностях. Водолаз вооружен сеткой и молотком или киркой. По мере погружения на глубину в его мешке накапливается все больше и больше коралловых веток, но ему хочется еще немного... и еще... Он продолжает опускаться... Ведь чем ниже, тем они красивее. Время летит незаметно, да что за важность, раз такой богатый улов! Стена скалы уже опустела, лишь кое-где остались красные пятна. Вся поверхность обобрана, разграблена, оголена. Из-за нескольких камешков, называемых „бычья кровь”,— будущих произведений искусства или сувениров, а чаще из-за нескольких веточек, отломанных для себя или для друзей в качестве талисмана, уничтожается великолепный подводный декор.
Потребуются годы и годы, чтобы снова выросли все эти деревца, каждое из которых произошло из личинки, родилось из яйца. Невидимый личиночный мешочек прикрепляется к скале и превращается в первичный белый полип с восемью протянутыми щупальцами. После многократных почкований на этой плотно прикрепленной к скале основе вырастает зачаток ветви. В самом начале колония имеет мягкую консистенцию. Это — красная плоть, покрытая ячейками, в которые втягиваются хрупкие и легко ранимые полипы. Постепенно систематическое отложение маленьких известковых палочек, склеенных между собой, образует скелет. Каменная ось, содержащая в основном соли кальция, окрашенные окисью железа, непрерывно утолщается и через много лет становится твердым полипняком, предметом вожделения водолазов.
Свод, покрытый кораллами, — изумительное зрелище. Если осторожно приблизиться к нему, можно увидеть тысячи мелких распустившихся цветков, словно чуть припорошенных только что выпавшим снегом, и красные ветви, как будто воткнутые в стену. Шероховатости скалы, украшенные то громадными, то мелкими пестрыми пятнами, подчеркивают разнообразие и контрастность ансамбля, в котором одни детали оттеняют декоративные особенности других.
Каждый малейший участок скалы занят либо одиночным кораллом, либо колонией, или же водорослями. Идет непрерывная борьба за жизненное пространство. Конкуренция столь сильна, что нередко один вид наслаивается на другой, вытесняет своих -предшественников и развивается за их счет, а некоторые просто-напросто используют их, не причиняя им особого вреда.
Альционарии, маленькие фиолетовые колонии, очень близкие кораллам, оплели роговую ось погибающей горгонин. Чуть дальше —
121
крошечные актинии поселились на губках, а рядом с ними асцидии образовали собственный букет, потому что здесь обосновалась маленькая личинка, похожая на головастика, и, пройдя стадию метаморфоза, породила первую асцидию* этой группы. Ее основа расширилась, распочковалась, появились дочерние образования — мелкие прозрачные мешочки на тоненьких стебельках. В верхней части у них имеются два отверстия — сифоны. Через их просвечивающую оболочку видна внутренняя муфточка, тончайшая сеть из крошечных петелек, служащая им жабрами и одновременно фильтром для мельчайших питательных элементов. . '
На одном из гребней скалы, в войлоке, образованном из микроскопических животных, внимание водолаза привлекает раздутый плотный красно-желтый мешок. Это еще одна асцидия, Halocynthia papillosa. Она вонзает свои прицепки до самой скалы. Рядом с нею крупная зеленоватая бородавчатая морская звезда Marthasterias glacialis скользит в поисках моллюска, и ее желудок уже готов поглотить его.
Здесь все чувства в непрерывном напряжении. Яркие, нежные или блеклые краски; смешные или трагические события; диковинные, изящные или страшные образы; разнообразные, неожиданные пейзажи, то суровые, то смягченные маленькими песчаными полянками...
На светлом бугристом дне, покрытом обломками раковин, расположились цериантусы.* Выставив пучок своих длинных тонких щупалец, они стали похожи на родственных им актиний. Грация, элегантность и нежные оттенки лиловой, зеленой и коричневой окраски приятны для глаза. Но приближаться к ним нельзя: малейшая тревога — и цериантусы втягиваются в глубокую муфту, которую сами продуцировали,— слизистую трубку с песчаными отложениями.
Еще глубже
Мы пересекли новый слой воды, и холод стал ощущаться сильнее. Скала обнажается, популяции уже не столь плотные. У подножия обрыва находится площадка, покрытая галькой и илом. На последних скалистых выступах еще обретаются несколько лангустов. Они, словно часовые, охраняют вход в свои норы. Поднявшись на задние лапы, слегка изогнув хвост, они размахивают своими усами, как длинными, загнутыми кзади хлыстами. Привлеченные шумом, лангусты приближаются осторожно и нерешительно, двигаясь, словно автоматы, и отыскивают глазами причину, вызвавшую волнение. Усы тянутся вперед, чтобы коснуться вашей протянутой руки и ощупать ее. Жевательные отделы рта шевелятся, и кажется, что в предвкушении лакомства у лангустов текут слюнки. В таких случаях стоит лишь тихонько погладить усы, а потом можно посте
122
пенно дойти рукой до головы лангуста и тогда быстро схватить его за грудную часть. Но тут вам в ладонь впивается множество фиолетовых известковых шипов с коричневатыми окончаниями, направленными кпереди.
Пойманный лангуст шумно и бурно выражает свой протест. Ротовые отделы со скрежетом трутся друг о друга. Брюшко усиленно пульсирует. Клешни машут во все стороны в поисках опоры. Как только вы разжимаете руку, освободившийся лангуст мгновенно удирает, пятясь при помощи мощных ударов хвоста. Все его движения выражают полную растерянность, пока он не найдет наконец спасительную выемку, проскользнет в нее и скроется с ваших глаз.
Как правило, лангусты (Palinurus vulgaris) предпочитают селиться на глубинах, сравнительно недоступных для водолаза в автономном скафандре. Однако нередко можно встретить это великолепное ракообразное и ближе к поверхности, особенно в период размножения.
Тысячи икринок цвета семги величиной с булавочную головку прикреплены под брюшком самки. Из них вылупливаются маленькие личинки и, пройдя стадию метаморфоза, уносятся течениями в открытое море, где попадают в массу планктона. Они имеют вид крошечных прозрачных листиков с глазами на стебельках и непомерно большими конечностями. Из-за листообразной формы тела и пронизывающей его нервной системы, похожей на прожилки, личинку лангуста называют „филлосома”. Проделав огромное путешествие, во время которого сотни и тысячи личинок погибают, некоторые из выживших возвращаются с течениями к побережью и превращаются в маленьких лангустов. По мере роста они постепенно опускаются по скале все ниже и ниже, к своим родным глубинам.
Лакедры и лишни
В полную воду лакедры плавают в нескольких метрах от подводной скалы, оживляя своими отблесками сине-черные глубинные горизонты. Эти красивые рыбы с блестящими боками лимонно-желтого цвета отражают малейшие световые лучи. Возглавляет стаю самый крупный экземпляр.
В длину лакедры* достигают человеческого роста, а плотность их мышц и быстрота движений говорят о необычайной силе. Они быстро проносятся мимо водолаза, описывают широкую дугу и возвращаются к заинтриговавшему их существу. Затем начинают кружить около него в каком-то инфернальном хороводе. У вас просыпается охотничий инстинкт, что, однако, не мешает вам любоваться изумительными формами этих рыб, идеально приспособленными для плавания: широким серповидным хвостом, длинными спинным и анальным плавниками, четкой боковой линией, глубоким,
123
г
испытующим взглядом черных глаз. Лакедры любопытны, но осторожны. Если только шум или движение покажутся им подозрительными— они удирают и больше не показываются. Но в период размножения, то есть в июле, когда у берегов, за защитным барьером рифов, происходит спаривание, эти рыбы совершенно беззащитны. Пренебрегая опасностью, они кувыркаются и извиваются у самой поверхности, взбивая воду плавниками, гоняются друг за другом, переворачиваются на спину и соединяются. Выметав икру, они возвращаются в открытое море. В одном и том же месте в течение примерно двух недель может смениться несколько групп лакедр. Затем они покидают это место для следующего года.
Лакедр, называемых иногда спинорогами, нередко путают с лишней. Различаются они лишь тем, что у лакедры имеется перепонка, соединяющая лучи первого спинного плавника. Обе эти рыбы чрезвычайно прожорливы и питаются, в частности, своим ближайшим родственником — ставридой (Caranx trachurus}.
7. ИЗ ЗЕЛЕНОГО КРАЯ В ЦАРСТВО ГУБОК
Теперь песчаные и галечниковые равнины простираются насколько хватает глаз. Их угнетающее одндобразие нарушается лишь небольшими скалистыми выступами, покрытыми единичными горго-ниями. Торчащие из почвы трубки увенчаны артистически закрученными султанами. Это многощетинковые кольчатые черви-анне-лиды (Spirographis Spallanzani), оживляющие бесконечную равнину своими декоративными ветвями. Вообще-то неподвижные черви встречаются не так уж редко, они водятся на всех глубинах и даже в портах. Но обитающие здесь одиночные экземпляры исключительно хороши. Венчающий их желтый или оранжевый букет с коричневой каймой и полосами и с белыми пятнами сжимается под действием самого слабого течения. Этот букет осуществляет множество самых различных функций: дыхание животного, питание — как фильтр для улавливания микроскопической добычии одновременно является сигнальным органом, оповещающим об опасности. Малейшая необычная вибрация воды — и спирограф съеживается и вползает в защитную оболочку.
Среди обломков раковин очень крупная симметричная морская звезда переваривает проглоченных моллюсков. Ее длинные треугольные лучи обсажены рядом белых шипов, расположенных через равномерные промежутки, как зубья гребенки. Астропектены (Astropecten auranticus и A. bispinosus)—одни из самых прожорливых морских звезд — добросовестно вычищают ракушечные домики.
124
Особенно любят они лакомиться маленькими морскими гребешками (Chlamys)*, лежащими на песке. Морская звезда приближается к ним, неторопливо и очень точно выбирая путь. Твердая оболочка мешает ей согнуть лучи, но подвижные амбулакральные ножки неутомимо несут ее к намеченной жертве. Морские гребешки хорошо знают своего врага и чувствуют его на расстоянии, вероятно, благодаря тонким длинным сосочкам. Эти органы чувств, так же как и крошечные глазные пятнышки, топорщатся на краю мантии и растягиваются, готовые улавливать сигналы, оповещающие о смертельной опасности. Как только морская звезда приблизится, течение донесет до морского гребешка ее запах, и створки раковины мгновенно смыкаются. Вытолкнутая вода вызывает реактивное вращение и поступательное движение моллюска, который переваливается на другую сторону. Такая игра в «орла и решку» продолжается несколько секунд. Затем морской гребешок приоткрывается, осторожно растягивает несколько сосочков и, если ничто не угрожает ему, безмятежно распахивает обе створки настежь. А если запах врага еще силен, моллюск пускается наутек.
Астропектен охотится не только за морскими гребешками. Она не брезгует и морскими сердцевидками (Cardium aculeatum) и морской фасолью (Donax trunculus), мантрами и морским фиником (Tapes decussatus), обитающими в песке.** Тогда она постепенно закапывается, оставляя снаружи только свой центральный диск. Когда морская звезда полностью зарылась, ее легко можно не заметить. Только опытный глаз обнаружит присутствие этого хищника по тонким звездообразным бороздкам на мягком грунте.
СКАТЫ, ХВОСТОКОЛЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СКАТЫ
На дне, усеянном моллюсками, находит себе пристанище множество хищников. В частности, скаты любят зарываться в почву, образованную осадочными отложениями, так что на поверхности торчат только настороженные глаза и жаберные отверстия, открывающиеся и закрывающиеся синхронно с дыханием животного. Если в этот момент потревожить его, он беспокойно поводит концами широких плавников и разбрасывает песок. Затем легкими взмахами, амплитуда которых постепенно увеличивается, скат перемещается на несколько метров, окутанный облаком осадочных пород. Однако он никогда не поднимается высоко, а приземляется немного поодаль и потом снова удирает.
Скаты питаются мелкой рыбешкой, ракообразными и главным образом моллюсками, которых они перемалывают, как жерновами, маленькими терками на челюстях.
К скатам принадлежат хвостоколы и скаты-орляки, хотя и миролюбивые, но все же наиболее опасные. На их длинном тонком хвосте имеются один-два острых, как зубы, ядовитых шипа. Если хвосто-
125
кол чем-то испуган, он начинает бить хвостом, как хлыстом, и наносит им глубокие раны, которые воспаляются от попавшего в них яда. Отек вокруг раны быстро распространяется и может вызвать временный паралич. Непереносимые боли иногда доводят пострадавшего до потери сознания. Два рода — морской кот (Trygon pastinaca) и скаты-орляки (Myliobatis aquila) — различаются главным образом формой головы. У морских орлов она выпуклая и угловатая, четко отделенная от тела.
В песке и ракушечнике укрываются также электрические скаты, которые отличаются от простых скатов своими характерными очертаниями. Их голова, туловище и грудные плавники образуют почти идеальный диск. Конический хвост довольно широк у основания и не такой острый, как у первых. Средство защиты этих существ — неприятный сюрприз для водолазов, но оно не столь опасно, как у хвостоколов. У всех электрических скатов — черных (Torpedo no-biliana), мраморных (Т. marmorata) и пятнистых (Т. ocellata) — имеется по два больших электрических органа, состоящих из ряда мелких наслаивающихся друг на друга кружков.
Каждый электрический орган заключает в себе несколько сотен призм. Помещенные рядами под кожей ската, они похожи на пчелиные соты с шестиугольными ячейками, наполненными мутной студнеобразной массой. В ней имеется более 500000 пластинок, составляющих элементы батареи. По-видимому, положительный полюс электрогенных элементов находится в области спины ската, а отрицательный — в области брюха. Разряд батарей регулируется особыми нервными центрами и происходит не единовременно, а каскадом: в течение секунды может последовать несколько сотен разрядов определенного напряжения и силы. Могут функционировать нет сколько» призм,- одна или две батареи, и в исключительных случаях сила тока может достичь 8 а при разнице потенциалов 20 в. Есть чем поразить водолаза!
В период размножения скаты — хвостоколы, орляки и электрические скаты — также поднимаются в заросли морской травы, как многие другие рыбы. Хвостоколы и электрические скаты не откладывают яиц: молодь развивается в утробе самки. Если кто-нибудь ранит будущую мать, самка, как это неоднократно наблюдали подводные охотники, рефлекторно выбрасывает потомство. Через несколько дней после рождения малыши уже полностью сформированы. Они энергично снуют в воде, широко открывая свои, жабры, из которых торчат волоконца. В утробе матери эти волоконца играли двойную роль — дыхательного и вторичного пищеварительного аппарата. Под брюшком у маленьких скатов еще тянется желточный мешок, питательный резерв, который обеспечивал им своевременное появление на свет. А рожденная до срока, беззащитная и истощенная молодь не выживает. Ей никогда не достичь бескрайних песчаных и илистых равнин.
126
У ГРАНИЦЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА СЖАТОМ ВОЗДУХЕ
Перед нами простирается поле волокнистых цветочных чашечек в виде опрокинутых конусов, Calyx nicaensis. Любопытное это зрелище оказывается еще более удивительным, когда замечаешь, что верхняя часть каждой чашечки занята каким-то странным химерическим существом, похожим на чудище из греческой мифологии — голову Медузы-Горгоны с ее бесчисленными змеями. Впервые обнаруживший этих животных зоолог Лич так и назвал их Gorgonocepha-lus. В действительности же это совершенно безобидная офиура, чьи пять лучей делились столько раз, что в конце концов совершенно перепутались и образовали нечто вроде курчавой шевелюры вокруг центрального диска.
Кое-где в галечнике и в искрошенных раковинах вкраплены маленькие, чаще круглые площадки, словно посыпанные остатками обгоревшего каменного угля; на общем светлом фоне они кажутся серыми, почти черными. Луч фонаря обнаруживает там сиреневые конфетки «пралинэ». Кажется, что они сделаны из миндаля и сиреневато-розового сахара. Конечно, ничего подобного, это пейссонел-лия — известковые водоросли, развившиеся на более крупных обломках и наслоившиеся друг на друга. А сами они служат опорой для некоторых зеленых водорослей с тонкими кружевными перьями, похожими на птичьи. Несколько крохотных, почти прозрачных рыбешек ищут среди них пропитание. Блестят только их огромные глаза, отражающие на радужной оболочке свет фонаря.
На дне — розовые и красные серпантины, словно забытые после какого-то празднества. Это водоросль видалия, получающая еще достаточно света для размножения. Но вот мелкая пыль застилает всю поляну, осаждается и душит все жизненное изобилие. Давление приближается к 10 кг/см2. 90 м отделяют этот сумрачный пейзаж от ослепительного солнца. Последние скалистые участки изо всех сил сопротивляются наступлению ила. Ни один из них не остается незаселенным. Снова разрастается лес, густой и разнообразный, веселой, яркой раскраски: защищенные от сильных течений, тут растут глубоководные ламинарии Средиземного моря (Laminaria rodriguezii). У ламинарий листья до 1 м длиной, шириной около 30 см. Они простираются в виде пышных букетов, прикрепившихся к скале крючьями, а между ними поселилось целое микроскопическое общество, которое размножилось и построило хрупкие изветковые здания. «Ветви» и «сучки» мшанок Cellaria fistulosa пристроились к причудливо разделенной водоросли Pseudolithophyllum.
Каждая выемка становится чьим-то жилищем. В самых тесных ютятся удивительные галатеи (Gallathea strigosa), своей формой и кирпично-красным цветом похожие на недоваренных раков. Самые большие впадины служат убежищем для лангустов. Оттуда показы
127
ваются сначала два, потом три, и вот уже несколько десятков нахальных рогатых животных. Еще не видевшие человека, они безбоязненно дают приблизиться к себе, покачивают усами, делают небольшие прыжки, притворяются робкими. По-актерски и не без юмора лангусты разыгрывают перед вами испуг, а затем словно танцуют, изгибаясь и принимая гордые позы на плоском камне, импровизированном подиуме, или же на узком карнизе. Можно подумать, что они ожидают аплодисментов за свои представления.
Удивительное место, где растения и животные, тесно переплетенные между собой, оспаривают друг у друга малейший скалистый участок, крошечное освещенное местечко, узехонькую расщелину! Для одних еще доходящий сюда слабый свет жизненно необходим, другие же избегают его. Коралл — порождение сумерек — также участвует в декоре. Миниатюрные арки полипов ощетинились толстыми, крепкими ветвями под белыми хлопьями. Одни направляют свои побеги ко дну, другие протягивают их к поверхности. Даже самые мелкие из них могут привести в восторг охотника за кораллами. Сколько лет потребовалось им для того, чтобы превратиться в великолепные, пышные, здоровые колонии, еще не пострадавшие от жадных охотников?
В каждой расщелине, каждой выемке укрываются диковинные невидимые существа, замурованные, как пленники в каменном мешке. Только перистые жабры указывают на их присутствие. Всюду маленькие, белые или разноцветные, спиральные или веерообразные букеты. Длинная зеленая, почти черная лента, появившаяся прямо из скалы,— бонеллия (Bonellia viridis). Этот червь прячет свое тело величиной с лесной орех в расщелине, так что виден лишь его хоботок, растягивающийся более чем на метр. У него раздвоенный конец, широко открытый, и в эту большую уплощенную воронку с зубчатыми краями втягиваются по воле течений микроскопические существа, плаваюпще в воде.
Если подняться на несколько десятков метров выше, эти существа будут попадаться гораздо реже, даже непонятно, почему их так много на той глубине. Бонеллии занимают все отверстия, и видно, как они под действием слишком продолжительного освещения нашим фонарем постепенно втягивают свои хоботки, сжимаются и возвращаются в свое убежище. Именно в этой реакции и заключается ответ на вопрос, почему такое множество этих червей на глубине 100 м и ниже. Они не выносят света. У этих животных нет глаз, но их покров окрашен светочувствительным веществом „бонелли-ном”, препятствующим их пребыванию в чересчур ярком освещении. На глубине 30—40 м приходится отыскивать бонеллий либо ночью, либо в самых темных закоулках. А на глубину около 100 м солнце почти не проникает, и ничто не мешает бонеллиям распространяться во все стороны.
128
Однако такая удивительная светочувствительность — не единственная особенность бонеллий. Теперь эти животные хорошо изучены, и все же многое в их биологии не перестает удивлять исследователей. А в течение многих лет бонеллии представляли загадку, которую разрешил Бальцер лишь в 1937 г. Как большинство морских червей, бонеллии откладывают яйца, из которых вылупливаются личинки, взвешенные в воде при помощи опоясывающих их рес-ничатых полосок. В период метаморфоза личинка падает на дно, где и решается ее судьба. Если превращение происходит вдали от взрослых особей, она становится той бонеллией, которую мы знаем. Если же, наоборот, унесенная течением личинка оказывается поблизости от большого раздвоенного хоботка своего соплеменника, тот захватывает ее и она прикрепляется на хоботке или в его проходе. Под действием желез внутренней секреции хозяина она вырастает в карликового самца. А это значит, что все. свободные бонеллии — самки, которые носят на себе бесчисленное количество невидимых самцов. Единственная роль этих паразитов — обеспечение сохране-нения вида.
И вот последние ступени подводной скалы, последние ее выступы или хребты. Здесь жизнь замирает. Какая разница в сравнении с той, что бурлила сорока метрами выше! Здесь все затянуло каменистой пылью, попавшей сюда с находящегося неподалеку берега, тут она скапливается, захватывает все поверхности, покрывает и душит единичные, еще сохранившиеся на этой глубине водоросли. Чахлые горгонин, протягивающие во все стороны свои тощие ветви, еще пытаются противостоять этой неощутимой пыли, которая падает... падает... и неотвратимо засыпает все живое. Уже не видно ни единого яркого пятна, и, не будь у водолаза фонаря, все казалось бы застывшим, мрачным.
Но вдруг из ила появились сотни губок в виде светлых шариков, оранжевых палочек, маленьких желтоватых пальмочек — ни дать ни взять грибы, выросшие на тонком слое перегноя. Они простираются сплошным ковром или же отдельные экземпляры широко раскрывают свои зазубренные листья, пронизанные множеством мельчайших отверстий, которые обеспечивают жизнь колонии.
Вся поверхность нескольких едва проступающих камней, по какой-то прихоти течений пощаженных осадочными отложениями, занята видами, образующими корку.
Кое-где — большие красные и синие пятна с неровными контурами, пальцеобразным расположением и странными включениями.
Шельф опускается пологим склоном, а иногда тянется площадками на несколько сотен метров. Вид дна меняется. Появились диковинные распустившиеся цветы, образующие густо заросшие клумбы и своей формой напоминающие антедоны, которые растут гораздо выше, среди посидоний. Это изящные Leptometra, сидящие
9 Р. Вэсьер 129
на множестве длинных тонких усиков. Удивительные иглокожие протягивают свои гибкие лучи и тихонько машут ими, словно гнущиеся под ветром пальмы. Порой эти движения усиливаются, и тогда Leptometra как бы всплывают над толпой в легком, грациозном ритуальном танце.*
КОНЕЦ ШЕЛЬФА
Из желтого ила, смешанного с обломками раковин, высовываются какие-то фантастические существа. Вот приоткрытая пасть с несколькими рядами мелких загибающихся кзади зубов. Эта пасть как бы рассекает широкую плоскую голову, почти такой же длины, как тело. Настороженные глаза прячутся в складках серо-коричневой кожи. И сама кожа на этой кошмарной физиономии, будто покрытой мелкими лохмотьями, помогает животному маскироваться в осадочных отложениях. Морской черт прячется в засаде, охотясь на неосторожных рыбок. Вот маленький морской окунь с черным пятнышком (Serranellus hepatus), часто заплывающий на довольно большие глубины, приближается легкими взмахами плавников. В лучах фонаря сверкают его изумрудно-зеленые глазки. Неожиданно перед ним возникает морской черт, ощетинившийся всеми своими свободными лучами — остатками переднего спинного плавника. Это тонкие, гибкие стебли, а один из них заканчивается маленьким плюмажем — вырезанным из кожи кусочком, который безостановочно качается над ртом чудовища и перед маленьким окуньком. Прекрасная приманка. Разумеется, жертва быстро попадается на нее. Стоит рыбке еще немного приблизиться, как она уже оказывается в пасти морского черта. Ловушка срабатывает без промаха. Вся операция похожа на уженье рыбы на наживку, точно обработанное прожорливым хищником.
Знаменитый шведский естествоиспытатель К. Линней дал этой рыбе научное название Lophius piscatorius. Но за свою безобразную внешность она получила много прозвищ: рыба-жаба, морской черт и др.
Шероховатое дно благоприятствует маскировке, и часто только глаза выдают рыбу, находящуюся в засаде. Иначе камбала оставалась бы незамеченной. Мерлан, более длинный, принял окраску ила, и общий рисунок его тела прерывается лишь двумя коричневыми пятнами; но все же темные круги глаз сразу же привлекают к нему внимание. Даже ската трудно разглядеть, и-только в последний момент обнаруживается его широкое тело в ромбах и острая морда, длинный хвост, похожий на утыканный шипами хлыст, и плавники, расправленные как крылья, которыми скат размахивает при эффектном отрыве от дна. Он пролетает над более светлым полем, населенным морскими ежами Cidaris cidarts. У них длинные
430
негустые иглы с блестящими кончиками, насаженные на зеленоватобежевом теле со странными бугорками.
Дно здесь усеяно известковыми палочками. Может быть, это останки каких-то животных организмов? Но нет, некоторые палочки шевелятся. Это не обман зрения и не иглы морских ежей, а почти прозрачные роговые трубочки, и в каждой обитает животное, которое ее образовало,— многощетинковый кольчатый червь длиной около 10 см. Он очень забавно перемещается: высовывает половину тела из оболочки, вытягивает до предела свои кольца и голову — маленькое черное пятнышко — и при помощи мощных челюстей прикрепляется как можно дальше на галечнике. Обеспечив себе точку опоры, он сжимает свои кольца, круто изгибает тело и подводит свой передвижной домик к голове. Тогда челюсти расслабляются,, а голова и тело выносятся вперед для следующего подтягивания.
Тут и там стаи мелких рыбок (самая крупная из них не более 15 см) словно несут какую-то вахту. Одни, бледно-розовые, со* стройными очертаниями тела, заканчивающегося длинным острым клювом. Это морские бекасы (Macrochamphosus scolopax); все они висят в воде вниз головой, словно стрелы, готовые воткнуться в дно. Их крошечный спинной плавник, помещенный далеко кзади, вибрируя, удерживает рыбок на одном месте. Время от времени одна из; них кидается в какую-нибудь из многочисленных норок, которыми кишит ил, и осторожно обшаривает ее своим миниатюрным ротиком.
Другие, еще более мелкие рыбки — морские кабаны (Саргон арег), тоже розоватого цвета, с вертикальными более темными,, а иногда и коричневыми полосами. Эти рыбки предпочитают подступы к острому скалистому гребню. Они пристально следят за: передвижением фонаря, словно намереваясь укрыться в тени скалы. Ее отвесные стены и монументальные выступы покрыты странными зарослями. Одни с длинными, хилыми ветвистыми стеблями, другие с горделивыми плюмажами — удивительные колонии антипата рий* Эти животные очень близки к горгониям, но предпочитают темноту больших глубин — около 200 м. Их основание скрыто в каком-то' войлоке, диковинных мхах, зеленоватых гидроидах. Гребень одной подводной скалы отмечен белым листом губки Poecillastra compressa,. которая вырисовывается полукругом на черном фоне. Это граница,, отмечающая вход в фантастическую страну.
8. У ВРАТ ЦАРСТВА ФАНТАСТИКИ
Яркий свет прожекторов потускнел. Какие-то гигантские массы словно нагромождены друг на друга. Подножия подводных долме-нов и менгиров уходят в плотный ил, похожий на поток лавы. Под
13S
сводами пещер, на узких карнизах, непрерывно снуют маленькие светящиеся точки. Это — отражение фонарей в глазах прелестных,, хрупких креветок, миниатюрных катафотов. Поднявшись на длинные лапки, они легко носятся по закраинам, отогнув кзади свои тонкие усики. Свет ослепляет креветок и, наверное, болезненно воспринимается в этом царстве тьмы.
Склон, ведущий к абиссальным впадинам, очень крутой, и на каком-то протяжении скала еще раз обнажается, а потом снова покрывается илом. Все живое как будто избегает однообразных поверхностей, едва отмеченных несколькими норами или почти незаметными ямками. Торчат только шарики маленьких земляных губок, сидящих на треножниках. Однако в каждой ямке, в каждой норе и в иле живет, рождается и умирает целый мир — только иного масштаба, чем наш. Фораминиферы, микроскопические существа, непрерывно преображают грунт. Мельчайшие ракообразные, моллюски копошатся в поисках невидимого пропитания.
В маленьких выемках сверкают тысячи прозрачных мальков. Их серебристые глазки — настоящие световые вспышки. Те, что постарше, носятся в проложенных ими бороздках; они почти невидимы, смутно виднеется лишь черная головка.
Склоны не всегда столь головокружительно круты, и вот снова появляются поля горгонин Isidella elongata. Они имеют в высоту 70—80 см. „Нога” их погружена в желтоватый ил. Горгонин протягивают кверху ветви с множеством разветвлений. Перед нами удивительная прогалинка, ни дать ни взять — зимний пейзаж и деревья с облетевшей листвой. Между ветвями или на их окончаниях пристроились красивые крабы Anamathia rissoana, треугольные, розовато-бежевого цвета, с раздвоенным клювом. Они как будто проделывают медленные гимнастические упражнения, причем их лапки с размеренными движениями роботов даже не задевают маленьких офиур и пикногонов. Последние — очень странные животные, близкие к паукам. К тому же и повадки у них такие же, а их восемь лапок непомерно длинны по сравнению с телом.
Поверхность почвы неровная, изрытая, холмистая, с множеством выемок, в которых роются похожие на саранчу красные креветки Aristeomorpha foliacea. Они отыскивают в осадочных отложениях то, что глазу человека не под силу увидеть,— других мельчайшее ракообразных, моллюсков и червей. Иногда свет фонаря прогоняет их и нарушает трапезу. Мощное тело этих животных длиной около 20 см расслабляется, широкие лопасти задней части брюшка расправляются веером. Они образуют великолепное весло, которое, будучи быстро откинуто кпереди, мощным рывком движет креветку назад;
Глубина нарастает. Ил изрыт кратерами и глубокими бороздами, в которых бурлит жизнь. Несколько морских звезд с длинными лучами и губки — нежные белые тюльпаны — немного оживляют
132
этот с виду пустынный край. Порой попадаются группы крысохво-стов (Macrurides), что-то выискивающих в грунте. Их видишь всегда головой вниз — это они раскапывают ил своими острыми клювами, причем носовая кость у них расширяется в виде лопасти. Они ищут пропитание, которое их маленький выдающийся вперед рот вылавливает в осадочных отложениях, подымающихся плотным облаком. На заостренном к хвосту теле развертывается спинной плавник в виде широкого плюмажа.
СТРАННЫЕ ФОРМЫ И ТАИНСТВЕННЫЙ СВЕТ
В зоне, куда уже не проникает солнечный свет, на глубине около 800 м, водятся создания совершенно необычных форм. Обитают ли они на дне (бентическая фауна) или плавают в черной воде (батипелагическая фауна) — это всегда самые удивительные рыбы. Как правило, у них огромные головы при небольшом теле. Например, рыба-гадюка имеет в длину не более 20 см, у нее черная липкая кожа с крупной чешуей, выдающаяся кпереди голова с широкой пастью и длинными узкими зубами, острыми и прозрачными, которые легко вонзаются в тело жертвы. Разве можно представить себе, что Stomias boas, с такими хищными зубами и маленьким волоконцем, подвешенным к нижней челюсти,— родственник сардин? У страшного Europharynx, достигающего 40 см, голова как у пеликана, с большим вялым мешком, куда может поместиться добыча в 4—5 раз больше его самого. Узкое тело змеевидной формы сзади кажется смешным.
Эти рыбы выглядят громоздкими, неприспособленными для плавания. Однако они движутся очень легко, и их гидростатический аппарат прекрасно отрегулирован. У многих под подбородком имеются странные придатки, такие же как у Stomias boas или же как над мордочкой маленького Melanocetus, придающие им удивительное сходство с головой бульдога. Предназначены ли эти отростки для приманивания добычи, как, например, рыболовная „удочка” морского черта? Вполне возможно, ибо у большинства имеются люминесцентные аппараты, превращающиеся, как, например, у Linophryna arborifer, в настоящие фонари. У такой рыбы, как светящийся анчоус, по всей длине тела расположены правильными рядами маленькие бугорки. У головоногого кальмара Callitheutis reversa, длина которого не превышает 5 см, мантия, голова, и, главное, окружность глаз украшены перламутровыми пятнами, часто обведенными голубым или розовым. В ярком свете это маленькое животное похоже на ювелирное изделие с драгоценными камнями. У многих ракообразных, в частности у эвфаузиид, у основания грудной клетки сидит один или несколько крошечных шариков. Все эти бугорки, перламутровые пятна и шарики — фотофоры, то есть
133
светоизлучающие органы. Обладателей их очень много, и естествоиспытатели все время находят новые виды. В 1935 г. Биб во время одного из своих замечательных погружений заметил массу голубых молний, вспыхивавших на короткую долю секунды в почти абсолютной темноте. Он также обнаружил, что некоторые глубоководные креветки образуют, когда наталкиваются на стенки или иллюминаторы батисферы, светящееся облако. С тех пор были описаны и другие виды, обладающие теми же свойствами, в частности бати-пелагические головоногие.
Разумеется, креветки и головоногие испускают светящееся облако в целях защиты, чтобы мгновенно ослепить врага и спастись бегством. Также несомненно, что рыбы-удильщики, подобные Linophryna, Lasiognathus и тем более Galatheathauma, у которого светоизлучающийся аппарат помещается в чудовищной пасти, пользуются своими фотофорами для приманивания добычи. Но какова роль этих органов у других рыб? Может быть, они применяют их в период размножения, чтобы прельщать во тьме своего партнера или партнершу? Мы еще не располагаем достаточным количеством прямых наблюдений и не можем ответить с уверенностью на этот вопрос. Пока что ученые лишь пытаются (не без помощи воображения!) как можно лучше понять жизнь этого странного мира. Но бесспорный факт, что люминесценция морских животных — необязательно из батиальной, или абиссальной, зоны — более частое явление, чем полагали еще несколько лет назад, и теперь оно стало предметом чрезвычайно важных исследований.
Биолюминесценция обусловлена присутствием особого вещества — люциферина, содержащегося в диффузном состоянии в особых клетках или же в бактериях и у одноклеточных животных. Продуцируемый ими свет — холодный свет, подобный тому, что излучает фосфор. Химический процесс, лежащий в основе этого явления, еще мало изучен. Однако схематически его можно представить так: люциферин в присутствии кислорода и фермента люциферазы окисляется. В действительности же окисление очень сложная реакция, ибо она сопровождается перемещением водорода, соединяющегося с кислородом, с образованием воды. На этой стадии люциферин передает заряд энергии ферменту, который затем выделяет ее в форме света. Явление это обратимо. Оксилюциферин может снова превратиться в люциферин, при условии что какой-либо внешни^ источник вернет ему затраченную энергию. Таким источником может быть солнечный свет. Тогда встает вопрос — способны ли эти животные к вертикальным миграциям на достаточное расстояние, чтобы перезарядиться в зонах, куда проникают солнечные лучи, или же у них имеется особый биологический механизм, сложный генератор, который еще предстоит изучить?
В этом глубоководном мире нам уготовано еще много сюрпризов. Например, поразительный бентозавр, рыба, встречающаяся лишь
134
глубже 1000 м; она передвигается на треножнике, который образован лучами тазового и хвостового плавников, непомерно длинных, наподобие ходулей. На них рыба удерживается на расстоянии нескольких сантиметров от дна.
Ученые пытались объяснить необыкновенную „посадку” бенто-завра недостатком кислорода на уровне осадочных отложений. С течением времени якобы произошли постепенные изменения в строении плавников, что в конце концов дало рыбе возможность приподняться над аноксическим уровнем. Бесспорно, в зоологии существует много примеров адаптации к окружающей среде, но, как правило, эти примеры основаны на изучении форм, хронологически предшествовавших современным видам. В случае же бенто-завра нет ни единого палеонтологического факта, который мог бы подтвердить эту гипотезу.
Есть еще одна рыба, родственная бентозавру,— Bathypterols. Она также обладает длинными лучами тазовых плавников. Сидней Хиксон считает их органами осязания, но исследований, которые подтвердили бы его предположение, не производилось.
Некоторые головоногие, близкие каракатицам, но похожие на осьминогов, настолько изменились, что превратились в почти бесформенную студенистую пластинку, по краям которой, однако, ещо можно обнаружить восемь коротких щупалец, снабженных присосками. Это, например, Opisthoteutts extensa, у которых глаза торчат на спине в виде бугорков.
Ceratis, водящиеся в абиссали,— тоже батипелагические рыбы. Все пойманные до сего времени экземпляры были самками. Но при ближайшем рассмотрении было обнаружено, что на животе у них имеются один-два продолговатых выроста, по форме отдаленно напоминающих рыбу. Оказалось, что это самцы. Еще молодыми они прикрепились к маленькому брюшному сосочку самки и впились в него ртом. Затем, по мере роста, ткани обеих особей слились воедино и совершенно приросли друг к другу. Даже система кровообращения стала у них общей. Да иначе и не могло случиться, поскольку самец, лишившийся отныне рта, уже не мог сам питаться. И так он превратился в полного паразита, выделяя только семя для оплодотворения икры.
Как только попадаешь в абиссальные районы, дно становится довольно ровным. Появляются блыпие поляны или равнины. Грунт испещрен причудливыми иероглифами следов, происхождение которых не установлено. Только с трудом можно распознать кое-где след хвостовой ходули бентозавра, яму, выкопанную крысохвоста-ми, или бороздки, проведенные креветками. Такое однообразие дна быстро наскучило бы, если бы не пейзажи, достойные воображения Данте[ огромные каменные глыбы, впечатляющие подводные скалы или же фантастической формы валуны, обкатанные какими-то
135
таинственными гигантами. Это остатки мадрепор иных времен и скал, разрушенных прошедшими тысячелетиями, уже покрывшиеся странными животными. От этой картины иного мира перехватывает дыхание, настолько она поражает своей дикой красотой. Только тут начинаешь сознавать, как много открытий еще предстоит в океанах, куда человек только начал проникать, но при этом вспоминаешь, что колоссальные впадины Тихого и Атлантического океанов уже не совсем недоступны для нас.
9. ДАЛЕКО В ОТКРЫТОМ МОРЕ
Первые водолазы-любители в автономном скафандре, может быть, находясь под влиянием традиционного образа тяжело шагающего по дну водолаза, долгое время увлекались исследованием подводных территорий, которые ранее были им недоступны из-за непроницаемой жидкой завесы. Однако большинство пионеров погружения быстро сумели преодолеть колдовские чары скалистых пейзажей, песков и водорослей. Конечно, они не смогли остаться к ним равнодушными и по достоинству оценили их привлекательность, но просто не захотели быть в плену и перешли к изучению жизни в океане во всем ее объеме — и бентической, и пелагической.
Но даже в наше время у многих водолазов только одна цель — морское дно, соблазнительное и, надо признаться, очень надежное. После первых же метров, едва успев уравнять давление в ушах, они сразу же кидаются к изумительному, словно дожидающемуся их зрелищу. И впрямь, как тут не поддаться искушению! Вот удивительная расщелина, кишащая какими-то серебристыми и грациозными, мощными и изящными существами; А там грандиозные очертания подводной скалы, устремленной к свету или обрывающейся во мрак, по гармоничности линий не уступающие готическим соборам. Они подавляют своим величием и вызывают почти мистические чувства. На скалистых склонах бурлит жизнь столь прекрасная, что поневоле возникает желание остаться здесь недвижимо как можно дольше, чтобы запечатлеть в памяти здешнюю неземную красоту.
На фоне этого роскошного декора, вблизи от берега, а главным образом в открытом море, носятся крошечные, поразительно хрупкие существа. Все силы у них уходят на слабую пульсацию, которая едва достаточна, чтобы удержать их во взвешенном состоянии. Это миниатюрные украшения, сотканные из стеклянной пряжи, хрустальные паруса или шарики, столь хрупкие, что ломаются или разрываются от малейшего прикосновения.
136
Уильям Биб, опускавшийся на большую глубину в своей батисфере, уже понимал, что некоторые аспекты пелагической жизни можно изучить только путем прямого наблюдения. Недавно два французских зоолога, Франсис Бернар, а затем Грегуар Трегубов с борта батискафа «FNRS-Ш» вели наблюдения за некоторыми популяциями планктона. Они посвятили этому вопросу многие годы, но до появления батискафа могли применять лишь косвенные методы исследования, наблюдая животных и растения только в стеклянных сосудах, иногда Слишком тесных и загрязненных выделениями. Хотя эти зоологи принимали все меры предосторожности при сборе изучаемого материала сетками, они так и не смогли получить сколько-нибудь полного представления об исследуемом планктоне. Разве можно определить, сколько пойманных экземпляров погибло от грубого прикосновения шелковых петель сетки? Сколько превратилось в студень, в бесформенную желеобразную массу?
Во время эксперимента „Преконтинент-П”, проходившего в Красном море, акванавты, которым посчастливилось прожить неделю или месяц в подводных домах, часто видели скопления планктона.
Почти каждый вечер, незадолго до захода солнца, легкое восточное течение приносило рои мельчайших организмов. Иногда живое облако состояло из тысяч существ, принадлежащих к одному виду. А другой раз оно заключало в себе смесь моллюсков, черней, ракообразных и личинок, плывущих, трепещущих, но уносимых слишком сильным для них течением.
За мириадами мельчайших животных — основной пищей некоторых обитателей моря — гонялись большие косяки сардин, которых затем пожирали китообразные, дельфины или морские свиньи: до нас доносился их пронзительный и модулированный свист. В темноте угадывались великолепные подвижные морды тунцов, отправлявшихся в долгий путь.
Итак, было бы большой ошибкой считать, что подводный мир, отныне доступный человеку, ограничивается земной корой, покрытой морскими водами,— континентальным шельфом, континентальным склоном, абиссальными равнинами — и теми живыми существами, которые тесно связаны с морским дном. Ведь бескрайняя масса вод океана заключает в себе неисчислимые богатства, она является подлинным горнилом жизни, которую надлежит изучить во всем ее объеме.
Мы еще не можем покорить мир „открытого моря”, но скафандры, подводные аппараты и подводные дома дают нам возможность Приподнять завесу и пополнить наши сведения о планктоне и великих морских скитальцах.
137
ПЛАНКТОН
После подвига Алена Бомбара на его надувном плотике „Еретик” и после плавания „Кон-Тики” планктон перестал быть загадкой для непосвященных. Теперь его считают — справедливо или нет — этакой манной морской для потерпевших кораблекрушение, одним из основных предметов питания будущего и неистощимым источником чудодейственных пищевых злементов.
Под этим термином объединяют бесчисленные существа, плавающие в поверхностных или глубоких водах и переносимые течениями. Это действительно очень мелкие, иногда микроскопические создания, которые чрезвычайно редко достигают больших размеров. Если они наделены способностью к движению, то их силы хватает лишь на то, чтобы удерживать равновесие в воде илй перемещаться । по вертикали. Следовательно, элементы планктона, то есть планк-теры, характеризуются тем, что они взвешены в толще воды и не способны к активному плаванию. Пелагическая свободноплавающая рыба не является планктером, но к нему могут принадлежать ее икра и новорожденная молодь. То же относится и ко множеству беспозвоночных, живущих на дне и порождающих личинки, которые разносятся течениями.*
В зависимости от величины и происхождения различают несколько категорий планктеров, в пределах которых строго соблюдается зоологическая или ботаническая классификация. Однако схематически планктон делят на две основные группы. В одну входят экземпляры, близкие к растениям, в другую — близкие к животным. Таким образом, существуют фитопланктон и зоопланктон, тесно (прямо или косвенно) связанные между собой и оказывающие огромное влияние на жизнь в море.
Наблюдать фитопланктон во время погружения невозможно, ибо эти особи чрезвычайно малы, порядка нескольких микрон, и, во всяком случае в настоящее время, только под микроскопом в лабораторных условиях можно изучать и восхищаться разнообразными и порой сложными формами этих, как правило, одноклеточных созданий. Например, у некоторых диатомей чрезвычайно тонкий кремниевый скелет. У других, перидиней, имеются жгутики, и, кроме того, они покрыты пластинками клетчатки, иногда в виде удивительных узоров. Среди них хорошо известны ночесветки, образующие светящуюся пелену и фосфоресцирующие пучки, которые появляются в воде при малейшем перемещении этих созданий.
Но все они (за малым исключением), даже невидимые простым глазом, придают морю его характерную зеленую окраску. Ведь фитопланктон принадлежит к растительному миру и содержит сложное вещество хлорофилл — пигмент, необходимый для его существования. Именно поэтому растительный планктон часто сравнивают с луговыми растениями, зелеными, сочными, пропитан-
138
иыми солнечными лучами. Отсюда следствие — значительная концентрация этих организмов на первых 100 м глубины, то есть в зоне наибольшей освещенности, где еще достаточно энергии для поддержания реакции фотосинтеза. Благодаря ей очень сложный, но довольно хорошо изученный за последнее время процесс.
Механизм его заключается в том, что растворенный и абсорбированный в воде углекислый газ соединяется с водородом. Одновременно выделяется кислород. Эта первая реакция порождает те углеродные соединения, на основе которых образуется живое вещество. В некотором смысле можно сказать, что фитопланктон питается растворенными в воде минеральными солями, углекислым газом и солнечным светом. Поэтому понятно, что такая растительная продукция имеет основное значение при исследовании плодородия морей. Этот постоянный естественный «фураж» представляет первое звено в очень длинной пищевой цепи, которую завершает человек. Фитопланктон — основа питания мелких форм зоопланктона, главным образом ракообразных, которые, в свою очередь, идут в пищу рыбам и крупным ракообразным.
Живые существа, принадлежащие к зоопланктону, лишены пигмента — катализатора и трансформатора энергии, позволяющего им быть автотрофами. Иначе говоря, они неспособны синтезировать свое собственное тело из химических элементов или простых минеральных веществ и энергии. Для питания и ассимиляции зоопланктону необходимы органические соединения, в частности уже образованные аминокислоты. Этим свойством, являющимся отличительным признаком животного мира, обладают и одноклеточные — * протозоа, и многоклеточные — метазоа. И все же иногда трудно различить фито- и зоопланктон. Некоторые протозоа (простейшие) могут в своем развитии проходить автотрофные стадии, то есть содер-,s якать хлорофилл, а затем, утратив пигмент, стать в следующей фазе гетерофильными, так что для дальнейшего существования им требуются уже синтезированные вещества.
Вообще простейшие видимы лишь под микроскопом. Но в периоды активного размножения их образуется так много — миллионы особей,— что вода становится молочного цвета. А некоторые виды можно заметить и невооруженным глазом, например радиолярии, хорошенькие легкие студенистые шарики диаметром в несколько миллиметров. Они окружены тонкими лучами живой материи, вы-лавливающими бесконечно малую добычу. Питание этих животных — очень сложный процесс. Тут следует подчеркнуть, что радиолярии часто объединяются с другими одноклеточными, имеющими сродство с растительными видами,— зооксантеллами, которые, мо-жет быть, и являются основным элементом питания радиолярий.
Многие кишечнополостные, асцидии, ракообразные и другие представители различных зоологических разветвлений прекрасно
139
видны водолазам. Их размеры позволяют разглядеть детали строения, способ сохранения равновесия и поведение этих существ.
Как мы уже видели, различные виды кишечнополостных, принадлежащие к бентической фауне (актинии, кораллы, мелкие мад-репоры), являются, по существу, огромным желудком, который защищают и снабжают щупальца с опасным стрекательным аппаратом, вызывающим ожоги. Это относится и к большей части существ, составляющих планктон.
Медузы
Медузы хорошо известны всем купальщикам и отнюдь не пользуются их расположением. Отличительная черта этих существ — зонтик, диаметром от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров. Разница в величине иногда обусловлена возрастом животного, но зависит также и от его происхождения, что, конечно, затрудняет классификацию медуз.
Некоторые из них представляют только переходную половую стадию в цикле размножения полипов, которые в норме неподвижны. Это, например, обелии, маленькие, очень тонкие гидроиды, развивающиеся колониями путем последовательных почкований и живущие на посидониях. Они полностью захватывают эти растения и цепляются за них, образуя на их листьях очень тонкую сеть. Иногда, в определенных условиях температуры, почкование порождает медуз — маленькие прозрачные куполы диаметров 1 см. С краев зонтика у них свисают короткие щупальца, а под ним, вокруг рта, открывающегося прямо в желудок, масса половых воспроизводительных клеток. Извергнутые и оплодотворенные яйца развиваются в личинки, которые прикрепляются и превращаются в гидроиды. Другие виды никогда не проходят через стадию полипов и размножаются только половым путем.
Вообще мелкие медузы порядка одного сантиметра, особенно те, что состоят как бы из совершенно прозрачной студенистой массы, почти безопасны для человека. Это объясняется небольшими размерами их стрекательных органов, а также, во многих случаях, малой токсичностью яда.* Иначе обстоит дело с роскошной, но причиняющей сильную боль хризоцерой. Она средней величины, порядка 15 см в диаметре (хотя самые крупные достигают 40 см). Зонтик у нее довольно плоский, коричневый, с лиловым оттенком и белыми полосами. Крг(я зонтика фестончатые, с маленькими сенсорными бугорками и двадцатью четырьмя щупальцевыми нитями. Под куполом, в центре, удлиненный рот делится на четыре ротовых щупальца, имеющих вид извилистых полосок. Животное медленно плывет по воле волн, перемещаясь с помощью легких, но частых
140
сокращений зонтика. Краевые и ротовые щупальца тянутся вслед за ним.
Безразличие медузы обманчиво, ибо, как только мимо нее проплывает добыча (или то, что она считает добычей), пусть даже очень крупное существо, движения ее ускоряются и направление их меняется. Например, если опустить в воду руку (то есть белый рефлектор) на расстоянии 20 см от зонтика, он тотчас же наклоняется в сторону руки и приближается к ней. Опыт можно продолжать в течение нескольких минут, только надо остерегаться, чтобы медуза не задела руку, так как ожог, вызванный сотнями стрекательных клеток, поражающих кожу, чрезвычайно болезнен и даже опасен. Он быстро вызывает воспаление пораженного участка в сильную лихорадку. В последующие дни может образоваться язва с сукровичным отделяемым, которая заживает лишь через несколько недель и оставляет после себя стойкий рубец.
Цианея* ни в чем не уступает хризоцере. Ее зонтик еще более плоский, синего или желтого цвета, в зависимости от вида, и снабжен множеством краевых щупалец, сгруппированных до десяти. Лучше не сталкиваться с этой странной, плавающей на воде шевелюрой!
Очень крупных медуз также следует избегать, хотя вызываемые ими ожоги часто проходят бесследно или протекают очень легко.
Большой зонтик Cotylorhiza tuberculata удивительно похож на яйцо, лежащее на тарелке, или на кусок ананаса, украшенного в центре половинкой персика. Под куполом помещаются губные придатки, снабженные щупальцами, которые заканчиваются маленькими, иногда пигментированными бугорками. В межщупальцевых пространствах имеются полости, служащие убежищем рыбьей молоди. Здесь они находят себе и дом, и стол, питаясь объедками медузы.
Перламутрово-голубая Rhisostoma pulmo — самая крупная из медуз; она достигает в диаметре 80 см. У нее большой, мощный зонтик, окаймленный более темной полоской. Он вздувается и сокращается, создавая впечатление равномерного дыхания, за что это животное прозвали „морское легкое”. Ритм его дыхания можно ускорить — достаточно легонько коснуться края зонтика. Тогда медуза наклоняется и начинает раскрываться и закрываться, ускоряя свою пульсацию, и быстро перемещается реактивным движением. Как только период возбуждения проходит, движения замедляются, на мгновение прекращаются, а затем восстанавливается нормальный ритм.
Встает вопрос — каким образом эти существа, принадлежащие к очень примитивной зоологической группе, могут реагировать на оптический или механический раздражитель? По-видимому, они обладают какой-то рудиментарной нервной системой, а также зачаточными органами чувств в виде восьми маленьких бугорков на
14»
краю зонтика. Так они получают информацию о своем равновесии, с прикосновениях, запахах и освещенности. Все эти рецепторы, контролирующие одновременно и движения медузы, располагаются в каждом бугорке, составляя то, что называется ропалиями.
Крупные медузы размножаются особым способом, в некотором отношении напоминающим цикл гидроидов. Они разнополы и выделяют либо яйца, либо сперматозоиды, так как одни из них самки, другие — самцы. После оплодотворения личинка, переносимая течением, может развиваться только на небольшой глубине и на скалах. Часто она прикрепляется в темном местечке, где-нибудь под нависающим утесом, и тогда превращается в нечто вроде актинии, хрупкое прозрачное существо с очень тонкими щупальцами. Со временем она удлиняется, и терминальная ее часть с щупальцевыми нитями отделяется, образуя первую зачаточную медузу. Такое отделение продолжается до тех пор, пока держатся благоприятные температурные условия. Затем почкование прекращается.
Сифонофоры и гребневики
Медузы — не единственные пелагические кишечнополостные, чье прикосновение опасно для человека. У сифонофор также неважная репутация, и большинство их вызывают болезненные ожоги. Одна из них, физалия, не имеет себе равных в мире планктеров.*
Известная с незапамятных времен под названием «фрегат», или „португальский кораблик”, красивого синего цвета, она имеет наполненный газом поплавок длиной около 25 см, который действительно похож на корпус корабля. Это единственная видимая снаружи часть сифонофоры. По существу, животное представляет собой большую колонию, помещающуюся под поплавком. Бесчисленные составляющие ее особи специализированы, то есть каждая имеет совершенно определенное назначение. Одни играют роль сенсорного аппарата, другие — органов размножения, которые отпочковывают только зародышевые клетки, и наконец третьи, гастрозоиды, являются вечно голодными желудками, на обязанности которых лежит питание всей колонии.
Без гастрозоидов животное погибло бы от голода. А потому, чтобы способствовать регулярному поступлению питания, все они снабжены нитями, длина которых может превышать 5 м. Тонкие изящные голубоватые трубочки образуют в воде почти невидимую, но весьма опасную сеть. Вот ловушка приведена в действие. Каждая нить снабжена мельчайшими бугорками, являющимися батареей нематоцист, которые включаются при малейшем прикосновении. Это настоящее минное поле с незаметными взрывными элементами, способное погубить даже рыб длиной 10—12 см. Стоит задеть одно из волокон, как первые нематоцисты выбрасывают свое копье
142
и впрыскивают яд. Конечно, жертва реагирует очень бурно, что вызывает разряд новых батарей и одновременно сокращение одной или нескольких нитей, которые мгновенно опутывают свою добычу и подтягивают ее к гастрозоидам. А те уже насторожились, жадно набрасываются на парализованное, безжизненное тело и начинают переваривать его. Когда пищеварение закончено, «рыболовные волокна» снова разворачиваются. Физалия привела в готовность свои боевые средства.
Страшные ожоги, вызываемые «португальским корабликом», побудили двух французских ученых, Рише и Портье, исследовать механизм действия яда. Сделав вытяжку из рыболовных волокон, они впрыснули ее птицам и грызунам и установили, что это ядовитое вещество обладает анестезирующим действием. Опыты были произведены в 1901 г., то есть в эпоху, когда на повестке дня стояли важные проблемы иммунологии и вакцинации. Поэтому ученые пытались иммунизировать животных, вводя им яд повторно. Но, к их великому изумлению, после второй инъекции все патологические явления усиливались. А третья убивала животное. Следовательно, результат получился противоположный ожидаемому. Чувствительность животного к веществу, содержащемуся в нематоцистах физалии, не уменьшалась, а, наоборот, увеличивалась, и организм их реагировал на яд все сильнее. Так было открыто явление анафилаксии. Нужно напомнить, что большая часть этой работы проводилась во время океанографической экспедиции принца Альберта I Монакского, в лаборатории его великолепной яхты «Принцесса Алиса II».
Не у всех сифонофор поплавок такого размера, как у физалий. Часто он похож просто на маленький пузырь, пневматофору, который — в зависимости от вида животного — может быть наполнен либо газом, либо маслянистой жидкостью. Этот поддерживающий баллон несет на себе длинную тонкую трубку — столон, а перед ним находятся четыре-шесть сокращающихся плавательных колоколов, которые пульсируют и способствуют перемещениям сифонофоры на небольшие расстояния. И наконец, на столоне находятся колонии со своими специализированными особями — гастрозоидами и рыболовными волокнами.
Любопытная штука — поплавок! Исследователи полагают (а доказательств пока нет!), что сифонофоры могут изменять заключающийся в нем объем газа или жидкости, тем самым регулируя свою плавучесть и, следовательно, глубину погружения. Физалии обладают этой способностью в меньшей степени, но она, возможно, помогает им уменьшить воздействие ветров на надводные участки колонии.
Летом, особенно в прозрачных и теплых водах Средиземного моря, первые 20 м часто кишат змеевидными пластинками длиной в несколько сантиметров — «венериными поясками». Края их
143
украшены тонкой каймой, через которую словно пробегают коричневатые, синеватые или красноватые волны. Эти переливы зависят от мерцательных ресничек, расположенных, как зубья гребенки, на маленьких параллельных пластинках. Они колышутся неодновременно. Движение начинается на одном конце, постепенно передается дальше и таким образом порождает последовательные волны. Обычно венерины пояски плавают в сопровождении гребневиков.*. Последние шарообразной формы, имеют вид крупных смородин, снабжены восемью рядами мерцательных ресничек и тянут за собой два маленьких ловчих щупальца. Эти кишечнополостные носители гребешков — ктенофоры — не имеют стрекательных клеток, но зато снабжены ловушками с клеем коллобластами, тоже своего рода чудом механики! Представьте себе совсем маленькие клетки, внутри которых помещена спиральная пружинка. В момент ее действия она выбрасывает не подкожную иглу, а колпачок, усеянный каплями клея, к которым и прилипает добыча. Несколько коллобластов разряжаются, щупальце сокращается и подтягивает пойманную жертву ко рту.
Асцидии, сальпы и крылоногие моллюски
Среди планктонной фауны, обычно сгруппированной в стаи, нередко встречаются пелагические асцидии. Многие из них образуют длинные цепи едва колышущихся прозрачных лежащих бок о бок мешочков. Цепи сальп отличаются от других планктеров своего рода круглым ядром, видимым внутри и у основания каждой особи. В этом «ядре» сгруппированы желудок с частью кишечника и половые железы, мужские и женские. Salpa maxima достигает 10 см, и ядро у нее красного цвета, тогда как у S. democrattca оно может быть синеватым и гораздо меньшего размера. Эти животные в период перемежающихся фаз размножения — половой и неполовой — претерпевают небольшие морфологические и анатомические изменения. Так, из оплодотворенного яйца, пройдя довольно сложные стадии развития, рождается единичный бесполый экземпляр. Достигнув зрелости, он отпочковывает вблизи от ядра спиральную трубочку, стодон, который делится на бесчисленные сальпы. Все они имеют половые признаки, но являются гермафродитами. Они обычно остаются соединенными между собой, хотя некоторые и отделяются. Тогда из отложенных ими яиц появляется новое поколение единичных особей. На этом цикл заканчивается.
Doliolum, другие пелагические асцидии, размножаются таким же способом. Это хорошенькие словно хрустальные бочонки, окаймленные тонкими мышечными полосками. Они так прозрачны, что внутри них видна тонкая жаберная сеть. Она обеспечивает их дыхание и фильтрует воду, доставляющую им невидимый глазу фитопланк
1 'tl
тон. Но на эту замечательную прочную и прозрачную оболочку долиолума часто зарится рачок Phronima.
Phronima sedentaria — очень интересное ракообразное из амфипод. У него непомерно большая голова с блестящими светлыми фасетками — десятками сложных глаз, хрупкое тело и лапки с мощными клешнями. Это животное обладает скверной привычкой (скверной для его хозяина) нападать на долиолума. Он тщательно выедает его внутренности, оставляя твердую, прочную оболочку, состоящую из туницина, вещества, близкого к целлюлозе. Это превосходная защита и очень комфортабельное жилище. Phronima вертится, беспокойно размахивает лапками, и кажется, что он благоустраивает и чистит свой хрустальный дворец, готовя его для молоди. Только что вылупившиеся рачки имеют вид крошечных личинок. Они быстро растут в своем убежище и вскоре без зазрения совестп изгоняют оттуда родителя. А затем и сами покидают родной кров и подыскивают себе новый дом, в другом бочонке.
Среди тысяч планктонных животных, беспорядочно перемещающихся в воде, очень много ракообразных, особенно копепод. Это мелкие, едва различимые организмы, и подробности их строения недоступны невооруженному глазу. Однако некоторые обнаруживают себя радужным, белым, розовым или голубым отблеском. Они носятся, как золотые песчинки, дают на одно мгновение полюбоваться своими формами, похожими на крохотные листики, затем исчезают, словно растворившись в воде, чтобы снова вспыхнуть искрами немного дальше. Это — сапфирины, названные так совершенно обоснованно, в чем можно убедиться воочию, наблюдая их чарующие цветовые переливы. Одни сапфирины поселяются около сальп, проникая в их жабры, и, по-видимому, питаются объедками или застрявшей в них добычей. Другие живут свободно, но иногда присасываются к-определенным червям, как настоящие плотоядные. А некоторые копеподы, близкие сапфиринам, предпочитают общество пелагических моллюсков, в частности Creseis.
Creseis — изумительные маленькие созданьица с конической раковиной из хрупкого известняка; их длина редко превышает 2 см, а диаметр 2 мм. Кончик раковины, разумеется, острый и всегда направлен книзу. Весной или осенью можно видеть сотни Creseis, причем их маленькие рожки выровнены в одну вертикальную линию. На прозрачной, с розовым отливом раковине возвышаются две пластинки, быстро колышущиеся в воде, как крылышки. Эти пластинки — результат превращения ножки животного. Вообразим себе улитку и допустим, что подошва, на которой она перемещается, расширилась, разделилась пополам и выпятилась спереди, по обе стороны головы,— тогда мы получим примерное представление о том, что произошло с Creseis. Плавают эти крылоногие моллюски рывками. Быстро хлопая по воде своими «крылышками», они удерживаются несколько секунд на одном уровне или же передвигаются на
Тб р. Вэсьер 145
несколько сантиметров вперед, затем останавливаются. Без поддержки они медленно погружаются, а потом снова начинают свои движения. Такие перемежающиеся подъемы и спуски напоминают скачкообразные движения марионеток, подвешенных к невидимым нитям. Сходство это еще более выражено у Cavolinia, тоже крылоногих, у которых широкие треугольные раковины с четким лиловым кончиком. Раковина кажется непомерно тяжелой ношей для такого маленького тельца.
Движение стаей
Хотя популяции зоопланктона подчиняются прихоти океанов и режиму течений, они все же очень различаются в одной и той же географической зоне, в зависимости от районов. Виды, встречающиеся в открытом океане, иные, нежели те, что водятся вблизи побережья. Среди последних, в частности, гораздо больше личинок бентических животных, а кроме того, большое значение имеет время суток и глубина, на которой производилось исследование. Несомненно, эти животные реагируют на различные физические и химические факторы, среди которых главным является свет. У большинства из них имеются более или менее развитые глаза, причем иногда весьма сложного устройства и чрезвычайно чувствительные к изменениям интенсивности и состава светового спектра. Чтобы убедиться в этом, достаточно погрузиться под воду ночью, держа в руке фонарь. Через несколько минут световой пучок будет пронизан тысячью кружащихся вихрем существ, причем можно даже выявить преобладание некоторых форм. Ближе всего к лампе окажутся змеевидные типы червей, большеглазые многощетинковые аннелиды; подальше — стреловидные черви хетогнаты и, наконец, уже в полутьме — мальки. В другое время суток и года можно наблюдать обратный порядок расположения. Как бы то ни было, свет всегда как-то действует на них. Ясно, что и солнечный свет оказывает большое влияние на этих животных и что планктонные группы сменяют друг друга у поверхности воды или совсем исчезают, в зависимости от времени суток, от интенсивности солнечных лучей, а также от фазы Луны. Так, в определенное время года, в период размножения, пелагические аннелиды или ракообразные в полнолуние поднимаются в верхние слои воды.
Некоторые физические явления были истолкованы как следствие такой вертикальной миграции. Это относится, в частности, к глубинному рассеивающему слою (ГРС). ГРС ставит чрезвычайно важные проблемы, которыми занимается множество научно-исследовательских лабораторий. Когда производят длительные промеры глубин с помощью эхолота в открытом море, запись показывает профиль дна, но, кроме того, одно-два дополнительных эха на глубинах поряд
146
ка 600—700 м. К вечеру эти кривые начинают подниматься и около полуночи превращаются в линию, параллельную поверхности. Затем, на восходе солнца, она снова опускается до 600—700 м. Предпринималось множество попыток исследовать эти колебания — как непосредственно, с борта подводной лодки, так и косвенным методом, с помощью фотоаппаратуры,— и ни одна из полученных проб так и не подтвердила гипотезу, согласно которой такие эхо порождаются планктоном. Тем не менее исследователи часто отмечали суточный цикл подъема и опускания скоплений планктона, так что сам этот факт может считаться вполне доказанным.
Но тогда встает другой вопрос — откуда у животных, из которых многие не превышают миллиметра, берутся силы для вертикальных перемещений в противоположных направлениях, причем иногда на несколько сотен метров? Конечно, таким ракообразным, как эвфау-зииды, сходным по форме с креветками, это под силу: они достигают в длину 3—4 см и обладают мощной мускулатурой. Но каким образом поднимаются в воде, скажем, личинки или копеподы?
Копеподы плавают толчками. Четыре-пять пар крошечных лапок рывком выносят вперед тело, которое принимает положение для плавания. Впрочем, перемещения этих животных не прямолинейны, а зигзагообразны. Усилия их прерывисты — рачок останавливается, опускается на несколько сантиметров ниже достигнутого уровня, затем снова начинает двигаться кверху. Не у всех видов наблюдается подобная повадка, но у некоторых оно проявляется особенно отчетливо, например у Eucalanus elongatus, довольно крупных животных, достигающих в длину около 0,5 см.
Итак, тут тоже возникает некоторая проблема. По-видимому, поддерживающая сила этих животных в воде обусловлена по крайней мере двумя факторами. В определенные моменты копеподы становятся чуть тяжелее, чем объем воды, вытесняемый их телом, следовательно, им приходится компенсировать эту разницу в весе плавательными движениями. Но что происходит в момент, когда они стабилизируются? Может быть, мельчайшие стерженьки их придатков, усиков и ножек, обладают достаточной вибрацией, чтобы поддерживать нейтральную плавучесть? Можно также предположить, что изменение веса животного происходит без образования пузырьков газа (которые, кстати, никогда не были обнаружены!). Механизм этот еще неясен, но можно выдвинуть две гипотезы, основанные на изменении плотности внутренней среды. Согласно первой гипотезе, полостная жидкость может обогащаться обессоленной водой, благодаря чему животное становится легче морской воды. По второй же гипотезе, приходится допустить образование маслянистых шариков, играющих роль поплавков. Такие шарики обнаружены у многих копепод. Иногда они прозрачны, но гораздо чаще окрашены в красный, оранжевый или желтый цвета. Возможно, что либо секреция этих капелек, либо более или менее выраженное окисление
147
растворенных веществ и является фактором, вызывающим изменение веса. Но, как уже говорилось, все это лишь гипотезы, правда, они в какой-то мере могут объяснить вертикальные миграции планк-теров.
МИГРАЦИЯ РЫБ
Колоссальные облака зоопланктона, пасущегося на тучных нивах фитопланктона, становятся, в свою очередь, пищей для многих морских животных, которые ищут этот корм, преследуют его и ведут за него жестокие бои. Однако рыбы иногда проделывают огромный путь не только в поисках добычи, а в силу каких-то других причин. Такие странствия совершаются и на короткие расстояния, и на тысячи морских миль. Тут могут иметь большое значение сезонные колебания температуры поверхностных слоев воды, которые изменяют распределение некоторых видов. В других случаях незадолго до периода размножения глубокие физиологические сдвиги подготавливают фазу полового созревания, следствием которого являются миграции с севера на юг, с востока на запад или в обратных направлениях, но всегда одинаковых для одного и того же вида. Иногда рыбы больше не возвращаются в исходный пункт. Но эти перемещения (причины которых теперь уже частично установлены) не всегда столь явны. Некоторые рыбы отправляются в путешествие тайком, и маршруты их еще не изучены. Известно только, в какое время они исчезают из одного места и когда появляются в другом.
Угорь
Среди мигрирующих рыб угорь все еще представляет во многих отношениях загадку. Подумать только, что эта-речная рыба покидает пресноводные бассейны и отправляется, незадолго до периода размножения, в океан (катадромные миграции)! Естественно, встает вопрос: куда отнести угря в руководстве по ихтиологии — к морским или к речным рыбам? Этот вопрос был бы уместен, если бы угорь не проводил самую интересную часть своей жизни в океане и если бы она не была окутана такой тайной.
До XVIII в. ученые полагали, что угорь размножается спонтанно или возникает из гумуса, или же что он гермафродит в полном смысле этого термина. Но в следующем веке сначала Мондини, затем Сырский обнаружили яичники у самок и семенники у самцов и тем самым доказали, что эти рыбы двуполы. Тём не менее все их наблюдения свелись к выводу о том, что крупные экземпляры, пойманные в эстуариях после массового спуска по рекам, не достигли половой зрелости. С другой стороны, было известно, что в теплое время года, примерно в июне, косяки молодых угрей, имеющих в длину
148
около 75 мм, в колоссальных количествах появляются у входа в эстуарии и быстро поднимаются против течения. Оставалось только допустить, что с началом полового созревания угри спускаются по течению рек, выходят в море, там размножаются и затем молодь возвращается, чтобы расти в пресной воде.
Лишь в 1922 г. тайну этих загадочных существ раскрыл датский океанограф Йоханнес Шмидт, совершивший множество морских экспедиций, в частности на борту научно-исследовательского судна «Дана».
Взрослые европейские угри появляются в эстуариях осенью и выходят в Атлантический океан. (Это доказано тем, что рыбы,, меченные в Балтийском море, были обнаружены на западе, посреди океана.) Они направляются в Саргассово море, куда прибывают, по-видимому, весной. Следовательно, именно в это время и вылупливаются личинки. Эти маленькие ланцетовидные прозрачные существа, ничуть не похожие на взрослых угрей, долго считались животными совсем другого вида. Личинки угря — лептоцефалы — очень слабы и хрупки; их вместе со всеми другими планктерами уносят течения, в частности Гольфстрим, направляющийся к Европе. Следуя за этим течением, Шмидт заметил, что по мере удаления от Саргассова моря и приближения к Европе выловленные угри становились все крупнее и, наконец, вблизи эстуариев уже приобретали форму молодых .угрей, длиной около 8 см.
Путешествие молоди продолжается примерно три месяца. Что же касается их родителей, проделавших тот же путь, но только с востока на запад, надо полагать, что они после брачного сезона погибают, ибо на обратном пути в Европу Шмидт не поймал ни одного-плывущего против течения рек.
Но многое еще остается непонятным. Например, очень мало угрей было обнаружено в открытом море. Правда, ловить их там трудно, потому что они как будто не ходят стаями. Можно также добавить, что скат миграторов и возвращение молодых угрей наблюдались и в Средиземном море, но в Гибралтарском проливе их было-поймано очень мало. Правда, после работ знаменитого датского океанографа нашли еще три нерестилища: одно на востоке Японии, второе на юге Тихого океана, третье в Индийском океане. Все они расположены в течениях, омывающих континенты, где также наблюдаются скопления угрей. Эти факты и многие бесспорные наблюдения вполне подтверждают повсеместно принятую теорию Йоханнеса Шмидта.
Тунцы
Тунцы (обобщенное название) также ставят ученых перед трудными проблемами. Например, красные тунцы (Thynniis thynnus) из Средиземного моря собираются у берегов Сардинии, Сицилии
149
и Туниса в мае и июне. Начиная с июля, после окончания периода метания икры, они рассеиваются по разным местам. Меченые рыбы попадались в Черном море, у Азорских островов и в Северном Ледовитом океане. О белых тунцах (Gerто alalonga) известно, что они скапливаются в глубоководных районах к юго-западу от Мадейры и Канарских островов, где температура воды приближается к 14°С. С началом весны эти рыбы, следуя по изотерме 14°, начинают подниматься к северу и оттуда рассеиваются во все стороны. Оставаясь в местах с благоприятной для них температурой, белые тунцы поглощают огромное количество пищи. Затем их находят в Бискайском заливе в мае, у берегов Исландии в сентябре, а с октября они куда-то исчезают.
Белые тунцы проходят невообразимые расстояния. Ф. Д. Оммани в своей работе «Рыбы» пишет, что некоторые виды, очень близкие красному и белому тунцам, например бразильская макрель, проделывают в Тихом океане путь длиной около 8000 км.
Многие другие рыбы, которые, однако, не заплывают (или делают это крайне редко) за пределы континентального шельфа, следуют в своих миграциях по еще неведомым нам путям. К счастью для рыболовной промышленности, известно, например, в какой момент и в каких местах сельдевые рыбы, то есть такие рыбы, как сельдь, сардины и шпроты, скапливаются либо перед периодом полового созревания, либо в период размножения. Известно также, что анчоусы (анчоусовые рыбы), живущие на краю континентального шельфа, приближаются к берегу, чтобы выметать икру. Но сколько еще остается неразрешенных вопросов!
До сего времени вся информация основывалась на идентификации рыб при помощи мечения их пластинками, булавками и другими способами. Интересно происхождение этого метода исследования. Около 1920 г. итальянский ихтиолог Массимо Селла заметил в пасти выловленных им рыб старые рыболовные крючки. Тогда ему пришло в голову проверить происхождение пленников, и оказалось, что оно чрезвычайно разнообразно. Например, он установил, что некоторые экземпляры прибыли даже из Соединенных Штатов. Так зародился принцип маркировки.
10. ТРОПИКИ
Еще совсем недавно, наверно, не более двадцати лет назад, путешественник, прибывающий из Южных морей, надолго сохранял в памяти картины белых песчаных пляжей, окружающих лагуну. Ему представлялась зеленая, прозрачная вода и мелкие, шаловливые волны, подбегающие, словно играя, к подножию кокосовых пальм. Перед его глазами как будто снова появлялась роскошная природа, стена деревьев, оплетенных лианами,— зеленое кольцо, 150
отделяющее человека от безбрежности Тихого океана... За окном расстилается бескрайняя яркая синева и мадрепоровый риф, едва покрытый морскими водами. Изумительные раковины открываются навстречу солнечным лучам, тысячи зверюшек в переливающихся одеяниях, огненных, темных или цвета топаза суетятся, демонстрируя свои наряды...
Сегодня эти острова райского блаженства не изменились, но предприимчивые путешественники могут доставить себе новое наслаждение, погрузившись в мир, который прежде могли видеть лишь мельком. Вот тогда-то, обомлев от восторга, с горящим взглядом, они едва находят слова, чтобы описать потрясающее зрелище. Красота линий, богатство красок, разнообразие форм и бурление жизни объединяются в каких-то изумрудных и сапфировых переливах, ослепительных букетах. И перед путешественником медленно проплывают зачарованные уголки Земли — Коралловое море, Индийский океан, Красное море и Таити — пояс двух тропиков.
РИФЫ
Формы, местоположение и гипотезы
Сто тридцать лет назад корабль Ее Величества королевы английской Виктории «Бигль» под командой капитана Фиц-Роя совершал кругосветное плавание. Отчалив пять лет назад от родных берегов, он пересек Атлантический океан, обогнул Южную Америку, прошел по Тихому океану и теперь приближался к Большому Барьерному рифу. Далее ему предстоял путь в Индийский океан, мимо мыса Доброй Надежды и вдоль берегов Африки — в Англию.
На борту корабля находился двадцатисемилетний естествоиспытатель Чарлз Дарвин. Этот замечательный ученый все время производил наблюдения и накопил массу интересного материала. Мысленно он уже приступил к изложению его в труде, который он решил озаглавить «О происхождении видов». Однако в тот момент его главной задачей было уточнить на карте местонахождение австралийских коралловых островов-рифов. Дарвину хотелось выяснить, каким образом могли возникнуть эти колоссальные известковые окаменевшие образования? Почему они располагаются то на самом берегу, то параллельно ему? Как образовались атоллы?
День за днем ученый вел свои исследования. Проанализировав их и тщательно изучив уже имеющиеся данные, он опубликовал в 1842 г. работу «Структура и распределение коралловых рифов». Это был капитальный труд, вызвавший самые противоречивые отклики.
Коралловые рифы по своим наружным окраинам, где происходит непрерывная смена воды и где они никогда не обнажаются, и до
151
глубины не более 40 м состоят главным образом из живых существ, водорослей и животных, настолько богатых известью, что они кажутся окаменевшими. Иногда даже трудно отличить их от умерших экземпляров. Весь этот комплекс образует в тропических морях довольно большие банки, форма которых варьирует в зависимости от их местонахождения. Так, они могут развиться на побережье, образуя нечто вроде примыкающих к суше тротуара или площадки, иногда очень большой протяженности, до нескольких сотен метров в ширину. Тогда их называют окаймляющими, или береговыми, рифами. В других условиях они тянутся параллельно берегу и отделяются от него проливами глубиной не более 60 м и шириной часто в несколько километров. В этом случае они еще связаны с континентальным шельфом и образуют своего рода защитную стену между океанической зоной, то есть открытым морем, и берегом. Это — барьерные рифы. И наконец, рифы могут иметь хорошо знакомую всем форму атоллов — кольцеобразных банок, изолирующих центральный водоем — лагуну; она может простираться на несколько километров, но ее глубина редко превышает 60 м. Иногда в центре лагуны вздымается вулкан, обычно бездействующий. А иногда весь атолл покрыт роскошной растительностью. Поверхность его, обращенная к открытому морю, будь то барьерный риф или атолл, обрывается по вертикали, словно откосы крепостного вала или стена подводной крепости.
Атоллы, затерянные посреди океана (в частности, Тихого), в сотнях километров От континента или большого острова, всегда вызывают удивление исследователей и мореплавателей. Чарлз Дарвин тоже был заинтригован этим странным явлением. Как же все-таки образовались атоллы? На чем они держатся? Наблюдения, проведенные ученым от Галапагосских островов до Большого Барьерного рифа, позволили ему создать свою теорию.
Вокруг вулканов, усеивающих Тихий океан, развились колонии кораллов. Сначала они образовали узкие окаймляющие рифы, похожие на тротуары. Впоследствии произошло постепенное опускание вулканов или же повышение уровня моря. Таким образом, коралловые площадки медленно погрузились под воду, тогда как по их краям продолжали расти известковые водоросли и мадрепоры, что способствовало формированию барьерного рифа и характерного кольца. И наконец, в последней стадии ушел под воду и вулкан и выстоял только атолл.
Такая длительная эволюция, происходившая в течение нескольких геологических периодов, привела к постепенному исчезновению вулканической породы под последовательными слоями известковых обломков и скелетов умерших животных. Поэтому Дарвин полагал, что бурение позволило бы достичь основной породы. Это было осуществлено в 1952 г. на атолле Эниветок, причем прежде чем бур добрался до базальта, ему пришлось пройти 1200-метровый слой известняка.
452
Гипотеза Дарвина, весьма привлекательная на первый взгляд (подтвержденная к тому же несколько лет спустя исследованиями американского натуралиста Джеймса Дуайта Даны), все же не дает полного объяснения происхождения коралловых рифов и, в частности, не учитывает ледниковые эпохи четвертичного периода. Поэтому пятьдесят лет назад Реджинальд Дэйли предложил свою теорию ледникового контроля коралловых рифов.
По мнению Дэйли, в течение этого периода похолодание и понижение уровня моря в тропических районах привели к смерти существовавших в ту пору коралловых рифов барьерного типа. Побережье и платформы, оставшись без защиты, подверглись сильнейшей волновой эрозии. Со временем уровень моря поднялся вновь, снова повысилась температура и по краям остатков старых кораллов возникли новые колонии. Но теперь расстояние между барьерными рифами и побережьем стало больше из-за ранее происшедшей эрозии.
Загадка атоллов не разрешена до сих пор, и теория Чарлза Дарвина все еще служит предметом жарких споров и побуждает ученых к дальнейшим исследованиям.
Сделанное нами схематическое описание различных типов коралловых рифов и их предполагаемого происхождения подчеркивает значение субстрата, то есть опоры для развития водорослей и мадре-пор.
Карта, составленная после плавания «Бигля», дополненная в 1912 г. Луи Жубеном и совсем недавно (1957) Дж. У. Уэллсом, действительно показывает колоссальное количество коралловых рифов в Тихом океане— у берегов Полинезии, Индонезии и Австралии. В Атлантическом океане их нет нигде, кроме как у берегов Бразилии и в Карибском море. Такое широкое распространение коралловых рифов в Тихом океане, по-видимому, объясняется обилием островков вулканического происхождения, на которых и образовались атоллы. Последние более редки в Индийском океане и почти отсутствуют в Атлантическом. Следует отметить еще два наблюдения. Коралловые рифы опоясывают Землю по экватору; северная и южная границы этого пояса примерно совпадают с тропиками Рака (23°27' N) и Козерога (23°27' S). Чаще всего (за исключением особых районов, таких как Австралия, Индонезийский и Антильский архипелаги) наиболее колонизированными оказываются восточные побережья континентов. Такое неравномерное распределение коралловых рифов ученые пытались объяснить влиянием теплых морских течений.
В Тихом океане тропическую зону пересекают три главных течения. Два из них идут параллельно, направляясь с востока на запад по обе стороны экватора. Их разделяет Экваториальное противотечение. Северное Экваториальное течение доходит до Филиппин, поворачивает к северу и поднимается к Японии, где оно называется
153
Куросио. Южное течение раздваивается на уровне Новой Гвинеи. Одна нисходящая ветвь направляется к северо-восточному побережью Австралии и обогревает Коралловое море; часть ее проникает в Индийский океан и идет между островами Индонезии. Другая же ветвь участвует в образовании Экваториального противотечения, проходящего с запада на восток и достигающего, уже значительно ослабленным, Панамского перешейка. Легко заметить, что островки и побережья континентов, омываемые этими течениями, широко колонизированы кораллами.
Аналогичное явление существует и в Индийском океане. Экваториальное течение, омывающее берега Африканского континента, разделяется около Мадагаскара на Мозамбикское течение, идущее на юг, и сложное течение, главная часть которого составляет Индийское противотечение. Последнее огибает Цейлон и возвращается к берегам Индонезии.
Благодаря режиму течений в Тихом и Индийском океанах Малайский архипелаг и моря, омывающие Яву, Целебес и побережье Китая, оказываются в исключительно благоприятных условиях, так как обогреваются с востока на запад, что способствует развитию крупных коралловых колоний.
В Атлантическом океане Южное Экваториальное течение направляется к берегам Южной Америки, где дает начало Бразильскому течению и северной ветви, огибающей Гвиану и проходящей через Карибское море. Дальше она идет через Мексиканский залив и мимо Флориды и участвует в образовании Гольфстрима.
Северное Экваториальное течение, возникающее примерно в районе островов Зеленого Мыса, к западу от Сенегала, также устремляется к Антильским островам, огибает Багамские острова и соединяется с Гольфстримом. Следовательно, в Антильском архипелаге и на Флоридском полуострове особенно благоприятные условия для развития коралловых рифов. Атоллы Бермудских островов также находятся в идеальных условиях. Несколько тысяч рифов у западного побережья Африки обязаны своим существованием Гвинейскому течению.
Температура этих теплых течений обычно превышает 21°С. При более низкой температуре кораллы погибают. Ученые составили карту изотерм, которая довольно точно согласуется с картой распределения рифов.
Структура и условия существования
Что мы называем кораллами? Трудно ответить на этот вопрос, не коснувшись длительного процесса биологической эволюции. Однако можно сказать, что, как правило, этим общим термином обозначают симбиоз животных с известковым скелетом и известковых водорос
154
лей. Тесно переплетаясь друг с другом, они образуют рифы, форма и расположение которых уже были вкратце описаны. Зоологи называют кораллами главным образом живые существа, прежде всего кишечнополостных, то есть низших животных, следующих в классификации сразу после губок. Можно уточнить, что рифообразующие кораллы — это чаще всего мадрепоры. По своему строению они близки к актиниям. Каждая особь представляет собой центральную пищеварительную полость, разделенную на камеры, число которых равно или кратно шести. Эти камеры разграничены радиальными перегородками, начинающимися на периферии и идущими к центру, образуя, таким образом, множество пластинок, иногда плотно прижатых одна к другой. Мадрепоры могут быть отдельными особями или же сгруппированными в колонии. Они обладают особым свойством — поглощать карбонат кальция, растворенный в морской воде, который, осаждаясь в их тканях, образует очень плотный скелет. Некоторые колонии могут превращаться в колоссальные ветвистые образования, достигающие нескольких метров в высоту или ширину.
С течением лет скелеты водорослей мадрепор слились воедино; целые отделы их обрушивались, и таким образом поколение за поколением образовывали огромные платформы, барьеры или атоллы, на которых возникали новые колонии. Но простого нагромождения скелетов недостаточно для создания колоссальной, словно монолитной, известковой массы, столь плотной, что ее с трудом удается разбить. Процесс образования коралловой колонии гораздо сложнее, он обусловлен одновременной или последовательной жизнедеятельностью существ, составляющих риф или связанных с ним, а также некоторыми физико-химическими факторами.
Водоросли, губки, моллюски, рыбы и ракообразные являются настоящим заводом, перерабатывающим, а главное, восстанавливающим известь. Одни (в частности водоросли) растворяют ее, впитывают в себя или же выделяют в морскую воду. Другие (например, губки и моллюски) а также микроскопические одноклеточные животные, такие как фораминиферы, поглощают известь и- образуют из нее свой скелет. Рыбы могут разбивать его и размалывать мощными зубами, затем, переварив полип, выделять известь в виде порошка или песчинок. Таким образом, вода, омывающая рифы, всегда находится в состоянии пересыщения карбонатом кальция, и отложение его часто происходит спонтанно. Вообще-то отложения образуются между скелетами, покрывающими морское дно вблизи рифов, и цементируют их, создавая очень компактную массу. Именно такие участки и образуют окаменевшую основу рифа, чья толщина может достичь и даже превзойти 1000 м. Но этот цемент не сплошной. В нем имеются неровности и ниши, куда быстро вселяются другие живые существа, которые пробуравливают, подтачивают и поглощают известняк, выделяя часть его в циркуляцию.
155
дит чрезвычайно быстро, и иглы достаточно тонкие, чтобы пройти между петлями купальника. Введенное в кожу вещество вызывает сильнейшую боль и страшное жжение. Пораженные участки тотчас же краснеют, образуются крупные бляшки и даже пузыри, исчезающие только через несколько дней. Повторные уколы могут вызвать очень тяжелое поражение типа анафилактического шока, сопровождающееся высокой температурой и потерей сознания. Из-за этого свойства миллепор иногда называют «огненные кораллы». Можно задать вопрос —для кого, кроме человека, предназначено это оружие? Ведь оно как будто не поражает рыб, которые свободно плавают между ветвями в поисках мириадов крошечных существ, принадлежащих главным образом к Pomacentridae. Эти маленькие красные, синие и белые созданьица с черными пятнышками, близкие морским лещам, зубарям, амфиприонам и абудефдуфам, снуют взад и вперед, склевывая с ветвей окаменевшего букета невидимую добычу.
В нескольких метрах отсюда рыбы-хирурги, Acanthurus lineatus, желто-оранжевые с прекрасными синими полосами, и Acanthurus lineolatus, черные с синим отливом, у которых хвост отделен от тела красивой оранжевой линией, отыскивают в песке и среди мертвых кораллов червей и моллюсков. Вечно занятые проблемой пропитания, эти рыбы непрерывно открывают и закрывают рот, используя его как сортировочный аппарат. По обе стороны хвоста, у основания плавника, у них находятся две тонкие горизонтальные, едва заметные пластинки. При малейшем испуге или просто при появлении непрошенного конкурента две хвостовые пластинки мгновенно выбрасываются наружу, превращаясь в настоящие ланцеты. Тогда рыба кидается на неприятеля и наносит ему узкий и глубокий, а иногда смертельный порез. Близкие родственники хирурга — Naso имеют удлиненную голову, заканчивающуюся острой пастью. У них изумительной красоты расцветка. Одни из них зеленые, как яшма или изумруд, с золотистыми плавниками, окаймленными лазурью. Это Naso lituratus. Другие же — светло-серые, с синими и желтыми плавниками. И все вооружены четырьмя плавниками-ножами, расположенными попарно.
Под крупными обломками прячутся от солнца иглокожие: опасный морской еж Diadema setosa, либо Centrechtnus setosus с длинными, до 15 см, иглами, или же безобидный Нeterocentrotus mammila-tus, у которого иглы не более 10 см. Эти широкие, уплощенные палочки, похожие на авторучку, красноватые с белыми кольцами, состоят из плотного, красивого известняка, приятного на ощупь. Маленькая коричневая подушечка, усеянная синеватыми узелками,— это морская звезда Culcita. Лучи у нее едва намечены в виде пяти крошечных зазубринок.
В песке копошатся тысячи мельчайших существ, которые что-то роют и то и дело перестраивают свои норки. Ящероглавы совершенно сливаются с песком. У них удлиненное пятнистое тело, острая
158
головка, немного возвышающаяся надо дном, рот с узкими зубами. Вот бычки, то чертят зигзаги, то вдруг кидаются к маленькой пещерке и, сделав крутой полуоборот, влезают туда хвостом вперед, так что из входа торчит только голова. Из своего укрытия они внимательно наблюдают за каждым вашим движением зоркими подвижными глазами и чуть что — исчезают, как кукушка в стенных часах.
Ленивые голотурии медленными размеренными движениями прощупывают почву щупальцевой короной. Во время своих безмятежных прогулок они непрерывно всасывают и просеивают песок. Маленькие, черные или гигантские (до 70 см), светлые, с розовыми кольцами создания — это Actinopiga obesa. В колодце, который он сам выкопал, сидит, окруженный открытым им грунтом и сложив передние лапки, рак-богомол, похожий на жука-богомола. Высунув из ямки головогрудь, он положил хваткие, надежно вооруженные клешни на край своей норы, как человек, выглядывающий из окна, опершись локтями о подоконник, и словно дожидается, пока достойная его добыча явится сама к его порогу!
Ловко волоча раковину, рак-отшельник стремительно, боковым ходом отыскивает место под камнями. Порой мелькает силуэт песчаной или коричневой акулы, которая мчится, помогая себе хвостом. Родственники морских окуней — Chyloscillium — не обращают па них никакого внимания и без особой нужды не трогаются с места.
Окрестности рифа
Внезапно край плато заканчивается обрывистым утесом. И тогда перед нашими глазами встает настоящая коралловая чаща. Окаменевшие ветви отвоевывают малейшее свободное пространство у длинных лент подводных лиан, закручивающихся арабесками, у хрупких деревцев и у кружевных вееров. Все пространство усеяно обкатанными камнями с выцарапанными на них узорами. Повсюду либо канделябры, либо какие-то чудные грибы, или же цветы-животные, пульсирующие с ритмичностью сердца. Каждый клочок известняка заселен, каждая выемка обитаема, в каждой трещине — свои хозяева. Колонии из тысяч особей, где каждая имеет свое крошечное убежище. Тут и беспокойные отшельники, и откровенные грабители — они уже неразличимы для глаза, пораженного таким обилием белых, лиловых, коричневых, красных оттенков и такой причудливостью форм. Словно китайские тени, вырисовываются они в ярком свете, проникающем в их убежища, или же украшают глубокое, синее дно, оттененное белыми песчаными прогалинками, обломками или пылью мадрепор. Самое точное сравнение — это японский сад, но на глубине 10 м под водой.
Наиболее эффектные обитатели здешних мест — огромные «нептуновы мозги», называемые также мозговиками. Это — обобщен-
на
ное название нескольких видов Coeloria, образующих колоссальные шаровидные скопления. Колонию построили бесчисленные особи, расположившиеся бок о бок, которые в процессе деления не создали разделяющей стены. Их поколения рисуют какие-то гигантские борозды, действительно похожие на мозг. А рядом — Turbinaria — удивительный серый, розовый или зеленоватый лист; у него на верхней поверхности словно отпечатались присоски спрута. Каждый из этих кружков — очаровательная маленькая светлая актиния, простирающая свои щупальца, число которых кратно шести. Одно ваше неловкое движение — и все сжимается, втягивается, исчезает. Остается только известковый остов, покрытый липкой, почти не обжигающей слизью.
В одной из выемок можно увидеть какие-то шары, покрытые сосочками,— Favia, на которых мельчайшие отверстия, окрашенные водорослями в нежно-зеленый цвет, выдают местонахождение полипа. Часто известняк бывает разукрашен розовым, голубым, ярко-нли нежно-оранжевым спиралевидным венчиком. Это раскинулись жабры многощетинковых червей, личинка которых, ускользнув от щупалец прожорливой актинии, обосновалась на мадрепорах в самой гуще своих врагов. В букетах акропор, окрашенных симбионтами в розовый, лиловый или синий цвет, под широкими крышами Зонтиковых кораллов, кружатся рыбы-стрекозы, белые морские лещи в одежде каторжников, абудефдуфы. Среди них изящный щетинозуб, рыба-бабочка, вполне заслуживающая этого названия благодаря золотистой тунике, широким спинным и анальным плавникам и стремительным разворотам узкого тела.
Между двумя мозговиками простираются великолепные актинии. Среди густых ветвей распустившейся Discosoma носятся амфиприо-ны, мелкие рыбы-клоуны, оранжевые с большими черными или темно-красными пятнами. Они словно играют в прятки среди опасных щупалец и никогда не страдают от нематоцист. Любопытные рыбы снуют взад и вперед, приближаются к протянутой руке, останавливаются в нескольких сантиметрах от нее, поворачиваются своим прелестным профилем и наблюдают круглым черным глазком за нежданным гостем. Внезапно, без всякой видимой причины они возвращаются к своей актинии, на мгновение прячутся, потом высовывают забавные полосатые головки и изо всех сил бьют по воде нежными грудными плавниками. И снова начинается игра вокруг актинии, которая не причиняет им вреда.
Все дно усеяно коричневыми или оранжевыми, более или менее правильными кружками. Они удивительно похожи на опрокинутые шляпки грибов с напрочь оторванной ножкой, так что видны все тонкие пластинки. Это — Fungi, род, у которого количество обызвествленных перегородок также кратно шести. Fungi — особый вид мадрепор, размножающийся половым способом, и личинка их, вылупившись из яйца, прикрепляется к какой-нибудь опоре. Там она про-
160
Солдаты, переправляющиеся через реку на бурдюках. Служили бурдюки просто как поплавок или в них заключен запас воздуха для п род о л ж 11 те л ьн ого пребыва-
ния под водой?
Дыхательная трубка, изобре тенная Леонардо да Винчи.
Эти гравюры на дереве выполнены в XV1 в. для иллюстрации текста произведения Вегеция „О правилах военных”, написанного в IV в. н. э. Слева — рыцарь в кожаном костюме с шлемом на голове, палицей и щитом отправляется в бой прямо по дну реки. Справа — человек дышит под водой при помощи бурдюка, соединенного с поверхностью трубкой.
Скафандр Летбриджа (1715 г.). Гидростатическому давлению подвергаются только руки водо-
лаза.
Плавательный пузырь рыб вдохновил Борелли: водолазный цилиндр и. водолазный бурдюк.
Резервуар воздуха и скафандр Клингер-та (1797 г.). Объем цилиндра изменяется в зависимости от положения поршня.
Скафандр Фреминэ (1772 г.). Воздух через шланг поступает из резервуара, в котором мехи действуют с помощью спиральной пружины.
Уильям Биб и Отис Бартон возле своей сферы во время испытаний в районе Бермудских островов (1931 г.).
Гидростат „Галеацци”. Этот образец, еде тайный специально для Научно-технического института морского рыболовства, может достигать глубины 600 м. На основании помещены четыре лампы по 1000 в. Несколько иллюминаторов.
Шарнирные жесткие скафандры, j Слева — аппарат Нёйфельда и Куике на борту „Артильо”. Справа — модель „Галеацци RM 200'52 ; глубина погружения — 200 м.
Подводная лодка „Наутилус” Роберта Фултона (1801 г.).
Первый „Холлэнд” (1875 г.) позволял водителю, одетому в скафандр, поднимать купол. Винт приводился в действие педалями.
Погружение при помощи изменения веса. („Черепаха” 1776 г.).
Мезоскаф „Огюст Пиккар спущенный на воду на озере Леман в 1964 г. Эта подводная лодка была оборудована специально для посетителей Лозаннской выставки, чтобы доказать им, что подводный мир вполне доступен человеку. Средство новой формы туризма, этот мезоскаф положил начало новой серии подводных аппаратов, находящихся в настоящее время в стадии проектирования или конструирования и предназначенных специально для океанографических исследований.
„Алвин”. Хорошо виден подъемный винт на левом борту. Поворот оси. на которой вращается винт в насадке. позволяет изменять направление движения.
V.''
„Триест”.
„Архимед”. Мотор в 30 л. с. позволяет проходить под водой расстояние порядка 10 км. Он может брать тонну измерительных инструментов и проб, и ему доступны самые большие глубины.
Приспособление фирмы „Зибе и Горман” (Великобритания) для тренировок и для испытаний новых материалов.
Ручные ласты (эскиз Леонардо да Винчи).
Костюм и прибор закрытой системы Пирелли.
Водолаз в полной экипировке, и, кроме того, на бедре — приемник передатчик «Эрус-2».
Контактные линзы.
Водолаз в полной экипировке; обратите 'внимание на профиль ласт.
Декомпрессионная камера, к которой прикреплены индивидуальная камера и подводная декомпрессионная камера.
Спуск подводной декомпрессионной камеры. Водолаз, одетый в тяжелый скафандр, автономен. На спине у него баллоны с дыхательной смесью.
«Диоген» (1962 г.). Подводная бочка еще освещена солнцем.
Часть подводного селения в Шааб Руми. На маленьком плато, сложенном мертвыми кораллами, едва уместились большой дом и ангар для ныряющего блюдца (справа). Два больших застекленных окна придают центральному помещению вид настоящего и постоянно действующего зрительного зала, даже ночью, когда включены прожекторы. Правый цилиндр — лаборатория, имеет вытяжную трубу. Задний цилиндр служит для переодевания подводников при выходе из дома и при возвращении домой. В двух цилиндрах слева находятся вполне комфортабельные жилые помещения.
Капсула Линка, установленная на глубине 132 м. В светлое время суток ее обитатели, Р. Стенюи и Й. Линдберг, работали снаружи.
Модель «Преконтинента-Ш». В эксперименте был использован весь г опыт глубоководных погружений в насыщении, накопленный к 1965 г. Это была первая попытка почти полной автономии.
Красота и жизнь — достояние не только умеренных стран. Морские лилии (Crinoide) на ковре из водорослей. Антарктика.
Под разросшимися Посидониями — горгонин (Eunicella) и флора полумрака.
Личинки, метаморфоз и молодь иглокожих. Сверху вниз — аврику-лярия голотурии (Labidoplax digita)\ молодая офиурида (Ophiotrix fragi-lis); после метаморфоза плутеуса молодой морской еж (Echinus escu-lentils) упал на дно, его амбулакральные ножки отыскивают опору; метаморфоз личинки офиуры (Ор-hiura albida).
Скопление морских ежей (Sphaerechinus granularis) на границе морских трав.
Морская звезда {Asterias rubens) поймала морского гребешка (Chia ту s opercularis).
Морские коньки (Hippocampus guttata-tus)
Маленький спрут (Octopus vulgaris) осторожно пере* двигается среди светлых водорослей.
Великолепный вельможа с презрительной миной — меру {Eptnephe lus gigas).
Актиния (Tealia felina).
Настоящая семья брюхоногих голожаберных моллюсков (Peltodoris airomaculata), пристроившихся на губке (вероятно, Chondrosia reni-formis).
Рак-отшельник засунул свое брюшко в пустую раковину трубача (букци-пума).
В чаще из песка и галечника цериантус (Cerianl-bus rnembranaceus} протягивает свои легкие щупальца, слегка колышущиеся от тока воды.
Большой морской еж (Sphae-rechinus granularis) иногда покрывается обрывками водорослей, посидоний или пустыми раковинами моллюсков, которые, по-видимому, защищают его от слишком яркого света.
В скоплении, нагромождении, удивительном смешении населения скал колонии кораллов выделяются своими хрупкими известковыми постройками.
Ковер из Parazoanthus axinella. Распустившиеся золотисто-желтые полипы похожи на маленькие анемоны.
Маленькая хрупкая личинка лангуста (филлосо-ма) будет унесена течениями вместе со стаей планк-теров.
Моллюск лима, протянув свои сенсорные щупальца, окаймляющие его мантию, соприкасается с внешним миром.
Изящные букеты спирографов (Spi~ rographis spallanzani) чувствительны к малейшей вибрации и чуть что исчезают в своих коричневых футлярах.
Морские ежи, водящиеся на глубине сотни метров (С. cidaris), собираются на малейших неровностях, нарушающих однообразие илистой равнины.
Колония животных, похожих на растения,— Par anthip athes larix.
Крысохвосты (Macrurides) копают ил на глубине 720 м.
Фотография, сделанная с борта батискафа. Бентозавр на своем треножнике. Эти рыбы перемещаются на плавниках, превратившихся в ходули.
Сифонофора. Обтекаемый плавательный колокол кажется огром ным.
ходит стадию метаморфоза и выделяет цилиндрический известковый стебель, который поддерживает молодое животное. Вначале он разделяется на шесть камер. Затем число перегородок увелпчивается, кружок разрастается по краям, заходя далеко за ножку и идеально подражая классической форме гриба. Через некоторое время животное отрывается от ножки и падает. Все еще живое, оно продолжает расти, пока не достигает 10—15 см в диаметре.
Между утесом и кораллами проступают длинные, гибкие стебли, зеленые, коричневые, иногда черные. Они украшают своими удивительно красивыми завитками обрывистый склон рифа. Животные или растения? Поразительна их неподвижность. И все же это колонии мельчайших полипов, расположившихся по спирали вокруг роговой осп, антппатарпи тропических областей, один из которых, Antipathes abies, образует коричневые деревца. Особенно сильно они разветвляются начиная с 30-метровой глубины, где царит мягкий, зеленоватый свет, и исчезают на глубине около 70 м. Диаметр некоторых ветвей может быть более 2 см. У этих полипов обманчивый вид корявого засохшего дерева, однако перепилить их толстый ствол можно лишь особой пилой для металла. Это и есть знаменитый черный коралл, за которым охотятся главным образом в Красном море. Высвобожденный из своего живого футляра, шероховатый скелет после тщательной полировки превращается в замечательный материал, из которого арабы вытачивают четки для богатых пилигримов в Мекке.
На белой скале выделяются раковины тридакны (Tridacna сго-сеа). Между обеими створками появляется синеватая мантия с выемкой — отверстием сифона, регулярно всасывающего воду. Не пытайтесь вытащить моллюска из его обители, ничего у вас не получится. Для этого придется разбить раковину.
Несколько лет тому назад микроскопическая личинка поселилась в крошечной расщелинке. Пройдя стадию метаморфоза, она соорудила себе раковину, которая тогда имела всего несколько миллиметров в диаметре. Но по мере роста, в то время как мантия тридакны создавала по краям створок новые плотные слои, выделялись ц рассасывающие вещества, которые постепенно увеличивали расщелину, изменяя ее и приспосабливая к форме моллюска.
Не все тридакны обладают такой удивительной особенностью. Некоторые гиганты (Tridacna deresa) прикрепляются ко дну при помощи морского шелка, как это делают мидии. Створки их иногда разрастаются до 1 м в диаметре, а весят свыше 200 кг. Зоолог Сэвилл-Кент рассказывает, что некоторые австралийские водолазы видели среди рифов Большого Барьера экземпляры диаметром 4 м. Поэтому понятна осторожность ловцов жемчуга, внимательно следящих, чтобы не задеть эти чудовищные челюсти, которые, по слухам., мгновенно смыкаются над своей добычей.
11 Р, Вэсьер
161
Дюмон-Дюрвиль сообщает, что в Торресовом проливе между Австралией и Новой Гвинеей обитатели острова Уорриор применяют раковины тридакны для сбора дождевой воды, столь ценной в тех местах. А для подводных туристов тридакны — просто великолепные раковины, которые (во всяком случае их мантия) иногда изумительно красиво окрашены микроскопическими водорослями, живущими с ними в симбиозе.
Может показаться, что рыбы-попугаи демонстрируют подводные моды. Их кричащая и, надо признаться, порой безвкусная расцветка сразу же бросается в глаза: розовый и зеленый цвета или же странные сочетания синего, красного, зеленого и желтого. Рот у них снабжен клювом, состоящим из более или менее полностью слившихся зубов на обеих челюстях. Рыбы кружатся, продвигаясь короткими взмахами плавников, и внимательно приглядываются к малейшему обломку. Под выступами скал, надменно вздымающих свои темные глыбы, неторопливо проплывают группы Zanclus cornutus. У них спинной плавник продолжается в виде длинного нитевидного луча, который грациозно изгибается при каждом изменении направления и выпрямляется, как гибкая антенна. Их сопровождают желтые Forcipiger — рыбки длиной около 10 см. Осторожно приближаясь к скале, они засовывают свои длинные, узкие мордочки в мельчайшие выемки, отыскивая в них микроскопических животных.
На небольшой полянке, покрытой известковым песком, строит гнездо чета рогоклювов (Balistoides viridescens) прекрасного бутылочно-зеленого цвета. Самку, которая чуть поменьше, можно узнать по розоватому оттенку, интенсивность которого меняется в зависимости от ее настроения. Она погружена в хлопоты — роет песок, набирает его в рот и разбрасывает вокруг медленно образующегося маленького кратера. В центре ямки она кладет обломки мертвых кораллов, а затем снова выбрасывает их, видимо, найдя более подходящие. Иногда, опустив голову, она быстро шевелит грудными плавниками, взбаламучивает воду, высвобождая веточку акропоры, и увеличивает ямку.
Самец же в это время кружит возле своей подруги, охраняя семейную территорию в радиусе двух метров от стайки примчавшихся мелких рыбешек. Он набрасывается на непрошенных гостей, широко разинув рот и выставив свои четыре клыка, похожие на зубы щенка. Внезапно из желобка появляются лучи его спинного плавника, будто кто-то нажал кнопку. Когда икра выметана, икринки— мелкие розоватые жемчужинки — кажутся покрытыми легкой студнеобразной пленкой. Самка любовно промывает их, ритмично прогоняя над ними воду быстрыми взмахами грудных плавников. Порой она грозно бросается на маленьких обжор и, с помощью супруга, отгоняет их. Барабули и радужники терпеливо выжидают момента, когда мать замечтается, тотчас же стремительно кидаются на икру и, отталкивая друг друга, пожирают ее.
162
. !. >A,J|.|""U»-' |1111Д1к.ф^ии^^ИМН^ШМ|рИИИ|И1|1
Однако самец вовсе не такой примерный семьянин, каким хочет показаться. Он легко поддается соблазну и очень падок на лакомства, а получив их, становится покладистым. Во время экспедиции «Преконтинент-11» в Красном море мы не раз наблюдали, как один папаша бросал свой сторожевой пост у гнезда и возвращался к нему лишь с наступлением темноты. А днем он ласкался к людям (в об-щем-то сомнительное знакомство!). Он подплывал к окну Большого дома и набрасывался на протянутые ему кусочки бисквита, но, натолкнувшись на плексиглас, самец после нескольких попыток проникнуть сквозь него огибал подводное жилище, заплывал в выходной колодец и дожидался, чтобы кто-нибудь из акванавтов угостил его. Нередко ему случалось даже выклянчивать пищу, делая маленькие скачки над водой и внимательно следя за каждым жестом человека.
В лабиринте камней, скал и неподвижных, извилистых кораллов нежные, изящные «цветы» радуют глаз мягкими оттенками: голубые, розовато-оранжевые, а то и ярко-желтые, прозрачные или чуть просвечивающие. В великолепном, но суровом декоре открывают свои «цветы» альционарии. В каждой чашечке восемь маленьких перистых лепестков колышутся вокруг рта. Их ритмичное покачивание вызывает ток воды, кажущейся нашему глазу столь прозрачной, что просто не верится, как в ней могут находиться даже мельчайшие частички! А рядом — броские краски колониальных губок, сплошь устилающих стены; красные горгонии, пламенеющие свечи или лиловатое кружево своей яркостью режут глаз. Один цвет рядом с другим... Движения, которые никуда не перемещают... Это так гармонирует с ритмом моря, то убаюкивающим, то порывистым!..
Ночная жизнь
Наступает ночь и приносит успокоение всех чувств. Свет тоже погрузился в дрему и уступил место жидкой тьме. И тогда пробуждается новая бурлящая жизнь. Оживают камни: из каждой впадины выползают таинственные твари, какие-то огромные венцы, трепещущие трубки, гибкие и возбужденные. Все они подстерегают планктонную добычу, которая, подчиняясь прихоти течений, с наступлением вечера заполняет весь риф. Мозговики, акропоры, Fungi покрываются колышущимися, щупальцами. Эти существа всецело зависят от теплых солнечных лучей, свет для них — жизненно необходимый фактор, но они проводят весь день в укрытии, втиснув свое тело в тысячи извилин скелета и оставив на поверхности известняка лишь тонкую липкую окрашенную оболочку.
На колониальных губках и на виргуляриях удивительные желтые, красные и коричневые морские лилии сгибают и разгибают руки. На их усики забрались тропические Antedons. Не дотраги
163
вайтесь до них — они сразу сломаются. Эти животные выползают из каждой выемки, словно решили подышать водой открытого моря. Появляются фантастические офиуры, настоящие головы Медузы-Горгоны, с бесчисленными ответвлениями, концы которых изгибаются в свете фонаря, словно скручивается сухая былинка на пламени свечи. Так и кажется, что они невыносимо страдают.
Песок покрыт фарфорово-белыми, просвечивающими Ovula и изумительными кипреями. Мелкие и крупные овальные моллюски, гладкие, как зеркало, с сине-красными или коричневыми пятнышками скользят на широких подошвах, края которых окаймлены изящными жаберными букетами. Не обходится, конечно, без тро-кусов с их роскошной спиральной раковиной.
Рыбы — завсегдатаи рифов — спят под Зонтиковыми кораллами, и только хищники снуют в темной воде; неожиданно луч прожектора выхватывает из мрака внушительную барракуду (Sphyrena) длиной 2 м. С виду она совершенно безобидна, плывет неспешно, с достоинством, помогая себе мощными взмахами хвоста, и вдруг замирает на месте, удерживаясь против течения еле заметными движениями плавников. В приоткрытой пасти барракуды видны неправильные, страшные зубы. Среди них особенно выделяется один, на грозно выступающей впереди нижней челюсти. Позади круглых, холодных, жестоких глаз ритмично хлопают жаберные крышки. У этой рыбы впалые бока, как у тощей клячи; около нее суетятся мелкие рыбки. Они изо всех сил стараются удержаться возле своей гигантской покровительницы и притом не попасться ей на глаза. Это золотистые толстоголовики длиной около 30 см.
Внезапно хищница встрепенулась и могучим ударом хвоста ринулась вверх, прямо по вертикали. На несколько секунд она превратилась в сплошную мощную мышечную массу, в настоящий штопор, в чередование серой спины и блестящих серебристых боков. И так же неожиданно барракуда успокаивается, и снова недвижима. Теперь можно увидеть торчащую из ее пасти переднюю часть довольно крупной лишни. Добыча бьется, пытаясь высвободиться, и это ей удается ценой хвоста, оставшегося в глотке чудовища. А барракуда неторопливо направляется к своей жертве, которая, конечно, не может удрать без хвоста и падает на дно, как сухой лист. Хищница хватает ее поперек туловища и разом заглатывает.
Маленькие приживалки огромной рыбы после некоторого колебания набираются смелости и украдкой покидают на короткое время свое убежище — бок барракуды, хватают какой-то остаток кровавой трапезы и быстро возвращаются на прежнее место. Несчастные толстоголовики понимают, что их прожорливая покровительница может в один миг проглотить их тоже.
На Антильских островах и в Полинезии барракуда считается опасной рыбой, гораздо более свирепой, чем акула. А вот в Индий
164
ском океане и в Красном море водолазы не боятся ее. Насколько их доверчивость обоснованна — трудно судить.
До пробуждения всей многоцветной фауны — когда солнце еще не поднялось над горизонтом и зеленая вода кажется прохладной,— в предутренней тишине мимо рифа проходят стада морских бизонов. Их может быть и десять, и тридцать экземпляров, а впереди плывет вожак. Это крупные, могучие рыбы, по-видимому Cheilinus, самые большие из всех известных губановых. Сходство с бизонами им придает огромная шишка на лбу. Иногда один из них сильным, звонким ударом головы отламывает ножку мадрепоры и грызет обломки. Эти рыбы боязливы и, чуть завидев человека, тотчас же исчезают в глубине. И тогда появляются какие-то жуткие тени.
Акулы
Сантиметрах в сорока над песчаным дном видны серые или бежевые веретена. Они покачиваются широко и плавно, размахивая мускулистым хвостом, служащим им движителем. Великолепные живые машины, созданные для жидкой стихии, акулы скользят среди полипняка, набирают скорость и быстро взмывают вверх, не сдвинув ни единой песчинки. Несмотря на репутацию хищников, несмотря на ненависть, которую они внушают, когда мы вспоминаем страшные рассказы о потерпевших кораблекрушение или купальщиках, съеденных заживо, все же нельзя не восхищаться изумительным обтекаемым телом акул, могучей красотой линий, закругленным или слегка уплощенным, выступающим носом. За спинным плавником у них иногда имеется добавочный плавник. Анальные, тазовые, а главное, грудные плавники являются замечательными стабилизаторами. Акулы существуют более 300 млн. лет, зародились в воде и прекрасно приспособлены к этой среде.
Зоологи считают, что акулы — рыбы с хрящевым скелетом, даже если в нем и существуют какие-то точки окостенения. Акулы входят в подкласс Elasmobranchs, называемых также «хрящевые», куда входит более 600 видов. Из них 350 — скаты, 250 — акулы.
У хрящевых рыб есть еще много других особенностей, отличающих их от костистых рыб. Например, у них совершенно иная чешуя, в виде шипов или крючков, выступающих над кожей. Строение этих элементов похоже на зубы. Вокруг центральной пульпы расположен толстый слой плотной костной ткани, обильно орошаемой кровью и покрытой эмалью. Образования эти очень твердые и в сочетании с очень плотной кожей могут действовать как напильник, то есть причинять тяжелые поражения.
Зубы в широкой пасти похожи на булыжную мостовую; у скатов и некоторых морских собак они круглые или четырехугольные. У крупных хищников, обитающих в тропических морях, это весьма опасное оружие. У них зубы имеют форму треугольных плотных
165
пластинок, острых, как лезвия бритвы (Carcharius), или же остроконечные (Isurus). Расположенные в пять, шесть, семь и более рядов, они сидят на самом краю пасти и регулярно заменяются новыми. Поскольку зубы неплотно укреплены в более или менее окостеневшем хряще челюсти, они могут выдвигаться кпереди. Как только первый ряд сотрется, на смену ему выдвигается второй ряд — пока не вырастет новый, самый задний ряд. Это поистине адская эстафета; было подсчитано, что тигровые акулы (Galeocerdo cuvieri) могут сменить за год более 2000 зубов!
У всех акул, как плотоядных, так и питающихся планктоном, пищеварительный тракт устроен одинаково — сначала пасть, зев и пищевод; затем длинный, объемистый желудок, в виде большого мешка, а дальше — совершенно особый кишечник. В противоположность другим животным он очень короткий. Длина его не могла бы обеспечить достаточное усвоение пищи, если бы не внутренняя пластинка valvula spiralis, увеличивающая площадь соприкосновения и путь, проходимый питательной массой во время пищеварения. Такая анатомия отдельных участков пищеварительного тракта имеет очень любопытное следствие: по-видимому, желудок действительно не играет никакой роли в пищеварительном процессе.
Гарольд У. Маккормик, Том Аллен и капитан Уильям Янг сообщили в совместной работе „Тени в море”1 следующую историю. Однажды они выловили тигровую акулу и держали ее в садке. Кормили пленницу кониной, но через месяц она погибла, видимо от того, что не могла перенести заточения. Труп вскрыли, и, к величайшему удивлению, в желудке акулы обнаружили две крупные целые корифены (золотые макрели). Она не могла съесть этих рыб в течение четырех недель, предшествовавших ее смерти, поскольку в бассейн такой пищи не бросали. Значит, обе корифены были отложены в желудке «про запас». Но почему они не были переварены, в то время как акула, находясь в неволе, пожирала и переваривала свой ежедневный рацион?
Эти же три автора рассказывают, что у другой тигровой акулы, • длиной четыре метра, выловленной у берегов Австралии и тотчас же вскрытой, в желудке оказались десятка три рыб, расположенных в строгом порядке и прекрасно сохранившихся. Были ли они съедены акулой перед самой ее поимкой? Этого никто не может сказать, так что загадка остается неразрешенной.
Хрящевые рыбы обычно раздельнополы, и оплодотворение у них внутреннее. Очень немногие виды откладывают яйца, и в этом случае обволакивают их плотной защитной пленкой. Чаще всего они рождают детенышей, уже вылупившихся из яйца внутри тела матери, то есть живородящи. В последнем случае у эмбриона на конце пуповины находится маленькая плацента, похожая на плаценту
1 Русский перевод книги выпущен в свет в 1968 г. (Л., Гидрометеоиздат). (Прим, перев.)
166
млекопитающих, хотя и несколько отличающаяся от нее. Таким, образом, молодь акул появляется на свет уже сформировавшаяся, и мать сразу же бросает потомство на произвол судьбы. Но маленькие акулы уже могут сами плавать, охотиться за добычей, соответствующей их размеру, и не нуждаются в уроках. У некоторых глубоководных акул огромного размера (Hexanchus griseus достигают в длину 6 м) самки очень плодовиты и могут носить в себе более ста эмбрионов. Такую акулу, плывущую на глубине 300 м, показал нам Ж.-И. Кусто в своем фильме «Мир без солнца».
Нередко моряки наблюдали, как пойманная акула-молот (Sphy-гпа) в первые же минуты плена выкидывала до двадцати потомков. Но обычно число детенышей не более шести, и, как правило, самка приносит приплод через год.
Свобода и гармоничность движений этих тварей производит сильное впечатление. Им несвойственно толчкообразное перемещение, как костистым рыбам, и, как правило, акулы находятся в постоянном движении. Неподвижны они только когда лежат на дне — единственный их отдых. Ведь эти рыбы не имеют плавательного пузыря, следовательно, не могут регулировать свою плавучесть, и только сила, развиваемая во время плавания, и мощные грудные плавники позволяют им удерживаться в равновесии на любом уровне. Это напоминает парение больших птиц, но, находясь в плотной среде, акулы не нуждаются, как те, в больших несущих плоскостях. Длинный хвост служит им основным движителем. Грудные плавники производят движения небольшой амплитуды, обеспечивающие подъем или спуск, и способствуют направляющему действию спинного плавника. Кроме того, плавники акулы — настоящие водяные тормоза, которые могут замедлить или резко прервать движение. Если внимание этих рыб привлекла добыча или какой-нибудь необычный предмет, они несутся к нему на огромной скорости, до 70 км/час. Иногда акулы устремляются прямо на объектив, затем замедляют ход, наклоняя грудные плавники, входят в штопор и повертываются к фотоаппарату наибольшей поверхностью спинного плавника. Затем, сделав легкий взмах хвостом, грациозно разворачиваются, описав кривую.
В поисках добычи
Часто исследователи задавали себе вопрос — почему акулы скапливаются вокруг приманки буквально за несколько секунд? Какое чувство наиболее развито у акул? Ведь глаза, какими бы зоркими они ни были, не могут служить в качестве такого сверхчувствительного рецептора. Прежде всего видимость в воде ограничена. Затем, строение глаз хрящевых рыб не дает оснований предполагать у них особую остроту зрения. А между тем акула направляется к добыче
167
с далекого расстояния с очень большой точностью. Уж не вынюхивает ли она ее? Она удаляется, потом снова возвращается, делая все меньшие и меньшие круги, постепенно возбуждаясь от близости жертвы, до того момента, пока не схватит ее. Именно такая повадка акул до некоторой степени ориентировала биологов на изучение их обоняния. Кроме того, следует отметить, что морфология мозга хрящевых рыб также имеет свои особенности. Кпереди от их головного мозга имеются два важных нервных образования — обонятельные доли. Они расширяются и тянутся до ноздрей. Ноздри же расположены между глазами и носом и помещены на концах двух точно очерченных желобков, проводящих запахи.
Итак, акулы очень чувствительны к запахам, и теперь уже доказано, что кусок свежего кровоточащего мяса привлекает их отовсюду, даже в воды, где обычно эти рыбы не встречаются. По-видимому, самым притягательным для страшных хищников является кровь, свободно растворяющаяся в воде. Те, кто видел замечательный фильм «В мире безмолвия», конечно, не забыли сцену, где акулы мчатся, чтобы растерзать молодого раненого кашалота. С полсотни акул толпятся вокруг гигантской массы живого мяса, описывают около нее круги, возбуждаясь от покрасневшей воды, и наконец вонзают зубы в жертву. Трудно забыть свору акул, занятую жутким пиршеством,— их истерическое возбуждение, судорожные взмахи хвоста и злобные морды, поворачивающиеся во все стороны, чтобы оторвать несколько килограммов мяса!
Возможно, что акулы обладают не только обостренным чувством обоняния или вкуса (в жидкой среде очень трудно отличить одно от другого). Как у всех рыб, у них имеется боковая линия, и некоторые ее элементы, ампулы Лоренцини, чувствительны к изменениям давления и температуры и, конечно, к вибрации, компенсируя тем самым слабость слухового аппарата, который, судя по его строению, явно недостаточен. Так, вполне вероятно, что в отсутствие какого бы то ни было запаха необычный звук в воде или на поверхности или же какое-нибудь завихрение привлекают внимание акул и вызывают их появление.
Глаза акул производят очень неприятное впечатление. Большие или маленькие, они какого-то неопределенного зеленого цвета, прозрачные, хмурые, жуткие. Их металлический оттенок (во всяком случае у определенных видов) зависит от рефлектора, находящегося позади сетчатки. Некоторые хрящевые рыбы не переносят яркого освещения; у них имеется мигательная перепонка, прозрачная вуаль, которая закрывает глаза как веко, ослабляя свет. При приближении к добыче зрение приобретает огромное значение. Круги, описываемые акулой, позволяют ей лучше разглядеть свою жертву и определить ее форму. Перри У. Джилберт (из лаборатории Лернера на Багамских островах) считает, что зрение у акул дополняет обоняние, когда добыча находится на расстоянии менее 30 м.
168
Акула и человек
Разумеется, наблюдать за акулами на свободе удобнее и безопаснее около рифовых образований и в автономном скафандре. Однако водолаз должен быть особенно осторожен, не удаляться от скалы, которая может послужить ему убежищем, и часто оглядываться, дабы убедиться — не тянутся ли в его кильватере одна н-ш несколько акул.
Эти любопытные твари поднимаются из глубин. Перед каждой плывет лоцман — Naucrates ductor, длиной 20—30 см, белый с черными вертикальными полосами. При виде этих рыбок создается впечатление, что они просто выбиваются из сил, стараясь держаться впереди своего огромного спутника. Конечно, рядом с акулами они кажутся миниатюрными, а их возбуждение — неуместным по сравнению с непринужденностью первых. Однако, как ни странно, движения, а главное, перемены направления тех и других рыб совершенно синхронны. Иногда думается даже — нет ли у них какого-нибудь средства коммуникации и не передают ли они друг другу информацию на каком-то таинственном коде? Примерно так: «Как только я сосчитаю до трех — поворачиваем на десять градусов вправо!» До сих пор не установлено, предводительствует лоцман акуле или наоборот. Как бы то ни было, их хореография идеальна.
Но не только лоцман держится вблизи акулы — рядом или позади него плывут еще две-три других рыбы. Однако у прилипал нет таких забот, как у лоцмана, они просто позволяют акулам нести себя. Прикрепившись широкой спинной присоской к боку или брюху акулы, они покидают свой экипаж только на время трапезы... чтобы подбирать объедки, в которых нет недостатка. Эти необычные путешественники используют как средство транспорта не только акул. Водолаз, черепаха, корпус корабля — им все годится!
В странах, где люди очень рано знакомятся с морской стихией и часто ныряют, это особое свойство прилипал хорошо известно. Рыбаки с Антильских островов и на Индийском океане даже применяют их для рыбной ловли. Поймав прилипалу, они привязывают ее за хвост и снова бросают в воду. А когда она присосется к какой-нибудь рыбе — остается только вытянуть ту и другую.
У акул очень скверная репутация, впрочем вполне обоснованная, ибо за последние сорок лет официально зарегистрировано более 400 случаев нападений на купальщиков, подводных охотников и ловцов жемчуга. Однако, несмотря на множество исследований, проведенных недавно и в Австралии (В. М. Копплсон), и в Соединенных Штатах (Евгения Кларк), несмотря на множество свидетельских показаний, полученных от выживших, никто не знает, в каких условиях и по какой причине эти рыбы нападают на человека. Почему некоторые экземпляры одного и того же вида и в одном и том же месте нападают на человека, а другие нет?
169
Во время экспедиции Ж.-И. Кусто „Преконтинент-П акванавты ходили в разведку в любое время суток. Однажды, с наступлением ночи, двое из них отправились вдоль рифа, стараясь держаться вблизи его склона. Они забыли в подводном доме свои ручные дубинки — палки длиной в метр, на конце которых насажено 4—5 острых гвоздей. Это оружие предназначено для отпугивания акул или других не в меру предприимчивых рыб. Акванавты себя прекрасно чувствовали в сумраке и тихо скользили один за другим. Второй, несший службу охраны в арьергарде, часто оглядывался, наблюдая за местностью. И вдруг, точно безмолвный призрак, в нескольких метрах от них появилась великолепная акула и поплыла вслед за ними. Второй аквалангист успел только предупредить своего товарища короткими вскриками — единственное средство связи водолазов — и прижаться спиной к стене рифа.
Рыба начала описывать свои круги и оказалась так близко, что можно было хорошо разглядеть ее. Это был изумительный экземпляр тигровой акулы, длиной более трех метров; в воде она казалась гигантской. Впереди и позади нее плыли лоцманы. Круги становились все меньше, акула уже касалась стены. Не было никакого сомнения в том, что хищница заицтересовалась добычей. Это было так явно, что оба акванавта, словно по уговору, решили вытащить из-за спины баллоны (не выпуская при этом загубники) и воспользоваться ими как дубинками. Стоило им дать акуле два-три раза по носу, как она отстала от них. Как понимать это происшествие? Была ли акула просто заинтригована появлением незнакомых существ или собиралась напасть на них? Кто сможет ответить на такой вопрос? Однако она подошла к ним слишком близко, чтобы потребовались какие-то дополнительные сведения.
Несколько раньше, во время той же экспедиции, вблизи Джибути, четыре водолаза, занимавшиеся подводной съемкой, добровольно присутствовали поистине при адском хороводе акул, которые постепенно возбуждались все сильнее и сильнее. Под конец акванавтам в течение всего подъема пришлось отбиваться от хищниц кинокамерами.
Уильям Рид, австралийский биолог, атташе министерства сельского хозяйства республики Судан, имел обыкновение погружаться у барьерных рифов в Порт-Судане вместе со своими ассистентами-суданцами. За четыре года ему ни разу не удалось наблюдать опасное поведение акул. Поэтому он любит бравировать своим пренебрежением к ним, что, впрочем, не мешает ему чрезвычайно внимательно следить за малейшими движениями хищниц.
Когда ученые наконец поймут причины агрессивного поведения акул, то, может быть, окажется, что прав капитан Кусто, который писал: «...единичные акулы или небольшие группы ведут себя как трусы, но в стае их смелость пропорциональна количеству особей — примерно так же, как у волков». 1
3
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИКИ СЕГОДНЯ
И В ПЕРСПЕКТИВЕ
Все наши познания, касающиеся океанского дна, опровергнуты после второй мировой войны...
Теперь размах подводных изысканий уже не сдержать.
Профессор Жак Буркар
Успехи, достигнутые в покорении подводного мира, невелики по сравнению с достижениями в освоении космического пространства. Человеку нашей эпохи легче представить себе возможность межпланетного путешествия, чем временное или постоянное пребывание в стихии, занимающей 70% поверхности нашей планеты, изучение которой еще далеко не завершено.
Причины такого медленного развития, вернее, такого отставания, которое только теперь начали понемногу наверстывать, очень сложны. Однако среди многих факторов, прямо или косвенно виновных в этом отставании, существуют два наиболее значительных, о которых следует упомянуть.
Первый — это трудности, с которыми связано завоевание океанских глубин. Достаточно вспомнить историю развития способов погружения, а также их крайне медленный прогресс, чтобы понять, насколько водная среда, относительно непрозрачная, холодная, непригодная для дыхания, в 800 раз плотнее воздуха, где каждый метр глубины влечет за собой увеличение давления на 100 г/см2, неблагоприятна и для людей, и для механизмов. Тут мы вправе спросить себя — есть ли смысл в умственном напряжении, огромных капиталовложениях и разработке целого комплекса современных изощренных методов для овладения враждебным человеку океаном?
В течение многих лет на этот вопрос давали отрицательный ответ, и именно потому в течение многих лет задерживалось развитие подводных исследований.
Второй фактор заключается в том, что экономическое значение подводных территорий дошло до сознания человечества лишь в середине XX в. Сегодня их освоение — это неотложная задача. А завтра она станет жизненно важной. И потому, что страны с высоким промышленным и экономическим потенциалом вдруг осознали важность этой проблемы, они наконец обратили внимание на океаны и на возможность эксплуатации их богатств.
172
По этому поводу небезынтересно отметить, что цели, которые ставили перед собой исследователи, довольно долго были весьма неопределенными и лишь в настоящее время стали отчетливыми и тесно связанными между собой. У одних людей чрезвычайно развита тяга к знаниям, у других — потребность создать новый инструментарий, требующийся для специальных условий. Если верить преданию, Александр Великий погрузился под воду в бочке, побуждаемый только любознательностью. Ему просто хотелось увидеть своими глазами, что творится на морских глубинах; тогда как Летбридж, создавая свой прототип закрытого аппарата, преследовал лишь одну цель — поиски ценных предметов, затонувших при кораблекрушении. Бушнелл ввел в бой свою подводную лодку «Черепаха», а советская «Северянка», которая была задумана и сначала использована как военное судно, превратилась (спустя более 150 лет после подвига Бушнелла) в аппарат для научных исследований. Биб и Бартон осуществили свой проект батисферы для того, чтобы лучше изучить океаническую среду, но в тот же период появился бутоскопический гидростат, предназначенный для поисков затонувших кораблей и наблюдения за работами по их подъему. Порожденный войной аппарат для автономного погружения становится бесценным подспорьем для водолазов. Так создалось счастливое стечение обстоятельств, благодаря чему родились новые дисциплины, внутри которых развились, специализировались и усовершенствовались различные методы. Благодаря искателям сокровищ появилась новая наука — подводная археология. Детище войны, подводная лодка способствовала прогрессу техники погружения и навигации в закрытом аппарате, которые в настоящее время стали неоценимым средством океанографических исследований. Естествоиспытатели, стремясь ближе познакомиться с жизнью морей, начали изучать возможности использования биомассы. И вследствие того, что сейчас занялись поисками новых месторождений и источников энергии, началось усовершенствование установок для длительного пребывания человека в воде.
11. СЛЕДЫ ПРОШЛОГО
После подвигов, которые были описаны древними историками в „Ars urinatoria”, наступил долгий период затишья. Отдельные сообщения и примечания, обнаруженные в средневековой литературе, показывают, что сведения об океане были в Греции и Риме уделом лишь небольшого числа избранных. Причем их совершенно не интересовала возможность получить от моря обратно какой-нибудь жалкий груз торгового судна. Нет, эти потомки многих
173
поколений ныряльщиков искали на дне моря иные сокровища: губки, кораллы и жемчуг.
Некоторые достигли необычайной известности, как, например, Николас-Рыба, живший в XII в. Даже через триста лет Иовианус Понтанус писал о нем так: «Он утратил не только человеческие повадки, но даже облик. Смертельно бледный и покрытый чешуей, он являл ужасный вид».
Однако техника погружения не развивалась. Поэтому следует принимать с большой осторожностью утверждения «чудесного доктора», монаха Роджера Бэкона, писавшего в XIII в.: «Можно изготовить такие приборы, которые позволяют разгуливать по дну морей и рек без опасности для жизни». Эти слова отражают очень больщое доверие к водолазному колоколу в том виде, в каком он существовал в эпоху Бэкона.
Средние века были так заполнены непрерывными войнами, что человечеству было не до океана и его тайн. Более того, умы, отягощенные страшными суевериями, с ужасом отворачивались от него. Только в XV в., когда феодалы угомонились, начались поиски новых морских путей и новых морских богатств, чтобы оживить торговлю и питать быстро развивающуюся промышленность.
Тогда стройные каравеллы с раздутыми ветром парусами отважно устремились навстречу буйным океанским волнам. Моряков обуревали смелые мечты. Однако штормы, нападения корсаров и опасность плавания в незнакомых водах привели к гибели многие горделивые корабли, а вместе с ними отправились на дно золото, серебро и пряности — все, что они везли в Европу. Некоторые грузы удалось поднять сразу же. А другие еще долго представляли широкое поле деятельности для различных предпринимателей сомнительного толка и спекулянтов.
Не раз утверждали, что притягательная сила затонувших сокровищ во многом способствовала проникновению человека во враждебную ему морскую среду.
Бесспорно, для того, чтобы приступить к поискам под водой, необходимо было разработать соответствующую аппаратуру, нанимать людей на работу, связанную с риском, а следовательно, вкладывать в это дело большие средства — все это должно оправдываться большими прибылями.
Испокон веков люди упорно старались вернуть ценности, отнятые у них морем, пользуясь для этого либо уже испытанными инструментами, либо создавая новые. Но, несмотря на колоссальную затрату энергии и замечательную изобретательность конструкторов подводных аппаратов, многие затонувшие корабли до сих пор ждут, пока появится возможность поднять их на поверхность.
174
ПОДЪЕМ ЗАТОНУВШИХ КОРАБЛЕЙ
Принцип подъема затонувших кораблей был известен уже с давних времен. В 1555 г. Олаус Магнус, архиепископ Упсальский, изложил его следующим образом: «Иногда случается, что большие суда погибают не только вдали от берега и во время бури, но и в хорошо защищенном порту и при спокойном море; они могут пойти ко дну вследствие какой-либо неосторожности. Для их подъема существуем обычай помещать два или четыре особо крепких корабля по ту и другую сторону от затонувшего, предварительно наполнив их водой и соединив брусьями. После чего поручают опытным водолазам подвести под затонувшее судно толстые тросы и прикрепить их к брусьям над водой, справа и слева. Далее откачивают воду из этих двух или четырех кораблей, отчего они постепенно всплывают по мере опорожнения и увлекают за собою затонувшее судно. Однако, если дело касается военных кораблей, шансы на их спасение ничтожны, ибо такие суда всегда бывают нагружены бронзовыми и железными пушками и каменными ядрами».
В наше время подъем пушек, пробывших долгое время в воде, представляет огромный научный интерес, особенно для археологов и историков, но в XV и XVI вв. на это дело существовала совершенно иная точка зрения — экономическая.
В ту пору в Европе ощущался острый недостаток металлов; тогда еще не умели эксплуатировать некоторые рудные месторождения, а литье производилось довольно кустарным способом. Поэтому каждый корабль представлял собою целое богатство и извлечение на поверхность металлических его частей и орудий вскоре превратилось в насущную необходимость. Широкое применение нашли водолазные колокола. В 1609 г. Б. Лорини в своей книге «Фортификация», опубликованной в Венеции, отметил пользу «аппаратов, предложенных для длительного пребывания человека под водой в тех случаях, когда возникает надобность поднять со дна моря артиллерийские орудия или произвести какую-либо другую работу на затонувших кораблях».
А инженер Диэго Уфано, опубликовавший в Брюсселе в 1613 г. трактат под таким же лаконичным названием — «Артиллерия», целую главу посвятил вопросу — «как извлечь из воды затонувшее судно со всем его содержимым». Свое изложение он дополнил описанием шлема, который, по мнению автора, позволил бы водолазу «лучше чувствовать себя в воде и потому лучше работать».
Однако нужно признаться, что до XX в. редко удавалось поднять затонувшее судно. Иногда потому, что оно слишком тяжелое, как, например, затонувший на якоре в порту Спитхед «Король Георг», который упорно противится подъему; или же, когда судно уже подтянуто'к поверхности и не подвергается выталкивающей силе, дерево, истлевшее за время пребывания в воде, оказывается не
175
в состоянии выдержать вес ила. Остов судна сплющивается и рассыпается в тот самый момент, когда кажется, что цель достигнута. Л j
Именно поэтому самые надежные средства для отыскания зато- М
нувших грузов — это водолазный колокол, скафандр (в любых его U формах, изменявшихся с течением времени) и, наконец, все виды усовершенствованных аппаратов. ’
ПОДВОДНАЯ АРХЕОЛОГИЯ
Рожденная благодаря счастливому стечению обстоятельств, в начале нашего века подводная археология для многих водолазов Средиземного моря была не более чем увлекательной игрой. А с той поры протянулась, правда, поначалу робкая, отрывочная и лишь вдоль побережья, цепь, звеньями которой стали группы страстных ' искателей сокровищ, ибо каждое открытие в этой новой среде заполняло пробелы в человеческих познаниях и помогало разрешить головоломки из истории человечества.
За короткий срок новой науке пришлось создать свои особые методы исследования, а также среди изобилия современных аппаратов отобрать пригодные для себя и приспособить издавна существующие, потому что удивительно быстрое развитие подводной археологии всецело связано с прогрессом техники.
Испокон веков в рыбачьи сети попадались обломки статуй, черепки глиняной посуды, а иногда даже целые амфоры — изумительные произведения искусства. Одна из первых таких находок описана греческим историком Павзанием в его «Путеводителе по Гре- * ции», являющемся важным источником информации для археоло- * гов. Рыбаки острова Лесбос во II в. н. э. выловили голову, сделанную из оливкового дерева. Потрясенные этим даром с того света, они превратили находку в предмет культа. В XVII и XVIII вв. были v описаны и другие «уловы» — десяток бронзовых, более или менее целых статуй, римские блюда, золотые чаши. Однако все это были случайные, не систематические поиски и находки. Не было обнаружено ни одного залегания, ибо когда пытались определить место, где были сделаны находки, рыбаки давали весьма туманные ответы.
Год первый новой науки
В один прекрасный день некий ловец губок постучался в дверь Афинского музея. Сделанные им сообщения и принесенные предметы вызвали переполох в этом спокойном учреждении. Греческое правительство и военно-морской флот сразу же предложили свою помощь, и вскоре была организована первая подводная археологическая экспедиция. В конце ноября 1900 г. военный корабль и два
176
ялика бросили якорь у Антикиферы — маленького острова, лежащего между Критом и Пелопоннесом. Именно в этом месте один из водолазов капитана Деметриаса Кондоса обнаружил в сумраке, царящем на глубине 50 м, фигуры, стоявшие на мелком, светлом песке, словно застыв на бегу. Это были монументальные статуи мужчин, женщин и коней, отлитые из бронзы или высеченные из мрамора, все более или менее поврежденные. Некоторые частично погрузились в грунт.
Сначала стали поднимать то, что легко отделялось от дна. Потом принялись высвобождать мотыгой все, что можно было высвободить. Это оказалось адски трудной работой, которую, к тому же, приходилось производить на довольно обрывистом склоне, где каждый момент можно было потерять равновесие. Приходилось перемещать огромные каменные глыбы, обвязывать канатами тяжелые статуи, грозившие выскользнуть при подъеме и обрушиться на водолазов. Глубина 50—60 м позволяла лишь кратковременное пребывание под водой — всего 5 мин., а ведь водолазам следовало при подъеме соблюдать этапы декомпрессии, что было в то время совершенно непривычной процедурой. Произошло два несчастных случая, один из них — смертельный.
Для увеличения производительности работ (которая была невелика, потому что сильные переменчивые ветры часто вынуждали укрываться в убежище) одновременно погружалось шесть человек. Однако несмотря на все эти трудности и опасности простые ловцы губок — может быть, очарованные красотой вещей, которые доверило им море,— творили настоящие чудеса. Профессор Георг Каро из Афинского музея писал: «Все предметы доставляются нам в целости и сохранности: скульптуры, стеклянные и гончарные изделия». Тем не менее нельзя было требовать от водолазов, чтобы они сами производили обследование на глубине, которое позволило бы сделать более точные заключения, касающиеся этой первой разработки подводного залегания.
Все предметы были подняты вперемешку, без точного указания их местонахождения на затонувшем корабле, который, впрочем, так и не был высвобожден. Бронзовое литье, скульптурная группа из пяти человеческих фигур, две статуэтки поразительной красоты и знаменитый «Атлет» удивительно гармонических и изящных пропорций, по-видимому, относятся к веку Перикла. Мраморные изделия на четыре столетия моложе, они современники эпохи кораблекрушения.
Большинство статуй — копии, которые сильно пострадали от мелких моллюсков-камнеточцев. Фактура их показывает, что все они были сделаны в одной мастерской, возможно — в Афинах. Груз был взят в одном порту на восточном побережье Греции, потому что именно там изготовляли корабельную посуду — главным образом гончарные изделия, а также амфоры для продуктов, весьма
12 Р, Вэсьер
177
разнообразной формы. И наконец, последнее плавание этого античного грузового судна в колонию на африканском берегу, по-видимому, происходило в начале I в. до н. э., около 70 г.
Располагали ли моряки той эпохи навигационными приборами? Это можно было предположить после находки обломков какого-то бронзового инструмента, который вначале приняли за астролябию. Но, поскольку больше не нашли ни одного похожего — более древнего или современного ему — прибора, исследователи решили, что это были счеты; наличие такого предмета на торговом судне неудивительно.
В первой же экспедиции выяснилось, что необходимы исследования на большей глубине. Местоположение затонувшего судна и топография участка показывали, что судно, застигнутое шквалом, ударилось о скалу. Корпус его раскололся, оно сразу же пошло ко дну, цепляясь за подводную скалу, и застряло на первом ее выступе, покрытом песком. Там весь его груз рассыпался. Часть предметов опустилась еще на 40 м мористее и, вероятно, продолжала падение дальше, но водолазы не имели возможности погружаться глубже.
Только в 1953 г., когда капитан Ж.-И. Кусто предпринял новую экспедицию на борту «Калипсо», удалось проверить эту гипотезу. На расстоянии 70 м от первой площадки обнаружилась вторая, поменьше, на которой были рассыпаны обломки глиняной посуды. Один молодой грек утверждал, что в первом залегании еще оставались бронзовые статуи женщин и детей, теперь, после взрыва подводной скалы, погребенные под ее обломками. Группа водолазов в автономных скафандрах, не питая особых надежд на успех, опустилась на это место. При помощи землесоса они добыли несколько амфор и добрались до корпуса корабля. Его деревянная обшивка прекрасно сохранилась Под 40-сантиметровым слоем песка. Однако чего-либо нового эти поиски не дали. По-видимому, Антйкифера — первое открытие, положившее начало новой науке,— сразу выдала все свое богатство.
Галера Махдии
Вторая находка, ставшая следующей крупной вехой подводной археологии, чуть было не прошла незамеченной, и только интуиция директора археологического музея в Тунисе спасла ее от забвения.
В течение некоторого времени на полосатых прилавках арабских базаров продавались предметы, изъеденные морской водой и покрытые отложениями. Узнав об этом, археолог Альфред Мерлен тотчас же исследовал некоторые из них и установил, что эти предметы древнегреческого происхождения. Откуда они появились? И каким путем были доставлены в Тунис? Краткое расследование позволило
178
ответить на эти вопросы. Источником находок являлась маленькая деревушка Махдия на восточном берегу Средиземного моря к северу от залива Габес, где ловцы губок продавали то, что по воле случая попадало к ним в руки. Предвидя важные находки, Альфред Мерлен начал стучаться во все двери, и ему удалось собрать средства, необходимые для крупного предприятия. Так, военно-морской флот одолжил два корабля. Была нанята большая бригада водолазов в скафандрах — греков, итальянцев и даже турок.
С 1908 по 1913 г. было проведено шесть экспедиций. Махдий-ская галера оказалась наполнена несметными богатствами: там нашли ионические колонны с базами и капителями, скульптурные ригели, бронзовые и мраморные статуи, большие кубки, на которых изображены прелестные сцены. Удалось поднять также обломки ложа и куски дерева от самого корабля.
Война приостановила поиски, и их возобновили лишь в 1948 г. Тогда они превратились в опытное поле для новых аппаратов, созданных Тулонской группой подводных исследований для предстоящих испытаний батискафа Огюста Пиккара, а также для тренировки водолазов в автономных скафандрах.
20 июня сторожевое судно «Инженер Эли Монье» под командой Ж.-И. Кусто и катер Группы подводных исследований стали на якорь возле Махдии.
К несчастью, береговые ориентиры, отмеченные первой экспедицией, исчезли. Где-то вдалеке виднелось несколько белых кубов с куполами, прятавшихся среди темно-зеленой растительности. А куда же делся угол древней крепости, лежащей в руинах уже сорок лет? И где крыша мечети?
Широкий, светлый песчаный пляж полого уходил в море. На отдельных участках росли посидонии. Кое-где виднелись причудливые губки «слоновье ухо»...
Поиски начались почти наугад — только на основании указаний местных жителей. Новая аппаратура доказала свои высокие качества. Был разведан большой участок дна. Водолазов буксировали на подводных санях или тащили на конце троса с грузом. Продолжительные рейды, во время которых шесть человек, связанные тросом длиной 100 м, мотались взад и вперед, обследуя грунт, увенчались успехом. Галера была обнаружена и ее местоположение засечено, на этот раз совершенно точно. Однако для подробного исследования оставалось очень мало времени, так что подняли только четыре огромные колонны и,два свинцовых якоря, каждый весом 700 кг.
Несмотря на нарушения, вызванные предшествующими раскопками, контуры судна вырисовывались достаточно четко, так что удалось его измерить — длина 40 м, ширина 12 м.
Составив план корабля, водолазы покинули его... с глубоким чувством неудовлетворенности.
179
Начиная с 1954 г. поиски проводились Тунисским клубом подводных изысканий. Пришлось отказаться от замысла сделать фотопанораму залегания, потому что придонное течение то и дело поднимало облако осадочных отложений и вода почти всегда была мутная. Водолазы сумели с помощью землесоса высвободить киль корабля V-образной формы, после чего археологи изучили его; он оказался очень тонкой работы.
Обнаружили и подняли мраморные и бронзовые вазы, а также обломки ложа, баз ионических колонн, капителей и пилястров. По-видимому, судно везло целый храм в разобранном виде. Кораблекрушение произошло, вероятно, в начале I в. до н. э., около 70 г., как показывали некоторые надписи на амфорах для провизии. Причиной катастрофы, возможно, была внезапно разразившаяся буря, которые так часто случаются на Средиземном море.
С точностью установлено, что это было грузовое судно, движимое только парусом. Но где был порт его приписки, куда оно шло и почему оказалось вне известных морских путей? Много вопросов возникло по поводу махдийской галеры, однако на большинство из них ответить уже невозможно.
Затонувший корабль с тремя тысячами амфор
Существование археологического залегания в одной миле мористее маленького итальянского порта Альбенга не вызывало никаких сомнений, ибо в 1925 г. местные рыбаки с трудом вытянули непомерно тяжелые сети, в которых, к величайшему их изумлению, оказались две совершенно целые амфоры. Они были покрыты живой оболочкой из водорослей, губок и крошечных морских червей, в их известковых трубочках. Потрясенные этим уловом рыбаки, вместо того чтобы снова кинуть его в море (как делали обычно!), доставили амфоры хотя и проклиная «старые горшки» — в городской музей.
Впоследствии на том же месте были найдены обломки корабля, потерпевшего крушение, но директор Национального музея Нино Ламболья, не найдя в правительственных учреждениях поддержки, не смог ничего предпринять.
Первые поиски начались лишь в 1950 г. В них участвовал «Артильо-П». Как только с его борта был опущен гидростат Галеацци, тотчас же обнаружили длинное возвышение, усеянное черепками глиняной посуды. Для того чтобы выяснить, существует ли под этим холмом высотой 2 м судно, прокопали при помощи грейфера с мощными челюстями траншею. Работы были приостановлены, когда среди терракотовых черепков стали попадаться куски дерева и свинцовой обшивки корабля. На поверхность доставили около сотни неповрежденных амфор — стройных, с прямыми, высокими горлами, четко отделяющимися от брюшка, и вертикальными
180
ручками. Эти сосуды служили для перевозки вина во II—III вв. н. э. В некоторых, очевидно, хранились взятые в плавание припасы. На дне одной из амфор еще осталось несколько орехов. Сосуды с маслом имели другую форму, они были более короткие и широкие.
Несколько ударов грейфера «Артильо-П» хотя и вызвали него-мет, весом около 100 кг, с четырехугольными отверстиями и железными осями. Еще сохранились волокна привязанной к нему снасти. Его обозначили как «маневренное колесо» — в ожидании других находок, на основании которых удастся уточнить предназначение этого предмета. Обломки трех бронзовых шлемов с еще уцелевшими, хотя и сильно поврежденными кожаными ремнями показывают, что на борту находился военный эскорт. Кого или что он сопровождал? И каково предназначение массивного свинцового рога, похожего на тот, что впоследствии нашли в своих водах водолазы яхт-клуба Монако?
Начиная с 1957 г. было проведено множество разведок этого залегания с целью определить, в каком состоянии оно находится, и сделать топографическую съемку, ибо большая часть затонувшего корабля была еще не тронута.
Несколько ударов грейфера «Артильо-П», хотя и вызвали негодующие вопли с обвинением в святотатстве, принесли археологам первые, прекрасно сохранившиеся и закупоренные амфоры. Несмотря на их скромное предназначение — перевозка и хранение продуктов,— изображение этих сосудов с той поры превратилось в эмблему подводной археологии. Здесь надо отметить, что все найденные прежде амфоры были восстановлены по черепкам, обнаруженным в земных раскопках.
Первую их классификацию создал в конце прошлого века немецкий археолог Дрессель. Она позволяла по форме, размеру, материалу, по отметкам, нанесенным до обжига, и надписям распознать происхождение и возраст амфоры, имя изготовителя и даже экспортера. Теперь этим снова занялись археологи, которые уточнили все полученные данные. Их авторитет, подкрепленный богатой добычей из средиземноморского залегания, совершенно неоспорим. Во Франции тоже не остались безучастными к подобным открытиям и обнаружили множество залеганий от Пор-Вандр до итальянской границы.
Благодаря все большему распространению автономного аппарата Кусто — Ганьяна догружения за последние двадцать лет превратились в общедоступный вид спорта. Повсюду организуются новые клубы, в перечень занятий которых включена увлекательная охота за предметами древности. Прогресс подводной археологии вскоре доказал необходимость соблюдения определенной дисциплины. Вполне понятно, что первое побуждение водолаза — скорее поднять, с бьющимся от волнения сердцем свою находку. Hd что может
181
сказать науке этот предмет, вырванный из своего контекста? Не лучше ли было бы оставить его на месте — ведь тогда он позволил бы произвести обследование участка и, может быть, обнаружить важное залегание? Конечно, один черепок или одна целая амфора и даже несколько амфор, собранных в одном секторе, не обязательно указывают на присутствие затонувшего корабля. Древние торговые суда были, как правило, перегружены, и, конечно, в случае опасности моряки не колеблясь сбрасывали за борт излишек товаров. Туда же отправляли и битую посуду. Очевидно, таких «отложений» больше всего в портах, и этот факт, известный с самых древних времен, дал археологам основание производить раскопки именно так.
Античные якоря
Среди всевозможных обломков были обнаружены якоря самых древних эпох. Мисс Хонор Фрост написала о них очень интересную работу.
Некоторые якоря представляют собой простые каменные глыбы, четырехугольные или треугольные, с просверленным в них отверстием, так называемые „скальные якоря”, потому что они лучше держатся на неровном дне. Впрочем, впоследствии их находили и на мелководье, и на подводных склонах некоторых рифов. Другой тип якорей — плоские, небольшие камни с четырьмя и более отверстиями. Одно предназначалось для причального каната, а в три остальные были вставлены куски дерева — короткие, толстые штыри, заостренные с обеих сторон. Они, как крючья, цеплялись за песчаное дно. И наконец, очень сложная форма, распространенная на французском побережье Средиземного моря, могла применяться и на скалистом, и на песчаном дне.
Все эти якоря были не слишком надежны и совершенно не соответствовали габаритам судна. Потому суда были вынуждены придерживаться строго определенных маршрутов. И вот теперь затонувшие якоря являются как бы ориентирами, отмечающими морские пути античной эры, и, возможно, когда-нибудь по ним отыщут какие-нибудь столь редкие и ценные останки кораблей бронзового века.
Интересно отметить, что такие же, самые примитивные из всех известных археологам якоря существуют и в наше время в восточной части Средиземноморья и на Балеарских островах, где они служат для закрепления рыбачьих сетей. Однако спутать их нельзя, потому что форма якорей с течением времени менялась. Тем не менее вполне понятен интерес, проявляемый к ним археологами.
Надо отметить, что находка простого большого камня, даже продырявленного и покрывшегося в течение нескольких веков отложениями животного и растительного происхождения, не слишком
впечатляет водолаза. Скорее его привлечет великолепный шток якоря, длина которого достигает или превышает один-два и более метра. Чаще всего они делались из дерева, облитого свинцом. Где-нибудь неподалеку можно обнаружить и другую часть якоря с тремя отверстиями. Это — место соединения штока со стержнем якоря, а также лапы, причем все эти элементы сделаны из дерева.
Но если металл не слишком пострадал от коррозии, то дерево иногда оказывается совершенно разрушенным. Правда, в иле озера Неми нашли один совершенно целый якорь этого типа.
Железные якоря, более близкие к современным, крепящиеся уже не к канату, а к цепи, труднее распознать. Если они не очень быстро погрузились в осадочные отложения, то покрылись толстым: слоем отложений, которые изменили их очертания, а внутри этой оболочки металл обычно уже распадался. Поэтому мы сейчас очень мало что знаем о железных якорях.
Якоря могли зацепиться за неровности дна или просто потеряться во время какого-нибудь маневра, но в равной степени они могут являться и доказательством кораблекрушения, так что в секторе, площадь которого определяется специфическим подводным ландшафтом, следует производить систематические поиски. Со временем у водолазов вырабатывается особое чутье, приобретаемое в результате наблюдения, изучения некоторых навигационных проблем, знакомства с течениями, преобладающими ветрами и подводными скалами. В самом деле, гораздо больше шансов найти останки затонувшего корабля вблизи подводных рифов, не слишком удаленных от предполагаемых морских путей, или вблизи портов, чем в любом другом месте. Но искать следует упорно и, кроме того, пройти соответствующую подготовку, потому что многие детали невидимы для новичков. Некоторую роль играет и случайность, благодаря которой искатели неожиданно наталкивались на изумительные археологические залегания.
Лангусты и археология
Гран-Конглуэ — это островок, завершающий в 10 милях мористее Марселя цепь опасных скал. Вряд ли он когда-нибудь приобрел бы известность, если бы в один прекрасный день, в октябре 1950 г., некоего водолаза не поразила тяжелая декомпрессионная болезнь. Доставленный в Тулонскую группу подводных исследований, он доверительно рассказал ухаживавшему за ним Фредерику Дюма о местах, где водятся лангусты, и куда он отныне, по-видимому, уже не сможет опускаться. Описывая одно из них, больной водолаз вскользь упомянул о глиняных изделиях — кувшинах и другой посуде, наполовину занесенной илом.
Это сообщение чрезвычайно заинтересовало его приятеля, страстного любителя археологии. Поэтому, когда в 1952 г. на борту
183
«Калипсо» заговорили о подъеме затонувшего античного корабля, Фредерик Дюма предложил свои услуги для разведки на охотничьих угодьях своего бывшего больного.
При первом же погружении капитан Ж.-И. Кусто поднял какой-то предмет, захваченный им наугад на уступе, который в полутьме, на глубине 40 м, казался усеянным обломками. Там валялись три чаши с крестовидными ручками; по определению директора Провансальского музея древностей и изящных искусств Фернана Бенуа (который вместе с двумя другими археологами находился на борту «Калипсо»), это была кампанская керамика.
Находка эта вызвала бурное оживление на судне. Теперь предстояло организовать поиски. Первые погружения имели целью разведать залегание и восстановить события, вызвавшие кораблекрушение. Вероятно, гонимое бурей или заблудившееся в темноте судно напоролось на риф и сразу же пошло ко дну. Обшивка при ударе об отвесную скалу лопнула, и часть груза упала на широкую наклонную площадку на глубине 38—45 м. От погибшего корабля остался только высокий холм длиной 40 и шириной около 12 м, усеянный горлышками амфор и глиняной посудой.
Валявшиеся не поверхности этого холма предметы были сразу же подняты в корзинах, затем включили пневматический насос с трубкой диаметром 120 мм, питаемый с «Калипсо». Ил и песок свободно проходили через сито, а всевозможные обломки, медные гвозди и неимоверное количество маленьких бронзовых стерженьков, заключенных в свинцовую оболочку, застревали в нем. Стерженьки служили для крепления свинцовой обшивки подводной части корабля; их находили во всех осадочных отложениях. Мощный насос буквально творил чудеса, но представлял опасность для хрупких предметов. Поэтому его наружное отверстие уменьшили до 40 мм при помощи съемного приспособления с решеткой, отчего всасывание замедлилось. Для тонких работ применяли шланг Галеацци — нечто вроде пожарной кишки,— преимущество которого заключалось в том, что он не отталкивал водолаза и позволял ему работать в прозрачной воде, ибо часть струи отклонялась кзади, увлекая за собой поднятый ил. Таким образом были осторожно высвобождены целые груды гончарных изделий. Хотя производительность этого прибора невелика, им стали пользоваться довольно часто.
Поиски заняли гораздо больше времени, чем предполагалось вначале, несмотря на добровольную помощь множества водолазов, явившихся со всех концов Франции. «Калипсо» должна была уйти на выполнение других заданий. С помощью Управления мостов и дорог, инженерных войск й Марсельской торговой палаты все работы были перенесены на островок Гран-Конглуэ. Землесос, установленный на грузовой стреле, которую прочно прикрепили к подводной скале, погружался на горизонт затонувшего судна и, таким образом, не подвергался колебаниям поверхности моря, затрудняю-184
щим управление этой машиной, а при сильной волне даже исключающим ее применение. На одной из площадок скалы были установлены компрессоры низкого давления. Водолазы жили в почти комфортабельном бараке и работали непрерывно до конца следующего года. База получала продукты с траулера, перевозившего в порт извлеченные со дна археологические находки. Всего было поднято около двух с половиной тысяч амфор и прекрасная коллекция кампанских и греческих гончарных изделий, значительно обогатившая экспозицию марсельского музея Борелли.
Греческих амфор было относительно мало. Они отличались широким брюшком, довольно коротким горлышком с двумя ручками, на тыльной стороне которых шли бороздки. Вероятно, амфоры предназначались для судовых припасов и вина с острова Родос, который во II в. н. э. был сплошным виноградником. Итальянские амфоры для вина той же эпохи были сделаны из кирпично-красной массы, подвергшейся сильному обжигу. Они имели в высоту один метр, брюшко цилиндрической формы, массивные стенки, емкость — 19 л. По классификации Дресселя они принадлежат к типу «1-А». На горлышке этих амфор — клеймо с тонкими буквами «SES» (сокращенное «Sestius»), затем изображение трезубца или якоря. Эти же буквы были случайно обнаружены членами экипажа „Калипсо” на руинах одного богатого жилища в античном Делосе, и благодаря им удалось выяснить происхождение амфор.
В нескольких амфорах еще сохранились затычки, запечатанные известковым раствором из пуццуоланского песка, с латинской надписью «L. TITI. С. F.», что означает «Lucius Titius Caji Filins» (Люций Тит, сын Кая).
Все эти данные привели Фернана Бенуа к мысли о том, что судно было торговое и принадлежало жителю Делоса, уроженцу юга Италии, Сестиусу, импортировавшему родосские вина в Кампанью.
За семь лет, что велись поиски, было сделано множество фотографий и фильмов. Начиная с мая 1953 г. стали применять герметизированную телеаппаратуру, созданную Французским управлением подводных исследований; она функционировала днем и ночью, так что археологи, не покидая своих кабинетов, могли следить за работами на морском дне.
Вся эта документация позволила, в частности, установить методы загрузки античных судов. После удаления наносов с амфор оказалось, что их помещали внакрой, то есть ручки сосудов верхнего ряда входили в промежутки между горлышками нижнего ряда. Так три тысячи амфор, поставленные друг на друга в четыре ряда, легко уместились в трюме длиной 20 и шириной 6 м. Следовательно, водоизмещение судна должно было составлять, по современному исчислению, около 75 т, что соответствует грузу в 110 т. Значит, оно должно было иметь в длину около 23 м, в ширину 7 м. Киль его, довольно архаического и сложного строения, был больше, чем киль
185
махдийской галеры. Из него тоже были выделены кусочки свинцовых труб, доказывающих наличие системы откачивающих насосов. Судно двигалось только под парусом.
Вероятно, судно вышло из Киклад, где в ту пору изготовляли глиняные изделия, украшенные цветными венчиками и листьями. Их лепили из желтой массы с вкраплениями блестящей слюды, почти без обжига, и покрывали матовой глазурью. Груз вина и посуды был, по-видимому, взят по пути, при заходах на стоянки, на остров Родос и на юг Италии, чем и объясняется присутствие среди амфор множества предметов кампанской керамики из розовой глины, облитой черной глазурью, сосудов, украшенных пальметтами, розетками или стилизованными цветами.
Где должно было выгружаться судно, в Массилии или другом порту? Намеревался ли капитан продолжать плавание к лангедокскому побережью или же на Иберийский1 полуостров, с которым тогда велась оживленная торговля? Эти вопросы остаются без ответа, да и что за важность, если подумать о том, какую массу информации удалось извлечь из останков затонувшего корабля. Ведь в историческом и художественном плане он материализовал роскошь и изыск стола античной эпохи, гармонически дополняя сведения, почерпнутые из литературы.
Несмотря на интерес, который представляют многие залегания, открытые в Средиземном море и по ту сторону Атлантического океана, мы ограничим наш обзор только теми, разработка которых явилась новым шагом, каким-либо достижением в развитии методов подводной археологии.
«Титан»
Подъем останков так называемого „Титана” показал значение методичности, без которой любое научное предприятие теряет большую часть своей ценности.
Это залегание было открыто в 1953 г. доктором Пиру у северо-восточной оконечности острова Левана, вблизи старого маяка «Титана». Спустя три года капитан Филипп Тайе получил согласие военно-морского флота на проведение работ по подъему корабля. Фактически поиски начались лишь следующим летом. «Никогда еще ни один затонувший корабль, будь то античный или современ- — ный, не возбуждал во мне подобного любопытства и энтузиазма! — признается Тайе.— Ни с одним из них, по-моему, не были связаны — в равных долях — сразу три элемента: неизвестность, надежды и уверенность в успехе; ни разу не было столь благоприятных условий для подъема — глубина 27 м достаточно велика, чтобы устранить назойливых людей, и в то же время позволяет производить
1 Ныне Пиренейский. (Прим, перев.)
186
погружение эффективно и в почти полной безопасности. И наконец, удивительный случай, который привел это судно в скалистую впадину, так что можно быть уверенным, что все оно сохранилось, до последнего гвоздя, и груз тоже цел».
Опыт, приобретенный в предшествующих раскопках такого же типа, позволил Тайе охватить проблему во всем комплексе, определить заранее средства и способы предстоящей работы и правильно организовать ее для получения максимальных результатов.
Основной надводной базой была плоскодонная баржа длиной 26 и шириной 6 м, на которую погрузили аппаратуру. Баржу поставили на якорь над затонувшим судном. В течение лета на ней жили двенадцать водолазов, погружавшихся при благоприятной погоде группами по два-три человека, дважды в день.
Поиски велись от края до края впадины, пока не наткнулись на остов корабля, напоминавший гигантский рыбий хребет. Раскопки велись с учетом того, что каждый предмет, изолированный от окружения, теряет большую часть своей значимости и что всякое наблюдение должно быть зафиксировано совершенно точно. Разработка-елико возможно четкого плана явилась бы наилучшим отчетом о проведенных операциях, и капитан Тайе упорно добивался разрешения стоявшей перед ним проблемы. Прежде всего он вместе с чертежником составил схему котловины и корабля — в плане и в разрезе. Затем, применив под водой технику аэрофотосъемок (неуклонно сохраняя 10-метровую дистанцию между аппаратом и дном — расстояние постоянно цроверялось зондом), он сделал ряд снимков, которые после проявления и обработки дали точное изо-* бражение участка работ.
Эти документы были использованы для составления плана всего комплекса. Все находки отмечались на плане при помощи простой системы засечек. Параллельно оси котловины и на подступах к залеганию поместили очень четкую градуированную ленту, на которой каждый метр был пронумерован от 0 до 30. Канат, протянутый перпендикулярно к ориентировочной линии, служил для ) измерения расстояния от предмета до этой линии. Так, показание i 5-Д-7 обозначало, что предмет находится в 5 м от ориентировочной ; линии, на траверсе пункта 7. Данные передавались руководителю работ, а тот наносил их на план и принимал решение (иногда — после обследования на месте) о подъеме находки на поверхность. В течение этих работ капитан Тайе погружался сам один-два раза в день, наблюдая за ходом операций. Он снимал фото- или кино-t аппаратом все изменения, происходившие с судном, которое прежде мирно покоилось на морском дне, медленно покрываясь илом, и вдруг оказалось, ареной кипучей деятельности невесть откуда появившихся людей.
' Множество амфор, предварительно высвобожденных из ила при помощи землесоса, были подняты лебедкой по 16 штук аараз в боль-
S 187
той корзине, похожей на ящик с перегородками для бутылок. Все они были полны песку, хотя в Некоторых еще сохранились пробки в виде тонких пластинок из терракоты, по пробки из пуццуолапского известняка, которыми они были запечатаны, исчезли. В амфорах еще сохранились, вперемешку с песком, остатки рыбы, оказавшейся одним из видов тунца, распространенного в Средиземном море. Фернан Бенуа продположил, что груз соленой рыбы предназначался для снабжения армии Цезаря во время осады Массилии1 в 51—49 гг. до н. э. Синхронность предметов, найденных на борту — кампанская керамика класса «В», амфоры типа «10» и «12» по классификации Дресселя, светильники эпохи Римской республики, монеты и сам корабль, корпус которого был тщательно изучен,— все подтверждает эту гипотезу. Проблема датировки какого-нибудь залегания имеет огромное значение, ибо, как писал Ф. Тайе: «Характеристика останков судна составляется на основании всего комплекса предметов, относительно которых имеется уверенность, что они были сделаны и использовались в одну и ту же, точно определенную эпоху, а именно — эпоху, когда произошло кораблекрушение, и следовательно, составляют единый пласт цивилизации».
Собрать, а затем поднять на поверхность такую коллекцию было технически трудно, но водолазы и моряки сумели преодолеть большинство этих трудностей. Однако оставалась весьма деликатная проблема — проблема расшифровки этой драгоценной страницы истории, которая дошла до нас спустя тысячелетия неприкосновенной, уцелев от грабежа и разрушений. Тут требовалось участие специалистов, а они могут производить исследования лишь в определенных условиях. „Если бы кто-нибудь из археологов погружался вместе с нами,— говорит майор Ф. Тайе,— он, конечно, отметил бы точно положение каждого предмета перед его подъемом и увидел бы на месте признаки, неразличимые для нас, а значит, добыл бы более полную информацию”. И в конце раскопок, несмотря на воодушевление начальника экспедиции, перед ним встали задачи, разрешить которые было бы под силу только специалисту.
Тем не менее, значение деятельности Ф. Тайе для становления новой ветви археологии чрезвычайно велико. Он помог пролить свет на пробелы, заполнить которые суждено было другим исследователям.
Технические трудности
Если дело касается земного археологического залегания, то его можно нанести на карту в трех измерениях благодаря системе разделения на квадраты, позволяющей точнее определить положение
Марселя. (Прим, перев.)
138
предметов, найденных на всех горизонтах исследуемого слоя. Научная ценность этого метода уже давно признана. В 1958 г. профессор Нино Ламболья впервые применил его при подводных работах.
Избранный им затонувший корабль лежал между северо-восточным побережьем Сардинии и островом Спарджи, принадлежащим к архипелагу Маддалена. Он покоился на песчаном дне, заросшем Посидониями. Вероятно, причиной кораблекрушения послужила большая гранитная скала. Залегание находилось на глубине 17—18 м, следовательно, было вполне достижимо для водолазов в автономных скафандрах; при этом оно было защищено от поверхностных течений.
Сначала предполагалось, что работы будут продолжительными. Как писал Нино Ламболья, они имели целью «разработать методы подъема, применимые в любом случае и позволяющие составить планы и разрезы, которые необходимы археологам, чтобы по ним узнать относительное положение предметов».
Предполагалось сделать целый ряд планов затонувшего корабля, фиксируя последовательные слои, вплоть до корпуса судна; Подробное изучение всего этого материала должно было дать обширную информацию, которая бы пополнила наши знания о кораблестроении той эпохи.
Конечно, разграничить мелом секторы работ, как это делается при земных раскопках, было невозможно. Рассчитывали преодолеть это затруднение, наложив на залегание специальную сетку. Это давало возможность получить первую планиметрическую съемку. Для подъема поверхностного слоя амфор сетку должны были снимать, а затем снова помещать на то же самое место, чтобы разметить расположение предметов второго слоя. Теоретически это был очень привлекательный метод, но использовать его на практике оказалось совсем не просто.
Подготовка к экспедиции, начавшейся 23 апреля 1958 г., продолжалась целый месяц. Она проводилась весьма тщательно и потребовала большой затраты материальных средств. Сетка, основа ориентировки, была сделана из желтых полос, разрезавших участок работ на квадраты с длиной стороны 2 м. Черные шнуры пересекали каждый квадрат по диагонали, и в пунктах их пересечения, в центре полотнища, была прикреплена черная металлическая пластина, помеченная четкой белой буквой. Чтобы покрыть останки корабля и примыкающую к нему территорию, потребовалось две такие решетки по 6X10 м. На одной решетке были нанесены буквы от А до Q, на другой от АА до QQ.
Развернутые на поверхности, сетки были опущены под воду, затем прикреплены веревками к колышкам, так, чтобы они едва касались верхнего слоя залегания. После этого можно было приступить к планиметрической съемке первого горизонта. Было сделано
189
около сотни снимков. При этом следует отметить трудность сохранения точно определенного расстояния от дна при наличии течения. Все предметы, различимые на снимках, были перенесены на ориентировочный план, а амфоры перенумерованы. К ручкам или к основанию каждой амфоры водолазы прикрепили железной проволокой маленькие металлические кружки с номерами, соответственно схеме на плане. Работа эта кажется простой, но в действительности очень сложно определить различные элементы в целом комплексе на фотоснимке, где не все детали получаются четко, или на упрощенном кроки.
Испробовав три способа подъема, решили придерживаться следующего: на черном табло, представляющем квадрат с длиной стороны 2 м, нарисовали мелом амфоры, согласно фотограмме. Водолаз брал табло на дно и, нацепив металлический кружок на амфору, наносил этот же номер на ее изображение на схеме. Таким образом были перенумерованы и снабжены этикетками все предметы первого слоя, еще прежде чем их подняли на поверхность. И, как при игре в гигантские бирюльки, достаточно было пошевелить одну амфору, чтобы распался и, следовательно, изменил свой вид весь комплекс. Сети сняли, а колышки, которыми они были прикреплены, оставили на месте, чтобы можно было поднять первый слой амфор.
И тут возникли новые проблемы, ибо раскопки следовало вести по секциям, точно отмеченным на карте и дающим по отношению к ориентировочной линии точные величины наклона, глубины и относительного уровня каждого предмета. То, что не представляет проблемы в наземной археологии, здесь казалось почти неосуществимым. Ряды амфор, перевернувшихся в момент удара о риф, а затем при падении корабля на дно, смешались так, что трудно было разобрать — действительно ли верхний, предназначенный к подъему слой соответствовал верхней части груза. И все же первая экспедиция дала очень интересный статический материал, касающийся различных форм амфор. В конце концов удалось уточнить и их расположение: в центре помещались сосуды для вина типа „1” по Дресселю; ближе к корме — пузатые амфоры для масла, емкостью 40 л, а ближе к носу все амфоры превратились в беспорядочную груду черепков. Тэыли обнаружены и кампанские керамические чаши класса «В», хорошо сохранившиеся под песком, и флаконы с притираниями — одни из стекловидной массы, другие из терракоты. Впервые нашли на корабле обломки алтаря. Вся эта часть груза несомненно одной эпохи и представляет промежуточное звено между' кораблями, затонувшими у Гран-Конглуэ (180—160 лет до н. э.) и у острова Альбенга (80—60 лет до н. э.), которые разделяло всего одно столетие.
В 1959 г. на итальянском судне «Даино», оборудованном- специально для археологических исследований, было предпринято
190
изучение in situ1 второго слоя амфор. Предполагалось также подробно обследовать нос корабля, который был хорошо виден за год до этого. Но какая-то загадочная пертурбация уничтожила следы судна. Работа землеоосом на глубине не дала особых результатов, за исключением того, что впервые обнаружили останки человека — череп с явными следами от шлема. На этом раскопки закончили и пока еще неизвестно, каким методом их будут проводить в дальнейшем — тем же, что применяли две первые экспедиции, или по системе, разработанной и недавно примененной на юго-западном побережье Турции американским археологом Джорджем Ф. Бассом.
Изыскания на турецком побережье
В этом районе уже находили кое-какие следы древности, так что были все основания предполагать, что тут пролегали морские пути, которыми ходили в очень давние времена каботажные суда, перевозившие медь с Кипра в Грецию, на острова Эгейского моря или на Анатолийский полуостров.
Берег здесь чрезвычайно скалистый и изрезанный, очень опасный для навигации, и, вероятно, кораблекрушения происходили нередко. В 1958 г. турецкий археолог Метин Сутула сообщил о существовании доброго десятка подводных археологических залеганий. А в следующем году американец Питер Трокмортон пополнил этот перечень. Новые ценные сведения он получил от ловцов губок. Основываясь на их указаниях, археолог обнаружил тридцать восемь затонувших кораблей между Финике и Бодрумом, тихим маленьким портом, некогда называвшимся Галикарнасе — что говорит нам гораздо больше.
К тому времени уже было известно местоположение двух затонувших кораблей — одно у острова Яссы, другое у мыса Гелидонья. На первом Трокмортон уже побывал, и ему страстно хотелось увидеть и второе. И вот однажды вечером в бодрумском кафе он услышал, как некий капитан, промышлявший ловом губок, рассказывает об останках корабля. Размякший от жары и духоты, археолог мгновенно навострил уши и отключился от дружеской беседы, как только до него дошло слово «bakir» (по-турецки «медь»). Вскоре он выяснил, что вблизи Финике кто-то из водолазов нашел бронзовые предметы: наконечники, ножи и острия копий. Считая, что речь идет о недавно затонувшем грузовом судне, не представлявшем для него никакого интереса, Трокмортон снова погрузился в полудремоту и снова встрепенулся, услышав рассказ о том, как все эти вещи продавали старьевщику, но почти ничего не выручили,
1 На месте. (Прим. перев.)
191
потому что они оказались сильно изъеденными и распадались на куски. Следовательно, речь шла об очень старинных предметах, так как найденные в море бронзовые изделия XVII в. почти не подверглись коррозии.
П. Трокмортону не удалось получить более точных сведений, и тогда он спросил, нельзя ли ему взглянуть на какой-нибудь из этих древних металлических предметов. «Не беспокойтесь, Питер,— со смехом ответил ему один из моряков,— в будущем году, когда мы будем подрывать этот сектор для подъема затонувшего судна, я оставлю вам какую-нибудь штучку!» Перепуганный археолог добился у них обещания, что они не тронут останков судна, пока не покажут ему.
А в следующем году, благодаря одному из друзей, тоже археологу и владельцу маленькой яхты, он смог наконец спуститься на этот многообещающий участок. К ним присоединились еще три молодых опытных водолаза, и вся группа отправилась к берегам Эгейского моря, где совместно с турецкими археологами началась разведка уже намеченных пунктов.
Сначала они посетили островок Яссы, который оказался настоящим кладбищем кораблей. В 30 м к западу от его берегов находится острый риф, уходящий вглубь всего на 2 м, невидимый в плохую погоду и даже просто против солнца. Хотя теперь он нанесен на карту, там все еще случаются кораблекрушения. Поэтому нет ничего удивительного в том, что вблизи него на различных глубинах обнаружили полтора десятка затонувших судов разных эпох. В конце концов П. Трокмортон нашел корабль, который видел раньше и на котором были такие необыкновенные, круглые амфоры. Взяв несколько образцов для примерной датировки находок, яхта «Литл Виджилант» направилась наконец к мысу Гелидонья.
Самый древний из затонувших кораблей
Он находился на глубине около 38 м, между двумя ближайшими к материку островками, и был покрыт таким толстым слоем отложений, что его едва обнаружили. Археологи предположили, что капитан избрал этот путь, чтобы избежать сильного течения, огибающего мыс, и во время грозы или ночью напоролся на риф у южного островка. Большая часть груза была сосредоточена в одном месте, но много предметов рассыпалось по довольно обширной площади. В первом приближении казалось, что груз состоит только из бронзовых слитков и маленьких монет, найденных под скалами, причем этих вещей вообще было мало. Вероятно, когда судно наскочило на риф, металлические предметы выпали через пробоину, прежде чем оно затонуло. А может быть, падая, судно накренилось и перевернулось.
192
Первые поднятые образцы показали, что это — корабль бронзового века (1600—1200 лет до н. э.), ибо в Сардинии и Микенах были найдены вывезенные с Кипра бронзовые слитки той же формы и датированные той же эпохой. Другие найденные там предметы подтверждали, что судно действительно имеет возраст около тридцати двух столетий. Интерес, который представляют останки столь древней и мало изученной цивилизации, полностью оправдывал экспедицию. Весной 1960 г. благодаря участию Пенсильванского университета экспедиция смогла выйти в море.
Под руководством Дж. Ф. Басса работала бригада, состоявшая из археологов и студентов (некоторые из них научились нырять только в текущем году!), одного архитектора, фотографа, кинооператора и врача. Из-за ограниченности изучаемого участка дна, которое, к тому же, изобиловало опознавательными ориентирами, разбивки на квадраты не потребовалось. План был разработан весьма подробно, разделен на секторы в зависимости от глубины, и на нем были обозначены подводные скалы и ровные, покрытые песком участки. Измерения производились методом триангуляции. Фотографическое определение места служило главным образом для контроля подробных зарисовок, которые делались на месте водолазами. Рисовали они на дощечках из матовой пластмассы. Затем очищенные фрагменты, снабженные этикеткой, поднимали в корзине. Отдельные детали тщательно сортировали вручную. Землесосы применялись редко, потому что дно было усеяно мелкими хрупкими предметами, которые могли бы сломаться. Большая часть груза была поднята в виде блоков, вырезанных при помощи долота, ножа и молотка, немного отступая от контура предмета, во избежание его повреждения. Все это доставляли на борт, а затем отправляли в наземный лагерь для обработки.
Археологи удостоверились, что на дне не осталось ни малейшего кусочка металла, при помощи подводного детектора, который позволил им обнаружить несколько залеганий, невидимых для водолазов.
Корабль вез много товаров плюс судовое хозяйство, куда входили глиняная посуда и кувшины с провизией. Груз состоял главным образом из бронзовых слитков в форме звериных шкур с клеймом, значение которого пока не установлено — нечто вроде плюшек, и дисков из того же металла. Водолазы обнаружили на судне сельскохозяйственные орудия, домашнюю утварь и оружие, сложенные отдельными кучками,— это показывает, что на борту все это находилось в корзинах. Наверное, груз предназначался для переплавки, часто производившейся в ту эпоху. Но некоторые предметы были в хорошем состоянии — возможно, что онр использовались экипажем судна. И, наконец, под некоторыми глыбами нашли груду двуокиси олова весом около 8 кг. Это — первая находка промышленного олова, вырабатывавшегося в ту эпоху.
13 Р. вэсьер
193
От самого корабля почти ничего не осталось, ибо это место было «два прикрыто песком. Значит, дерево почти полностью истлело. Из-под камней у основания подводной скалы извлекли лишь несколько сломанных досок с отверстиями, просверленными для шпонок, часть которых еще сохранилась. Куча прутьев длиной около метра поставила перед археологами задачу, тем более интересную, что она могла бы помочь осмыслить одно до сих пор непереведенное слово из «Одиссеи», обозначавшее какую-то часть корабля, построенного Улиссом. Прежде полагали, что это обозначение каких-то деревянных деталей, защищавших форштевень и прикрепленных снаружи. Но не был ли это амортизатор, помещавшийся между грузом и корпусом? Или же нечто гораздо более прозаическое — просто запас топлйва для кухни, если судить по рыбьим костям и косточкам маслин, найденным поблизости от кучи хвороста?
Изучение всех предметов, обнаруженных у мыса Гелидонья, еще продолжается. Но теперь уже ясно, что некоторые вопросы останутся без ответа. Какой стране принадлежало это грузовое судно? Куда направлялось оно — в Сирию или Грецию? Где его'построили? Известно только, что корабль шел с Кипра, где, по всей вероятности, был порт его приписки, и что он снабдил нас ценной, хотя и отрывочной информацией о жизни моряков во время плавания, р торговле, морских путях и судостроении в конце бронзового века.
Археология и техника
Работы, проведенные у Яссы-Ада под тем же руководством, имели совершенно иной характер. Затонувшее византийское судно было датировано VII в. и. э. Его выбрали для подъема потому., что оно было сильно занесено песком и, следовательно, могло представить интересные и точные данные о судостроении той эпохи. Его обшивка была сделана без швов или накладок, путем плотной пригонки досок, наложенных одна на другую при помощи деревянных пластин, вставленных в пазы и скрепленных деревянными шипами. Доски попросту прибили к остову, а затем корпус был тщательно законопачен. Следовательно, это было самое древнее судно современной конструкции.
Дж. Ф. Басс стремился, как и профессор Ламболья, «действовать под водой точно так же, как работают археологи на земле,— откапывать слой за слоем, подробно отмечая положение каждого предмета, прежде чем переместить его или поднять на поверхность».
Итак, технический принцип был тот же самый, но хорошая механизация работ у Яссы-Ада позволяла производить все операции точнее, свободнее и быстрее.
Территория, на которой покоился корабль, шла под уклон. Разбивка на квадраты- производилась при помощи девяти прямоугольных рам из металлических трубок длиной 9 и шириной 2 м, которые 194
бьми помещены ступенями. Это давало возможность зарегистрировать с максимальной точностью разницу уровней. Каждая рама быаа разделена на три части, соответственно размеру ориентировочной решетки с мелкими квадратами, на которой была монтирована фотографическая башня высотой около 4 м. Весь комплекс, решетка и башня перемещались по длинной оси рамы. При сопоставлении фотографий, сделанных под большим утлом, восстанавливали сеть, покрывавшую все поле амфор. На вершине башни имелось эллипсоидное отверстие, которое могло быть использовано для стереофотопар, причем каждый из двух снимков производился в одном из фокусов эллипса, длинная ось которого была от 15 до 20 см. Для дополнительных измерений, в частности, толщины предметов, к подводным условиям приспособили приборы, применяемые в топографии,— всевозможные нивелирные рейки, алидады и т. п.
Все предметы, разбросанные по дну, были снабжены этикетками для опознания их при переносе на общий план, где отмечали все данные, полученные фотографией и дополненные зарисовками, которые делались in situ на пластмассовых дощечках. Только после этого поднимали изучаемый слой. Предметы были занесены в каталог (если требовалось — реставрированы), описаны и сфотографированы под всеми углами.
Подъем корабля, лежавшего на глубине 40 м, растянулся на три года. Однако для современных и будущих экспедиций предусматривается мощное механическое и электронное оборудование. Пенсильванский университет уже располагает настоящим маленьким флотом,, находящимся в ведении отделения морской археологии, возглавляемого доктором Бассом. Флот состоит, помимо турецкого каика, из плоскодонной баржи, одного катера и двухместного подводного аппарата «Ашера».
Подводный аппарат применяется для археологических изысканий на глубинах, недоступных водолазам. Он оборудован и для применения стереофотографического метода, разработанного Дж. Ф. Бассом и нью-йоркским архитектором Джулианом Уиттлези. Значение этого метода подчеркнул на Международном совещании по подводной археологии в Альбенге инженер Димитрий Ребиков. Подводный аппарат снабжен двумя камерами, снимающими одновременно. Он «парит» над изучаемым участком и делает серию парных снимков в перспективе и в плане. Расстояние от фотоаппаратов до объекта не имеет значения, так как ценность стереофотограмметрической съемки заключается именно в том, что она фиксирует точную величину всех частей фотографируемого предмета путем триангуляции. Пара стереоскопических снимков показывает, во-первых, основу треугольника измерения, являющуюся расстоянием между оптическими осями объектива, а, во-вторых, оба угла основания. Эти три измерения достаточны для определения всех размеров рассматриваемого треугольника. Комплекс пар такого порядка, абсолютно точных
195
и правильно экспонированных благодаря световому источнику постоянной интенсивности, при расшифровке на наземном аппарате обра- ' ‘ ботки позволяет сделать абсолютно точный план с отметками вели- | чин, и со всеми деталями изучаемого участка. I
Это гораздо более быстрый метод, нежели применяемые раньше.
Он позволяет, например, сделать за два дня работу, которую у Яссы-Ада выполнили за два месяца пятнадцать водолазов, погружавшихся дважды в день.
В распоряжение исследовательской группы доктора Басса в Турции было предоставлено глубоководное телевидение — метод, уже испытанный другими экспедициями, и, кроме того, два аппарата: $
рубидиевый магнитометр, гораздо более чувствительный, чем класси-ческий миноискатель, ибо он дает возможность обнаружить глиня- £
ные изделия, конструкции или саркофаги, и гидрозонд, применяв- ?
мый для точной съемки профиля дна. Таким образом, все предметы, , находящиеся под слоями осадков, отмечаются двумя способами.
Подводные поиски в Америке |
На Втором международном совещании по подводной археологии, *
имевшем место в Торонто (Канада) в апреле 1965 г., отмечался рас- |
тущий интерес к этой науке в Америке. Начались работы у берегов Флориды, в Мексиканском заливе и в Чили. Надо отметить, что эти j
изыскания были не так хорошо поставлены с организационной J
и технической точки зрения, как на побережье Турции. j
Тем не менее удалось получить чрезвычайно ценные в научном отношении данные. Заслуживают внимания и способы преодоления j всевозможных трудностей, постоянно возникающих в этой сфере S деятельности.
В районе островков, окаймляющих и продолжающих Флоридский 1 полуостров, за последние несколько лет возникла настоящая подвод- > ная лихорадка — на поиски сокровищ устремились толпы водолазов. Прекрасные климатические условия и появление акваланга привели к тем же результатам, что и на Средиземном море,— сюда слетелось множество водолазов, энергичных искателей затонувших . кораблей.
В настоящее время администраторы Внутреннего фонда модернизации штата Флориды имеют право разрешать раскопки на подводных территориях для подъема находящихся там или же затонувших в водах этой зоны объектов. Разрешение дается на три года, и, в случае удачи, залегание может быть превращено в концессию, после i чего штату выплачивается арендная плата в размере 25% продаж- i ной стоимости найденных вещей.
Поисками занялись и частные компании, например Смитсониан-ский институт, существующий уже более ста лет. Он возглавляет все поиски и ставит перед собой цель «повышения и распростране
196
ния знаний среди людей». Он выдает субсидии, собирает, хранит и изучает предметы, найденные на дне моря, В настоящее время проводится большая работа по идентификации и интерпретации последних находок на юге мыса Кеннеди, вдоль всей Индиан-Ривер, вместе с более давними предметами, обнаруженными в районе Флоридского полуострова.
Катастрофа с испанскими талионами и главное, злополучный поход 1715 г. будоражили воображение многих искателей сокровищ. Одному из них посчастливилось найти вблизи Веро-Бич, в водорослях, выброшенных бурей на берег, старинную монету с неровными краями, по стоимости равную восьми реалам. Эта монетка оказалась нитью Ариадны, позволившей обнаружить десяток истлевших корабельных остовов — остатки целого флота, затонувшего во время бури. Об этом событии известно из донесений той эпохи; известно и то, что первая попытка подъема кораблей была сделана индейскими ныряльщиками, проработавшими там в течение четырех лет. Начиная с 1716 г. применялись и водолазные колокола, но все-таки можно считать, что примерно половина сокровищ осталась на морском дне. Некогда на берегу был разбит испанский лагерь, и он стал первым объектом поисков, начавшихся в 1960 г. Местонахождение лагеря установили миноискателем. Участок был точно ограничен и тщательно обследован; Затонувшие корабли должны были находиться поблизости, на дне океана. И действительно, их удалось обнаружить с легкого самолета. На небольшой глубине (6—7 м) вырисовывались в виде темных пятен на дне пушки и каменный балласт.
Прежде всего составили карту участка по классическим методам археологии; затем начали перемещать каменные глыбы, под которыми лежали большие деревянные обломки, источенные' морскими древоточцами (Teredo naualis). Однако при первом же прикосновении к кускам дерева они рассыпались густым, черным облаком.
Археолог Мендель Петерсон разработал картографический метод, специально для этого раскопа, характеризующегося обилием металлических предметов. Приблизительно в центре участка поместили центр окружности начала отсчетов, затем измеряли рулеткой расстояние от центра до ранее засеченных «горячих точек»1, отмеченных маленькими буями. Углы были получены также при помощи окружности начала отсчетов. Таким образом определяли контуры металлических обломков затонувшего корабля.
В течение нескольких месяцев работы то ускорялись, то замедлялись штормами, которые либо расчищали территорию, либо заносили ее тоннами песка. Однако. находки следовали одна за другой: серебряная посуда, китайский фарфор, столбики спаявшихся между собой монет, навигационные инструменты, отдельные золотые и серебряные монеты и слитки. Благодаря огромному значению
1 Местонахождение археологических находок. (Прим, перев.)
\
197
14 р. Вэсьер
находок экспедиция смогла получить более совершенное оборудование и улучшить организацию работ. К археологам-любителям присоединилась бригада специалистов по поискам, вооруженная детектором железа и цветных металлов.
И наконец, всего в нескольких милях от берега, на глубине 5—10 м, были обнаружены останки восьми галионов, выброшенных штормом на барьерный риф. Такая малая глубина залегания не дает оснований надеяться получить какие-либо важные сведения о кораблестроении в Испании XVIII в., потому что разбитые волнами на поверхности и изъеденные червями под водой корабли почти полностью разрушились. Но судовое оборудование, оружие и груз (кроме пряностей, табака, кошенили и индиго) остались на месте, как всегда, покрытые более или менее толстым слоем известковых отложений.
Обработка и консервация
Все найденные предметы, поднятые на поверхность, должны подвергаться археологическому или историческому исследованию, а затем экспонироваться в музеях. Следовательно, необходимо по возможности восстановить их первоначальный вид. Затем в зависимости от характера и степени повреждения они проходят специальную обработку, еще до высушивания, или обезвоживания. После этого их покрывают защитной пленкой — парафином или прозрачным синтетическим веществом. Для цветных металлов, глиняной посуды, керамики и стекла разработаны химические и электрические способы очистки от известковых наслоений. Существуют различные степени повреждения — от такого состояния, когда предмет практически цел, до полного его разрушения, когда уже никакая обработка невозможна. Тогда с него делают множество фотоснимков при обычном освещении и в рентгеновских лучах, чтобы зафиксировать как наружный вид, так и внутреннюю морфологию предмета. После этого его хранят во влажной упаковке в ожидании более подробных исследований.
Окисление черных металлов простирается вглубь и может совершенно разрушить предмет. Тогда блок, археологический интерес которого определяется рентгеновскими лучами, используется как матрица. В него наливают, например, гипс и восстанавливают хотя бы форму, если не вещество, предмета. Этот способ позволил отыскать множество предметов, которые имеют возраст более двух тысяч лет.
Органические вещества (животного или растительного происхождения) также подвергаются изменениям, зависящим от их природы. Для консервации обычно достаточно удалить из них соли, растворяющиеся при обильном промывании дистиллированной водой, 198
а затем, после обезвоживания спиртом и удаления спирта ксилолом* предмет погружают в парафин.
Сохранение деревянных обломков представляет более трудную-проблему. Если их вынести на воздух, не приняв необходимых мер* они коробятся, деформируются и разрушаются. Разработаны различные способы высушивания деревянных предметов, не вызывающие изменения формы и объема, с последующей стабилизацией путем пропитывания их нейтральным веществом. Но эта процедура требует очень много времени, особенно если обрабатываются большие фрагменты. Последние несколько лет шведские химики пользуются синтетической смолой — полиэтилен-гликолем,— растворимой в морской воде. Деревянные части обрабатываются сразу же на судне-базе. Такой способ применялся при подъеме «Васы» и дал прекрасные результаты.
Подъем «Васы»
Гордость шведского флота «Васа» перевернулся и пошел ко дну в Стокгольмском порту 10 августа 1628 г. От величественного корабля остались только брам-стеньги, выступавшие над поверхностью воды. Через три дня после кораблекрушения Королевский совет предложил одному английскому инженеру попытаться поднять 'корабль. Но тому удалось только поставить «Васу» на киль. Затем появился целый ряд французских, английских, голландских и германских спасателей, оставивших вокруг корпуса затонувшего корабля тонны якорей и железного лома, тросов и цепей. Им удалось поднять с полсотни пушек, а затем про «Васу» забыли до того дня, когда один инженер из Шведского адмиралтейства, Андерс Францен, с детства увлекавшийся историей затонувших древних кораблей, извлек из-под воды кусок дуба, почерневшего и затвердевшего от долгого пребывания в воде. Прочие находки укрепили его уверенность в том, что они относятся к «Васе», а он прекрасно понимал важность своего открытия. «Найдите «Васу»,— сказал ему однажды известный историк профессор Нильс Ханлунд,— и вы добудете самое большое сокровище». Действительно, этот корабль позволил бы частично заполнить огромный пробел в наших сведениях о навигационном деле в период от ладей викингов до судна «Королева Виктория», построенного в 1765 г.
Определение местонахождения затонувшего корабля и большая часть работ по его подъему были осуществлены с участием Школы водолазов шведского королевского флота. Работы, проводившиеся на 30-метровой глубине, затруднялись почти полным отсутствием видимости. По пояс в иле, водолазы продвигались на ощупь. Поднимали корабль в два этапа. Прежде всего его приподняли и передвинули по дну на меньшую глубину — 15 м, чтобы облегчить окончательный
19»
подъем на поверхность. Согласно классическим приемам спасания, водолазы, вооруженные мощными землесосами, выкопали шесть туннелей по обе стороны от корпуса и под килем и провели через них тросы диаметром 15 см, прикрепленные к двум затопляемым понтонам. Это была особенно опасная операция, ибо над спасателями нависали сотни тонн, в частности каменный балласт, весом более 100 т. Наконец насосы начали откачивать воду из понтонов и, пока те поднимались, тросы натягивались все сильнее. И вот — огромная масса оторвалась от илистого ложа и, медленно влекомая, пустилась в свое первое подводное плавание. Корпус оказался в прекрасной сохранности. Это объяснялось тем, что морские черви, разъедающие затонувшие деревянные части, не водятся в Балтийском море, где вода нёдостаточно соленая. Именно это обстоятельство и позволило «Васе» выдержать массу наслоившегося на него ила.
Последняя фаза подъема началась в апреле 1961 т., после некоторого ремонта поврежденной кормы и общего усиления корпуса , корабля для придания ему большей герметичности.
«Васу» поднимали очень медленно; четыре резиновых понтона поддерживали тяжелые кормовые надстройки. Затем корабль отвели в бассейн Бекхольменских доков, где его подвергли реставрации. После очистки корпуса от ила он будет превращен в удивительный музей.
Затонувшие города
Корабли — не единственные следы человеческой деятельности, которые таит в себе море. Оно затопляет целые города и даже континенты, поиски которых (в. частности, подводные) приводят к разграничению легенд и действительности. На самом краю берега,.вблизи современных городов или древних поселений видны остатки пор- товых сооружений, главным образом в Средиземном море, которое в этом смысле всегда находилось в привилегированном положении благодаря отсутствию приливов.
Изучение таких следов древних времен началось в XX в. и состояло прежде всего в топографической съемке участка. Затем произошла та же эволюция, что и в работах, проводимых на затонувших кораблях,— стали применяться методы наземной археологии. В течение последних лет, несмотря на многие трудности, исследование затонувших городов значительно прогрессировало.
Хронологически серия затонувших земель начинается с Атлантиды. Она была описана еще Солоном, который ссылается на египетских жрецов из Саиса. Однако до сих пор существование этого континента вызывает споры, хотя множество геологических и антропологических данных свидетельствуют в его пользу.* Действительно, в конце последнего ледникового периода резкое потепление атмосфе
200
ры вызвало быстрое таяние льдов, и уровень моря сразу поднялся на сотню метров, что значительно изменило очертания берегов. Одновременно произошло обильное выпадение атмосферных осадков,, и в нескольких точках земного шара снова началось извержение вулканов. К тому времени человечество существовало на Земле уже несколько тысячелетий, и воспоминание об этом катаклизме стойко укрепилось в сознании людей. Можно допустить, что Атлантида затонула именно тогда, оставив — как свидетельство своего существования — несколько островов: Азорские, Канарские и Мадейру, И если в зонах, не подвергшихся столь сильным катаклизмам, еще существуют следы исчезнувшей цивилизации, то искать надо на глубине не менее 100 м... да и то очень мало вероятно, что их удастся найти.
Итак, после внезапного подъема воды за десять тысяч лет до нашей эры уровень Мирового океана начал стабилизироваться. Однако такая медленная трансгрессия иногда маскируется местными явлениями, такими, как, например, маятникообразное движение Англо-Нормандского плато и Скандинавского полуострова или же землетрясения, оползни, обвалы и песчаный занос дельт и примыкающих к ним участков. Реконструкция береговой линии той или иной эпохи — проблема, которая одинаково интересует географов, геологов и археологов.
Древние средиземноморские порты
Первый подобные наблюдения относятся к 1901 г. Р. Т. Гюнтер, изучавший движения земной коры между Неаполем и островом Ни-зидой с древнеримской эпохи, составил план множества затонувших сооружений и отметил его значение для восстановления прежних очертаний берега.
Следующим, кто занялся этим вопросом, был главный инженер египетских портов Гастон Жонде. Пользуясь исследованиями, проведенными для подготовки строительства новых молов в Александрии' (1910—1915)., он составил план античных, портовых сооружений у древнего острова Фарос.
В последующие годы Р. П. Пуадебар, задавшийся целью найти торговые пути, которые связывали Испанию и Германию с Китаем, составил план античных портов Тира (1934—1937) и Сидона (1946—1950). С 1926 г. он обследовал районы, где рассчитывал найти следы поселений, бывших вехами на этих торговых путях. Дойдя до Тира, развалины которого затонули уже несколько веков назад,, он обнаружил молы и дамбы, еще видимые в воде.
Тогда, применив к подводной археологии методы наземных раскопок, он сделал ряд аэрофотоснимков поселений. Главные пункты были отмечены буями, и каждый элемент опознан местными
20И
водолазами, ловцами губок. Затем водолазы военно-морского флота Франции в скафандрах и шлемах измерили и высвободили при помощи долота и молбтка структуры, покрытые отложениями.
Порт состоял из двух бассейнов, а вход в него был защищен от западных и юго-западных волн длинными волнорезами, опирающимися на ряд естественных рифов, что напоминало устройство Александрийского порта. Но точно датировать эти сооружения, по-видимому греко-римского происхождения, не было возможности.
К Северу от Тира Р. П. Пуадебар применил те же методы для изучения порта Сидон (ныне Саида) и составил такой же точный план. При этом он обследовал остров, находящийся к северу от города и защищавший якорную стоянку для иностранных торговых кораблей; они выгружали здесь свои товары на легкие суденышки, доставлявшие их на сушу. Кроме того, археолог нашел здесь, в конструкциях теперешнего порта (которому все так же грозит песчаный занос), более или менее перемешанные греческие и римские элементы.
Раскопки на французском побережье Средиземного моря в ту пору выглядели совсем иначе, чем в настоящее время. В районе Марселя уже производились наземные археологические работы; они велись в направлении Фос-сюр-Мер, где на берегу еще сохранились монолитные могилвники. Дальше поиски перенесли на дно бухточки Сен-Жерве. Их целью было изучение истории одного порта, который во II—III вв. играл важную роль. Ближе к западу, в середине морского пути, связывавшего Испанию с Италией, в Агде, местные водолазы-любители сделали интересные открытия. Исследуя заболоченную реку Эро и прилегающие к ней участки моря, ойи находили останки кораблей, определяли их местоположение, а также добыли удивительный археологический материал в прекрасной сохранности, наглядно подтвердивший кипучую деятельность этого античного порта.
В 1954 г. Мишель Ги в Нарбонне, применив аэрофотосъемку, дополненную подводными изысканиями, составил план древних портовых сооружений. Это было очень интересное топографическое исследование. Однако из-за недостаточности средств, ассигнуемых французским правительством на исследования подобного рода,' работы эти не могли в то время достичь такого размаха и продуктивности, как в тех странах, где в экспедициях принимали участие различные институты и частные предприятия.
За последние десять лет было организовано множество экспедиций в различные пункты побережья Средиземного и Черного морей. В большинстве случаев предварительные изыскания могли только способствовать началу продолжительных работ, но иногда, при благоприятных местных условиях и хорошей организации работ, исследователи быстро добивались конкретных результатов. Например, подводные исследования, проведенные в Аполлонии, на Киренаике, под 202
рукойодством Николаса Флемминга, оказались особенно плодотворными и позволили составить план портовых сооружений города, в наземной части которого уже велись интенсивные раскопки. Затопление этого района было вызвано опусканием суши — как показывают обнаруженные в окрестностях небольшие сдвиги горных пород. На поверхности осталось лишь несколько разбросанных каменных глыб, а более древние фундаменты покрыты водой. В зоне, где волны бьются о берег, не осталось никаких следов. Руины обоих портов появляются за пределами глубины 2—7 м.
За два года (1958—1959) методами наземной археологии был воссоздан план города и видимых остатков порта. В море измерения делались от исходной линии длиной 900 м, проведенной по суше между двумя точно определенными точками. Всю территорию разделили на квадраты вехами, отстоящими друг от друга на 50 м. Для подводных ключевых пунктов водолазы удерживали на месте нивелирные рейки, на которых производили визирование алидадами. Измерения и зарисовки деталей делали под водой; постепенно их дополняли точным описанием и изучением материалов и самих конструкций. Затем их сопоставляли с уже сделанными или теми, что предстояло сделать на таких же участках.
В то время как в Аполлонии работы подходили к концу, профессор Маиури в сентябре 1959 г. предпринял на «Даино» экспедицию для завершения топографической съемки крупного и важного археологического комплекса в Неаполитанской бухте, между Пуццуоли и мысом Мизен. Пуццуоли был самым крупным римским портом на Средиземном море, до тех пор пока его не затмила Остия. В течение многих лет любопытные туристы могли там обозревать колонны храма Сераписа, изъеденные моллюсками до высоты 5,7 м над землей. Эти колонны подтверждают сдвиги, обусловленные вулканической деятельностью. План выступающих над поверхностью воды портовых сооружений и части города был сделан при помощи аэрофотосъемки. .
Этот способ оказался неприменимым в Вайе из-за ее географического положения и мутных вод. Границы выступающей из воды части города были определены водолазами. Затем всю зону разделили буями (прикрепленными ко дну с интервалом 100 м) на 24 квадрата, занумерованных обычным способом. Каждый из квадратов был, в свою очередь, разделен на 6 квадратов по 80 кв. м. По существу, удалось исследовать только два больших квадрата. В одном обнаружили каменные глыбы, разбросанные на бывшей береговой линии, в другом, перед Пунта дель Эпитаффио,— мощеную дорогу, а поблизости от нее — портик и другие строения. Только в одном месте, под сводом неизвестного здания, был произведен пробный раскоп при помощи землесоса на глубину 7 м. При этом получили совершенно ясную стратификацию и на поверхность было доставлено множество обломков, относящихся не позднее чем к III в. Однако подробное
203
изучение сооружений античности, выступающих над поверхностью I воды в этой бухте, еще далеко не закончено и полученные данные, < -Хотя и очень обнадеживающие, пока остаются фрагментарными. Правда, это свойственно большинству работ в области подводной археологии... 1
Ежегодно все новые и новые экспедиции открывают новые города, не только в Средиземном море, чье немыслимое богатство вполне оправдывает недавнюю постройку и спуск на воду специальнрго археологического судна «Археонавт», но и постепенно на всем земном шаре: на берегах Атлантического океана, как в Британии, так и в Мексиканском заливе, в озерах и реках Канады, на северо-востоке Соединенных Штатов (где найдены следы колонизации и войны между Севером и Югом), в священных колодцах Юкатана, на 1 Балтийском море, в озерах Швейцарии и даже в Австралии. Изучение всех этих разнообразных залеганий, конечно, не может развиваться повсюду в одинаковой степени, с одной стороны, из-за самой природы археологического участка и связанных с нею проблем, а с другой — из-за отсутствия необходимых средств. Тем редким залеганиям, которые разрабатываются в наше время, повезло только потому, что там работают группы специалистов, располагающих надлежащей техникой. Кроме того, участки там небольшие, точно •ограниченные, а глубина невелика. Другие же изучены лишь на- , столько, насколько позволяли средства, а много и таких, которые просто засечены и о которых доложено авторитетным организациям. •Эти залегания дожидаются того времени, когда люди приступят к более углубленным изысканиям или когда будет создана новая 'техника, которая поможет им появиться на свет божий.
12. НАУКА И РЕСУРСЫ
Первым зоологом, использовавшим скафандр для научных наблюдений, был профессор Сорбоннского университета Анри Мильн-Эд-вардс. В 1848 г. он погрузился в Тунисском проливе на глубину около 8 м и доставил на поверхность коллекцию различных морских животных, за которыми с восторгом наблюдал в их естественной «среде. Его экспедиция длилась три месяца. Вполне вероятно, что Мильн-Эдвардс не раз сожалел о том, что не мог запечатлеть зрелища, представившегося его глазам,— фотографии в ту пору было не •более двадцати лет, а подводной фотографии вообще не существовало. Ведь только в 1892 г. член Парижского факультета естественных шаук Луи Бутан, часто работавший в'лаборатории Араго в Баньюль-сюр-Мер, сконструировал герметический бокс для фотоаппарата. Постепенно ученый модифицировал свое изобретение, и в 1900 г.
204
вышла из печати первая работа на тему: «Подводное фотографирование и успехи фотографии».
По пути зачинателей этого метода последовали многие специалисты, так что через несколько десятилетий возникла настоящая научная школа. В тех же лабораториях, где работали А. Мильн-Эд-вардс и Луи Бутан, профессор Пьер Драш снова столкнулся с необходимостью производить исследования непосредственно в морской среде и на дне океана. В 1924 г. аппарат Ле Приёра произвел на него огромное впечатление, а в 1947 г., с появлением акваланга Кусто — Ганьяна, профессор Драш сумел наконец добиться свободы, необходимой для биологических исследований.
Спустя несколько лет профессор Ж.-М. Перес применил в Марсе- , ле метод прямого наблюдения. Затем настала очередь Соединенных ! Штатов, и в Институте Скриппса в Ла-Холья также стали применять подобные методы.
В наше время натуралисты и ученые всего мира, интересы, которых сосредоточены в океанах и морях, имеют в своем распоряжении : целый набор замечательных аппаратов.
Знакомство с океаном является результатом сложных исследований, объединяющих все научные дисциплинЬг. Зародившаяся в XIX в. океанография превратилась за последние годы в океаноло-. гию, но до 1945 г. она располагала лишь косвенными методами, то есть все исследования осуществлялись с надводного корабля. Развитие техники погружений — в автономном скафандре, подводных аппаратах и домах для длительного пребывания человека на дне — значительно расширило возможности исследования. Создана новая подводная техника, значительно усовершенствованная за последнее время; в ближайшем будущем ее станут применять повсеместно.
Конечно, было бы пустым тщеславием считать, по крайней мере теперь и в ближайшем будущем, что одно присутствие человека под водой позволит разгадать и объяснить все явления, происходящие в море. Всегда будут необходимы косвенные методы наблюдения, -применяемые с давних пор и усовершенствованные соответственно современным темпам развития техники. Но их использование будет зависеть от новой аппаратуры, разработанной в наши дни, и возможно, что мы окажемся свидетелями постепенного, но полного преобразования методики исследования.
Разумеется, и техника, и методика избираются в зависимости от научной цели или от путей ее достижения, с учетом и глубины, которой предстоит достичь, и стоимости проводимой операции. Работы в море всегда обходятся дорого. Для получения максимальной отдачи, независимо от глубины, необходимо сначала произвести разведку, затем установить на месте аппаратуру и, наконец, перейти к эксплуатации, отбирая или создавая по ходу работы наиболее подходящую для данной цели технику.
15 р, Вэсьер
205
РАЗВЕДКА
Разведка подводных пространств производится в два этапа. Первый заключается в топографическом исследовании. Второй позволяет в условиях погружения определить границы характерного участка. f
Для топографического исследования особую ценность представ- р ляют гидрографические карты военно-морских флотов. Однако часто f i бывает, что в изучаемом районе (в частности, в литоральных зонах) данные зондирования, собиравшиеся главным образом для нужд навигации, недостаточны для» предстоящих работ. С другой стороны, данные промеров могут устареть; так, вследствие отложения осадков они иногда расходятся с истинным уровнем почти на метр. Такая разница не имеет большого значения — по крайней мере в настоящее время,— если дело касается континентального склона или абиссальной равнины, хотя подводная навигация, происходящая • на все большей глубине, требует все большей точности. Но иначе обстоит дело с континентальным шельфом, особенно вблизи берегов, где скапливаются отложения, обусловленные передвижением осадков и деятельностью человека на суше. ’ J
Чтобы начертить карты со множеством изобат (несколько напоминающие штабные карты), гидрографы используют корабли, оборудованные ультразвуковыми эхолотами и приемными аппаратами, всегда точно показывающими глубину и местоположение судна.
Существует множество всевозможных и разнообразных систем, позволяющих точно определять положение судна по отношению к ориентировочным пунктам, находящимся на берегу. Некоторые из них можно назвать прерывистыми — когда оператор ориентируется на какие-либо пункты через определенные интервалы. Это — радио-маяки и радиопеленгаторы.
Другие приборы непрерывно регистрируют положение судна относительно двух находящихся на берегу специальных передатчиков, ,
координаты которых точно известны. Это — французская система ’
радионавигации (RANA) или система типа Декка. В результате, j
получив профиль дна в ходе эхолотирования и зная путь следова- I
ния корабля, можно составить карту дна. I
Однако как бы тщательно ни выполнялась эта работа, невозможно избежать некоторых ошибок. Источники их очень разнообразны, но главный — несомненно, движение судна, даже если оно снабжено ( стабилизаторами. Килевая и бортовая качка непрерывно меняют ориентацию ультразвукового луча, так что наблюдатель, за исключением случаев мертвого штиля, никогда не может быть уверен в том, что зафиксировал глубину точно на вертикали судна. Для плоского дна или протяженных пологих склонов зарегистрированный профиль достаточно четок, чтобы можно было точно определить глубины. Но при неровном дне боковые эхо накладываются на главное эхо и затрудняют истолкование полученных величин. И наконец,
206
ультразвуковой луч не представляет собой узкого пучка, а расходится в виде конуса, что еще больше затрудняет измерение. Ясно, что подводная лодка в погруженном состоянии под волнующейся поверхностью моря, имея выступающую над водой антенну, чтобы в любой момент определить свое положение, позволяет работать при любой погоде на вертикали пунктов зондирования.
Когда глубины изучаемого участка хорошо известны, когда имеется общий план равнин, континентального шельфа и каньонов, можно приступать ко второй части исследования, то есть выделению территорий специфического характера.
На побережье точно определенные пункты находятся у основания осей, или разрезов, которые вычерчиваются на карте через определенные интервалы. Количество интервалов и направление осей избираются в зависимости от рельефа обследуемых территорий. После этого разрабатывают методику и технику исследования.
На глубине от 0 до 50 м (если континентальный шельф не слишком широк, а берега обрывисты, как, например, в Средиземном море) разведку может произвести водолаз: он планомерно обследует дно от берега до глубины 50 м.
Если же континентальный шельф слишком широк, а глубина, малая или средняя, почти или же совсем не изменяется на протяжении нескольких десятков миль, можно использовать два метода. Первый, прерывистый, заключается в погружении водолазов то в одном, то в другом месте. Преимущество его — в быстроте, но зато он не совсем точен, что является существенным недостатком. Второй метод состоит в применении маленькой подлодки. Он не столь быстрый, более дорогой, но зато не подвержен никаким случайностям и дает возможность пройти все оси.
За пределами 50 м можно применять только подводные лодки или фото- и телеаппаратуру.
Разведка при помощи водолазов
Подводную разведку рекомендуется производить попарно. Одному водолазу поручают ориентировку и расстановку вех на пройденном пути. Второй записывает данные и фотографирует. Штурман-оператор регулирует подвижный циферблат своего компаса в зависимости от полученных инструкций и от заданного курса. В его распоряжении имеются буи, которые он устанавливает по указаниям наблюдателя,, для отметки характерных участков. Буи — маленькие поплавки яркой расцветки из легкого материала (пробки или полиэтилена), на которые намотана крученая, очень прочная нейлоновая нить; к ее концу прикреплен груз.
Наблюдатель должен иметь очень точный, заранее проверенный Глубиномер и, кроме того, дощечки из белой или светло-желтой пластмассы для заметок. Пишет он особым жирным карандашом,
207
который рекомендуется держать в резиновом футляре (во избежание появления трещин на деревянной его части от длительного пребывания в воде) и привязывать к запястью. И наконец, последний (отнюдь не по своей значимости!) инструмент — это фотоаппарат со всеми его принадлежностями, то есть лампой-вспышкой и запасными лампами.* При выполнении задания по разведке, когда водолазы и так перегружены, а им предстоит пройти длинный путь, очень важно иметь легкий и простой в обращении аппарат. Во Франции существует единственная модель, удовлетворяющая этим требованиям,— «Калипсофот». Его формат — 24X36 мм — позволяет применять различные пленки и получать 36 кадров без перезарядки. Кроме того, широкоугольные 35-, а особенно 21-миллиметровые, очень хороши для панорамных снимков.
Пробы берутся простым способом в зависимости от потребностей. Иногда необходимо иметь рейку, то есть эталон длины. Рейка может быть раскрашена яркими полосками, например черными и желтыми, чередующимися через каждые 5—10 см; на снимке они очень заметны и играют роль шкалы.
Водолазов доставляют на берег к исходной точке разреза и, сверив свои часы, они погружаются в воду. Для максимального использования времени, соответствующего таблицам декомпрессии и запасам воздуха или газовой смеси, им выгоднее оставаться на средней глубине, в пределах видимости дна, что имеет еще одно преимущество — значительное расширение поля зрения. Они плывут параллельно друг другу и очень медленно. Штурман-оператор, чуть впереди, строго следует своему курсу и ожидает указаний наблюдателя. Когда тот отмечает какое-либо изменение вида отложений, например конец скалистого обвала и начало равнины, заполненной осадками, или же присутствие среди зарослей посидоний большой скалы, он тотчас же хлопает по плечу своего напарника, который останавливается и выпускает буй. Затем оба водолаза опускаются на это место. Они тщательно определяют глубину и делают фотоснимки. Во избежание ошибок на первом кадре в каждой серии фотографий снимают пластинку, на которой написаны фамилии водолазов, дата, час и номер серии. Когда пройден весь разрез, водолазов поднимают на корабль, и они, по возможности сразу же, записывают полученные данные в судовой журнал. А в это время специальная бригада обследует поочередно все буи в порядке их размещения и точно определяет их координаты.
Нередко бывает, что поверхностное течение сносит поплавок. Тогда, чтобы точно восстановите его положение, водолаз вылавливает буй, осторожно наматывает трос, натягивает его и становится точно на вертикали груза. По нему и устанавливается пункт.
Чтобы лучше покрыть изучаемую территорию, когда путь, проходимый для достижения глубины 50 м, относительно невелик, имеет смысл возвратиться на вторичный разрез, под углом 135° к первому, 208
- a-,
Допустим, что исходный курс восточный, то есть 90°; когда два водолаза достигнут конца главного разреза, они развернутся, возьмут курс 225° и будут продолжать обвехо-вывание и наблюдение. При этом, во избежание путаницы, они должны пользоваться буями разных цветов.
Все полученные величины наносятся на карту, и зоны постепенно разграничиваются. Так вырисовываются луга посидоний, мелкие скалистые глыбы и равнины осадочных отложений, дается краткое описание их характера. Несомненно, такой способ требует интерполяции. Чтобы уменьшить источник ошибок, достаточно пройти необследованные участки на шкентеле, планере, санях или буксировщике.
Шкентель — это соединенный с судном нейлоновый трос, к которому прикреплен значительный груз. Водолаз садится верхом на груз, и его тянут на буксире.
Планер — это доска с двумя рычажками на концах, управляя которыми водолаз может перемещаться по вертикали.
Для продолжительных обследований, требующих более комфортабельных условий, можно использовать гидродинамическую кабину. Водолаз, лежащий внутри, защищен плексигласовым колпаком, и буксировка производится с относительно большой скоростью. Элероны, управляемые рычагами, похожими на ручку от метлы, обеспечивают перемещение по вертикали. Система сброса позволяет размещать на характерных зонах буи с грузом.
Буксировщик, называемый также «подводный скуттер», имеет форму маленькой торпеды. Внутри находится электрический мотор с аккумуляторами, приводящий в действие винт. Он либо увлекает водолаза за собой, либо толкает перед собой, в зависимости от модели, а водолаз только ориентирует аппарат в нужном направлении. Эти аппараты позволяют быстро перемещаться из одного пункта в другой, но для систематической разведки они не слишком пригодны.
Подводная разведка
Для продолжительных работ на больших глубинах (начиная с 50 м) необходимы подводные аппараты. Прежде чем приступить к какой-либо операции, на карту наносится схема и вычерчиваются разрезы, отправная точка которых — точно определенная станция.
Прибыв на место назначения, судно-носитель выбрасывает буй в избранном пункте. Подлодка уже подготовлена к погружению. На первом кадре кино- или фотопленки фотографируется, табло с указанием номера серии предстоящего погружения. Экипаж входит в подлодку и закрывается, после чего ее спускают на воду. Она погружается поблизости от буя, который служит ей отправным пунктом. Заряжаются конденсаторы вспышки, включается магнитофон.
209
Водитель объявляет номер, дату и час погружения, а также координаты и курс, по которому подлодка будет следовать на заданной глубине. Затем наблюдатель дает все необходимые уточнения, касающиеся характеристики дна и своего положения. Каждый сделанный им фотоснимок должен сопровождаться комментарием с указанием номера, часа и точной глубины, определенной глубиномером. Киносъемка производится только в каких-нибудь исключительных случаях и при значительных изменениях характера дна, и кадры подробно отмечаются. Когда достигнута половина срока спуска, возникают две возможности: либо вернуться к отправному бую, что позволяет пополнить наблюдения, сделанные по первоначальному ходу исследования вперед, либо продолжить разведку по разрезу, при условии что глубина совместима с прочностью корпуса. Вообще, решение принимается еще до погружения, с тем чтобы судно обеспечения могло находиться в районе выхода на поверхность.
Помимо всего, система гидрофонов и усилителей позволяет сопровождающему судну следовать за подводным аппаратом по звуку. А как только подводный аппарат достигает поверхности, восстанавливается радиосвязь, что облегчает разведку.
Такой метод применялся вплоть до последних лет, когда единственным исследовательским аппаратом являлась SP-300. Появившиеся в наши дни аппараты, конечно, обладают большими возможностями, но принцип их работы пока еще остается прежним и в ближайшее время должен подвергнуться значительным усовершенствованиям.
Косвенные методы разведки
Не всегда можно применять подводные аппараты. Иногда это обходится слишком дорого, а для общей разведки они просто не нужны, во всяком случае в начале операции. Число их ограничено п, следовательно, спрос на них слишком велик. Наконец, им доступна не всякая глубина. Поэтому чаще применяются подводные телевидение и фотография, а иногда и то, и другое вместе.
Киноаппараты в водонепроницаемом боксе или специально созданные для данной цели сначала просто опускались на тросе до изучаемого участка дна, что требовало многочасовых манипуляций только для того, чтобы «бросить взгляд» (правда, иногда и это весьма важно). Теперь от этого способа не отказались, но используют его с другой целью. Для разведки гораздо целесообразнее устанавливать камеры и систему освещения на санях, которые буксируются на большие расстояния. Подводные камеры могут быть сконструированы для телевидения, фото- и киносъемки.
Телевидение имеет очень большое преимущество, ибо наблюдатель, сидя перед экраном на борту корабля, видит ход самой операции. Он может делать пометки и комментировать исследование, за
210
писывая те или иные детали на магнитофон. Если телекамера дублирована фотоаппаратом, можно снять наиболее характерные кадры. Тогда получается полная документация произведенной работы. К сожалению, этот метод имеет очень крупный недостаток, ограничивающий его применение,— в воде радиоволны не распространяются и передавать изображение можно только по кабелю, а последний должен быть идеально изолирован: он очень хрупок и дорог, опасность же его обрыва очень велика, особенно на неровном и скалистом дне.
На малых и средних глубинах преимущества телевидения все же перевешивают его недостатки, но на глубинах более 500 м предпочтительнее фото- и киносъемка.
Наиболее распространены фотоаппараты, созданные талантливым инженером, профессором Массачусетского технологического института, Э. Эджертоном. Это узкие, прочные цилиндры, в которых заключены механизмы, то есть блок, состоящий из подающей и принимающей катушки, пленки, электромотора, батареи и объектива.
Для съемки объектив помещается за иллюминатором из толстого стекла, и специальное устройство позволяет помечать каждый кадр номером серии и часом съемки. К этому можно добавить глубиномер и термометр. Аппарат синхронизирован с электронной импульсной лампой, которая дает вспышку через каждые 15 сек. Киносъемка производится со скоростью 24 и более вспышек в секунду. После каждого снимка мотор фотоаппарата автоматически вытягивает пленку. Объектив может быть оборудован обтуратором — все зависит от глубины, времени, суток и от чувствительности эмульсии. Очевидно, что на небольшой глубине и при хорошем освещении лучше пользоваться аппаратом с обтуратором.
Сани, названные создавшим их Французским управлением подводных исследований «тройка», снабжены кинокамерой и импульсной лампой. Механизм задержки позволяет задержать начало съемки в зависимости от времени, необходимого для спуска саней и установки их на дне. На борту тщательно выбирают и точно определяют отправную точку траектории. Лот регистрирует глубину, через каждые 5 мин. засекается время, и показания наносятся на профиль дна. Капитан на своем мостике отмечает координаты через каждые 5, 10 или 15 мин. Эти данные чрезвычайно важны, ибо во время расшифровки фотографий позволяют определить пункты, где были сделаны снимки, и составить самую точную карту.
Однако необходимы некоторые поправки. Ведь когда аппарат тянется по дну, он находится не прямо под судном. Длина кабеля, к которому он прикреплен, в два-три раза больше, чем глубина. Значит, эту длину можно рассматривать как гипотенузу прямоугольного треугольника, в котором вершиной острого угла является судно на поверхности. А известно, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов, то есть (длина кабеля)2 = (глубине)2-}-(х)2.
211
Величина х и есть расстояние по горизонтальной плоскости между судном и санями. При глубине 2000 м. и длине развернутого кабеля 4000 м «тройка» будет находиться примерно в 3450 м позади судна. Эти данные имеют большое значение, так как час Н, отмеченный на профиле зондирования и нанесенный на карту курса корабля и на кадр, не соответствует истинному положению. Следует учитывать отклонение, которое будет постоянным при постоянной скорости перемещения. Например, при скорости 3,8 узла (около 7 км/час) и при тех же условиях (2000 м глубины и 4000 м длины кабеля) час Н, зарегистрированный на фотографии, соответствует Н — 30 мин. на профиле зондирования и навигационной карте. 30 мин. — это время, необходимое для прохождения 3500 м. Иногда из-за поверхностных течений судно вынуждено двигаться «крабом», чтобы сохранить заданный курс.
Сани, тянущиеся на буксире, заносит то в одну, то в другую сторону, и необходимо учитывать каждое их новое положение, чтобы определить более или менее точно место, откуда производится киносъемка.
Скорость буксировки обычно не превышает 3 узлов, во избежание какой-либо аварии, в частности обрыва кабеля, что может случиться, если «тройка» зацепится за выступ дна. При этом можно получить 700—900 изображений на разрезе длиной 9 миль. Затем изображения проецируются, кадр за кадром, комментируются, и показания наносятся на карту.
Такой метод подводной разведки не идеален, но в настоящее время иного не существует и не будет, до тех, пор пока не появится большее количество исследовательских обитаемых подводных аппаратов и применение их не войдет в повседневную практику,
ИССЛЕДОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
После завершения предварительной фазы, когда на батиметрических картах разграничены большие однородные пространства, на них выявляются крупные пятна. Одни, литоральные, очень близкие к побережью, могут представлять собой узкую полосу песка или ила, присутствие которых обусловлено накоплением терригенных осадков.
Другие пятна, располагающиеся мористее,— это большие песчаные либо илистые равнины, которые могут быть прорезаны глубокими каньонами. Иногда во впадинах, котловинах или на более или менее обширных плато откладываются обломки раковин. Таким образом, очень схематически определяется характер дна, и на этом фоне работают представители самых разных дисциплин. Для инженеров-нефтяников, геологов и геофизиков основной интерес представляют структура и мощность осадочных отложений, характер и происхождение подстилающей породы. Биологи стараются произвести сначала общий, а затем более детальный анализ органического мира 212
и изучить условия жизни, а также факторы, влияющие на развитие живых существ. Но, будь то натуралисты или физики, геологи или инженеры, применяют ли они одинаковые или различные метеды исследования, свойственные их специальности,— все они ощущают настоятельную потребность в продолжительном пребывании в воде и всем приходится полностью переделывать свои приборы применительно к новой среде.
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
К концу второй мировой войны науки о Земле, в частности геология (во всяком случае, во Франции), лишились благосклонности ученых. Поиски новых источников энергии и начало эксплуатации месторождений нефти в Африке оказались столь результативными,, что привлекли к себе большую часть молодого поколения геологов. В то же время усовершенствовались методика и изыскательская аппаратура. Экономическая заинтересованность позволила вложить в эту сложную отрасль науки большие средства, соответствующие ее значимости.
В наше время изыскания ведутся не только на суше, но и под водой, поэтому геологи превращаются в океанологов, которые снабжены аппаратурой и методами, приспособленными к новым условиям. Геофизика использует дополнительные методы, среди которых надо отметить сейсмическую разведку, гравиметрию, магнитометрию.
В наши задачи не входит полный технический обзор этих методов — мы хотим только подчеркнуть трудности, с которыми приходится сталкиваться при работе на морском дне, и коснуться проблем, находящихся в настоящее время в центре внимания.
Сейсмическая разведка
Сейсмическая разведка основана на принципе, по которому ударная волна, образованная взрывом, может отразиться в каком-нибудь «зеркале», то есть в определенном геологическом слое, который отражает ее от себя. На своем пути волна может пересечь участки с различными свойствами, вследствие чего образуются различия в скорости сейсмической волны. Кроме того, в каждой плоскости раздела могут возникнуть отражения и преломления, зависящие от характера участка, а также от угла падения и частоты излучения. Сложность растет пропорционально количеству слоев и их мощности, но все же это явление схоже с тем, что происходит со световым лучом, проникающим из воздуха в воду, то есть пересекающим две среды с различными показателями преломления.
Способ, применяемый главным образом нефтяными компаниями, состоит в помещении на глубине 20 м под землей взрывчатого
21а
вещества. Вокруг этого заряда, на различных расстояниях, устанавливают высокочувствительные геофоны, регистрирующие отраженные волны. После получения сигнала, то есть взрыва, происходит последовательная регистрация и интерпретация эха. Вообще производится несколько взрывов в различных точках для того, чтобы сделать несколько необходимых обратных засечек и точно локализовать нужные слои. Этот способ, конечно, очень дорог, но весьма эффективен; в наше время он усовершенствован и применяется для подземных изысканий.
Первые попытки применить сейсмические методы для изучения на подводных территориях были произведены нефтяными компаниями в 1929 г. при обследовании дельты Миссисипи. За несколько лет до второй мировой войны, в 1937 г., геолог Ивинг занялся изучением континентального шельфа и континентального склона у американского побережья, а Гэскелл и Буллард в Англии занялись теологическим исследованием Ла-Манша.
Впоследствии появились новые методы, более пригодные для работы в море. По-прежнему применяются взрывы под водой, но они имеют много отрицательных сторон, из которых самая главная — уничтожение морской фауны. Помимо этого, относительно небольшая частота взрывов не позволяет получить настоящий профиль морского дна.
Одно из различий наземной и морской сейсмической разведки заключается в том, что первая производится после геологического изыскания на территории, подтверждающего гипотезы о ее характеристике и структуре, тогда как вторая предшествует взятию проб. Поэтому необходимо получить по возможности наиболее подробный профиль дабы брать пробы не наугад и не вслепую.
Специалисты стали изыскивать способ непрерывной морской сейсмической разведки, использующей экономичный источник энергии с высокой отдачей, удобный для манипуляций и безвредный для морской фауны (во всяком случае — в принципе). Тогда-то и появились устройства, для которых источником колебаний может служить искра между двумя электродами (спаркер), или вибрирующая металлическая пластинка (бумер). И наконец, недавно Французский иттсти-тут нефти разработал систему «Флексотир», сочетающую быстрый темп стрельбы и преимущества взрыва с безопасностью для фауны.
Независимо от примененных методов (каждый из которых может иметь свои преимущества) цель исследования всегда одна — добиться наиболее глубокого проникновения, иначе говоря наибольшей отдачи при самом малом источнике звуковой энергии. Там, где тлубины не слишком велики и дно относительно ровное, получены вполне удовлетворительные результаты. Но если континентальный шельф узок и имеет очень неровный рельеф, если он прорезан глубокими каньонами, то полученные кривые трудно истолковать из-за
214
эхо, отражающихся от стен каньонов и наслаивающихся на эхо, отраженное от дна на вертикали судна. Чтобы получить возможно более чистые профили, применяются: электроакустические излучатели и приемники, установленные на ныряющем блюдце SP-300 (Харолд, Э. Эджертон и Оливье Леенхардт). Первая экспериментальная стадия показала, что гораздо выгоднее поместить источник звука и приемники как можно ближе ко дну, постоянно контролируя местоположение приборов и дополняя разведку фотодокументацией. Это особенно желательно при определениях мощности слоя ила.
Такой контроль совершенно необходим при всех изыскательских операциях, будь то использование гравиметра для контроля колонкового бурения или взятие поверхностных проб. До 150—180 м проникновение человека возможно, как мы увидим дальше, при помощи существующих методов, разработанных для поиска нефти, но не всегда пригодных для общей геологической разведки. Даже в наше время, за неимением подводных обитаемых аппаратов, приспособленных к этой задаче, колонковое бурение в средних или глубоких водах производится с поверхности. Колонковую трубу опускают до избранного произвольно места и берут пробу. Для подобной операции, которая может быть весьма продолжительной, Французское управление подводных исследований предложило и испытало один тяжелый аппарат, нечто вроде подводного танка, в котором заключены бурильные приборы. Люди, которым предстоит жить в нем, будут находиться в условиях уравновешенного давления, то есть в подводном доме, или передвижной мастерской. Снабжение они будут получать с надводного или подводного вспомогательного судна, и точно так же будет происходить смена бригад — через декомпрессионные камеры. Этот проект отнюдь не научная фантастика. Ясно, что по мере увеличения глубины умножаются трудности исследования.
МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ
При современном состоянии наших знаний вряд ли можно определить минеральные ресурсы океанов. Опись их не составлена, и любые цифры могут оказаться ошибочными. Тем не менее ясно, что ресурсы эти чрезвычайно велики и что континентальный шельф, занимающий 15—20% всей поверхности Земли, хранит неисчислимые богатства. Разумеется, когда мы говорим о минеральных ресурсах, мы имеем в виду породы большой экономической ценности, находящиеся на поверхности осадочных отложений или же скрытые под ними, а не соли, растворенные в морской воде, добыча и обработка которых требует совершенно иной техники.
215
Изучение края континентов, континентального склона или более глубоководных районов требуют методов, описанных в общем разделе океанографической разведки. Здесь же мы представим лишь схематическое описание некоторых способов, применяемых или испытываемых в настоящее время при изысканиях и эксплуатации уже известных месторождений, а также для технических характеристик буровых установок.
Несомненно, основной задачей разных стран за последние двадцать лет является отыскание новых источников энергии, в частности нефтяных пластов, либо поблизости от материков, богатых черным золотом, либо в районах, имеющих большое политическое или стратегическое значение. Учитывая, что в западном мире растет влияние англо-американских компаний, повсеместно принят англо-саксонский термин «offshore» — «в открытом море». Он охватывает весьма специальные методы, разработанные благодаря колоссальным средствам, вложенным в это дело государственными учреждениями и частными фирмами. Вопрос разработки других, не нефтяных месторождений стоит не так остро, и мы увидим ниже, что методы эксплуатации в этом случае менее совершенны. Однако когда потребуется срочное решение вопроса, достаточно будет быстрого приспособления к новым условиям методов, которые в течение многих лет использовались при поисках нефти.
Нефть
Первые нефтяные залежи в открытом море были обнаружены на юге Соединенных Штатов, в Мексиканском заливе. Море здесь неглубокое и сравнительно спокойное, поэтому в этом районе установка буровых вышек, техническое обслуживание или контроль добычи не вызывали каких-либо трудностей. Всю работу можно производить на поверхности, а база, помещающаяся на дне, на глубине нескольких метров, легко доступна для водолазов.
Бурение. В 1949 г. существовала лишь одна-единственная буровая вышка, которая действовала под водой на глубине 100 м. После 1966 г., когда в море были открыты нефтеносные участки и месторождения природного газа, простирающиеся иногда на несколько сотен километров от берегов, таких механизмов становится все больше. Нефть нашли в Черном и Каспийском морях, Бискайском заливе, Северном море, у Аляски, в Калифорнии. А значит, растет и число подвижных станций, и в настоящее время их насчитывается более ста пятидесяти. По мере расширения разведанных площадей увеличивалась глубина бурения и от нескольких метров дошла до нескольких сотен метров. В настоящее время работы свободно производятся на глубине 300 м. Потрясающий прогресс! Конечно, возросли и трудности, но техника сумела преодолеть их и при
216
способилась к специфическим условиям. Созданы новое оборудование и методы работы, а многие еще проходят испытания.
Одна из главных трудностей — это установка платформы, предназначенной для буровой вышки, с ее ротором и различной аппаратурой, необходимой для работы бура. Кроме того, следует создать если не полный комфорт, то хотя, бы минимальные удобства для бригады техников, которые будут находиться на платформе по нескольку дней.
Исследованы и построены различные типы подвижных платформ. Одни из них автономны, другие требуют тендеров, то есть вспомогательных барж, но все существующие в настоящее время модели можно разделить на три категории: 1) погружаемые, 2) самоподъемные и 3) плавучие.
Первая погружаемая платформа, построенная в 1949 г. для работы в Мексиканском заливе, называлась «Breton Rig-20». Создал ее Барнсделл-Хэйуорд. Нижнее основание этого параллелепипеда состояло из толстого каркаса, соединенного с верхней частью, то есть самой платформой, металлическими опорами, скрепленными поперечными балками. Весь комплекс доставляли к участку бурильных работ на кессонах, затем медленно опускали и устанавливали на дне. Палуба и палубные надстройки находились в нескольких десятках метров над уровнем воды. Для ослабления действия волн кессоны заполнялись водой и погружались по обе стороны от установки, что увеличивало устойчивость базы. По окончании бурения кессоны поднимали, подавая сжатый воздух в балластные цистерны. Платформа всплывала, и ее буксировали на другие участки.
После появления «Breton Rig-20» было внесено множество усовершенствований для того, чтобы уменьшить чувствительность к волне и повысить технические качества этой установки. Но, хотя глубина производимых работ значительно увеличилась, все же она ограничена, и одну из последних платформ, «Кегг — Me Gee Rig-54», с треугольным основанием, можно применять лишь на глубине не более 50 м.
Второй тип, то есть самоподъемные платформы, отличается от предыдущих наличием жесткого основания. Tgn опоры связывают рабочую палубу, которая может подниматься и опускаться в зависимости от глубины, как лифт, благодаря системе зубчатых реек. Весь комплекс доставляется к нужному месту, опоры входят в осадочный слой, высота платформы регулируется. Такие самоподъемные механизмы (первый из них, предназначенный для нефтяного промысла, был создан в 1950 г. и назван «De Long Rig-1») имеют некоторые преимущества по сравнению с погружаемыми системами. Их легко отрегулировать применительно к различным глубинам, с их помощью можно бурить на глубине 100 м и, кроме того, они после установки лучше переносят ветры и штормы. Именно такая аппаратура применяется для бурения в Европе, например в Среди-
21?
земном море и Бискайском заливе, где часто бывает сложная метеорологическая обстановка.
Хотя самоподъемные платформы представляют несомненный прогресс по сравнению с неподвижными механизмами, все же их возможности ограничены. Передвигать их очень сложно. Установка — в период вбивания опор в дно — при неспокойном море является весьма критическим моментом. Чтобы углубиться более чем на 100 м, необходимо полностью освободиться от опор. А для этого пришлось создать свободную платформу, поддерживаемую поплав-. ками, которые можно превратить в балластные цистерны. Они делают платформу полупогружаемой. Этим достигается увеличение ее устойчивости и одновременно уменьшение чувствительности к волне.
Ясно, что эксплуатация подобного рода механизмов связана со множеством проблем. Доставленная на место полупогружаемая платформа должна удерживаться в одном положении при помощи либо постоянных, либо динамических якорей или же тех и других одновременно. Динамические якоря представляют собой подводные двигатели (гидромоторы или гидрореакторы), позволяющие проти-' востоять течениям и шквалам на поверхности и удерживающие платформу в пределах нужного участка без опасности для бура.
Полупогружаемые системы, предназначенные для работы на относительно небольшой глубине, появились в конце 1950 г. С тех пор были проведены испытания различных моделей, позволяющих вести работу на глубине 200 и даже 300 м. В ближайшем будущем эти установки будут переданы в эксплуатацию.
Обзор различных типов платформ, используемых в настоящее время для поисков нефти, показывает, что повсеместно применяется бурение до 100 м и с увеличением рабочих глубин (в частности до 300 м) трудности возрастают и, следовательно, себестоимость тоже. И какие бы меры предосторожности ни принимались, плохая погода всегда опасна. По данным страховых обществ, с сентября 1965 г. по апрель 1966 г. погибло пять платформ: «Маверик» в Луизиане во время урагана «Бетси», «Си джем» в Северном море, «Па-гуро» в Адриатическом море, «Роджер-Баттен» в районе Камеруна, «Брайярд» во время буксировки к Борнео. Всего на сумму 29 млн. долларов. Вот эти факты, а также появление новой техники погружения и пребывания в условиях насыщения под водой побудили некоторые поисковые группы к созданию таких подводных аппаратов, которые были бы, хотя бы частично, независимы от поверхности. Преимущество их, помимо всего прочего, заключается в меньшей стоимости.
В программе по изучению и конструированию механизмов для эксплуатации океанского дна американская компания «AVCO Corporation Tulsa» предлагает погружаемой бурильный механизм «Сабриг», который не следует путать с классическими конст рук-218
циями подобного типа. Инженеры AVCO создали защитную обшивку подводной части современной платформы, имеющей форму равнобедренного треугольника с основанием 60 и высотой 70 м и несущей на себе различное оборудование и буровую вышку.
Обшивка, в которой заключен весь комплекс, функционирует как подводный дом, то есть в ней создается соответствующее давление и туда вводятся смеси, подобранные и дозированные в зависимости от рабочей глубины (воздух — гелий или кислород—гелий). «Сабриг» снабжен балластными цистернами и перемещается на поверхности при помощи двигателей. Так, он может своими силами добраться до участка бурения. Экипаж — штурманы, инженеры и техники,— которые до этого момента находились под атмосферным давлением и дышали воздухом, закрывают аппарат, постепенно регулируют состав дыхательной смеси и повышают давление. Тогда в балластные цистерны вводится вода — до тех пор, пока плавучесть не станет слабо отрицательной. Платформа начинает погружаться. Повышение гидростатического давления может вызвать опасно быстрое погружение, поэтому предусмотрены небольшие тормозящие баллончики, которые обеспечивают «мягкую посадку» на месте будущей скважины.
Прочно прикрепившись ко дну на своих опорах с широкими основаниями, комплекс утяжеляется путем заполнения цистерн. Из поплавков выпускают воздух, и они подводятся к бортам. Когда давление дыхательной смеси уравновешивается с гидростатическим, люки открывают. Теперь можно приступать к установке механизмов и начинать бурение. Для контакта с поверхностью имеется система буев-носителей антенн и кабелей коммуникации. И наконец, учитывая, что бурение скважины может затянуться на несколько месяцев, следует предусмотреть процедуру смены рабочих бригад. Для этого созданы подводные декомпрессионные камеры. К концу своего пребывания под водой бригада закрывается в этой камере, подвергается декомпрессии во время подъема и заканчивает ее на борту вспомогательного судна. Сменщики производят то же самое в обратном порядке. Такие лифты уже испытаны.
Подъем „Сабрига”, по-видимому, не связан с особыми трудностями. Вновь наполненные баллончики поддерживают аппарат. Люди возвращаются на базу и тщательно закрывают герметизированную дверь. Вода медленно удаляется из балластов, и весь комплекс постепенно поднимается. Облегченный аппарат достигает поверхности. Экипаж начинает декомпрессию в аппарате по пути к порту. Такой подъем на поверхность, управляемый акванавтами, составлял, как мы уже видели, одну из задач экспедиции «Преконтинент-Ш» и завершился вполне успешно.
Проект этот весьма заманчив, но до его осуществления еще далеко. Ведь известно, что для существования под давлением и в условиях насыщения необходимы сложные смеси гелия и кис-
219
лорода в пропорциях, изменяющихся в зависимости от глубины. Опыт «Преконтинента-ПГ» показал, что продолжительное пребывание п работа па глубине 100 м возможны при наличии искусственной атмосферы, состоящей из 98% гелия и 2% кислорода, абсолютно чистой от следов других газов и паров, которые под этим давлением были бы смертельны. Следовательно, очистительная система должна функционировать безупречно и отмечать появление любого вредного газа или аэрозоля. Такую фильтрацию относительно просто осуществить, если в аппарате размещено лишь минимальное количество инструментов и приборов, но весьма трудно производить в помещении, где установлены двигатели. Даже электрические двигатели могут служить источником углекислого газа, озона или окиси углерода. Во избежание общего загрязнения подводной станции необходима полная изоляция и герметизация машинного отделения. Другая проблема — источник энергии. Ясно, что на глубине нельзя применять дизеля. Следовательно, нужны поверхностные буи, поддерживающие их и снабжающие электричеством погруженную платформу. Однако нельзя забывать, что мы живем в век атома 11 что в ближайшем будущем эту проблему разрешат двигатели, работающие на атомной энергии.
Несмотря па множество проектов, ожидающих своего осуществления или проходящих испытания, разведка в открытом море в настоящее время производится лишь при помощи искусственных островов. Тем не менее установка механизмов и наблюдение за бурильной базой на глубине 100—200 м требуют специальных подводных приспособлений, в частности в период завершения, то есть когда нефть найдена, и впоследствии, в период эксплуатации.
Эксплуатация подводных нефтяных скважин. Методы, применяемые на материке, используются и в море. Когда обнаруживается нефтеносный слой, скважину закрывают с помощью сложной системы затворов, называемой «елочка».
В некоторых случаях, когда выход нефти слишком мал или нефть течет медленно, требуются насосы. На мелководье, например в Персидском заливе, установка на поверхности эксплуатационной платформы, сменяющей буровую вышку, не влечет за собой каких-либо серьезных трудностей. Навигация там ограничена или запрещена, трубопроводы, идущие со дна, относительно коротки и, следовательно, достаточно прочны. Кроме того, здесь почти не бывает штормов, а глубина настолько невелика, что иногда водолазы прокладывают трубы прямо на дне. Водолазы работают, используя сжатый воздух, и могут оставаться под водой несколько часов, прежде чем возникнет необходимость декомпрессии. По мере увеличения глубины встают две основные проблемы — установка эксплуатационных платформ на поверхности или на дне и контроль, техническое содержание и управление затворами.
Несомненно, создание даже небольших искусственных островов
220
Маленькая медуза (Sarsia gem mifera) наглядно демонстрирует свое устройство. Из полости желудка отходит длинная рукоятка, на которой развились органы размножения.
Радиолярия. Оси скелета (сложные кремниевые образования) как будто светятся.
Яйцо пелагической
рыбы.
Cotylorhiza с молодыми сардинами.
Молодая личинка медузы Aurelia aurita прикрепилась к ска листому своду и превратилась в своеобразный полип.
Пневхматофора; прекрасно видны плавательные колокола и ловчие волокна этой сифонофоры.
Морской рачок (Phroni-та sedentaria), устроившийся в оболочке Dolio-lum.
В лагуне остаются странной формы обломки колоний.
&
Стая мелких рыбок вокруг огненного коралла (Mtllepora). Они прячутся в извилистой структуре и нечувствительны к тысячам ядовитых иголок, выбрасываемых этим животным.
Великолепные букеты акропор, в которых скрывается микроскопическая фауна.
Среди родов Naso рыбы-единороги странствуют косяками.
Плато и его окрестности освещены рыбами-бабочками, из которых самая замечательная — щетинозуб.
Желтая с черными горошками gaterm.
Рыба-сундук (О str а-
Морские ежи (Diadema или Сentrechinus). Их
длинные иглы вызывают болезненную реакцию, часто сопровождаемую лихорадкой.
Эта морская звезда — настоящий морской кактус. Ее укол дает себя знать в течение недели.
Coeloria, или меандрины, называемые также «нептунов мозг», вполне заслуживают своего названия.
Сходство этой мадрепоры, называемой Fungi, с грибом еще более поразительно, когда молодое животное развивается на конце известковой ножки. Потом оно отрывается от нее и падает. 1
Зонтики Acropora на фоне известковых водорослей и мадрепор.
Акула-молот (Sphyrna) достигает 4—5 м. Ее рацион очень разнообразен, но, кажется, она предпочитает скатов, и даже хвостоко-лов.
Акула в прозрачной воде — всегда прекрасное зрелище. Но не всегда хватает смелости приблизиться к ней, чтобы определить ее вид. Это как будто голубая акула (Prionace).
Впечатляющая пара — статуи мужчины и женщины, изъеденные морской водой. Из запасника Национального музея в Афинах.
Поле амфор, давно уже ставших символом подводной архе ологии.
Бронзовый «Атлет» с Антикифе-ры, пролежавший под водой 24 века. Естественно, что потребовалась очень тонкая и осторожная реставрация.
Саломон Рейнах считает, что галера Махдии явилась одной из самых крупных художественных находок, относящихся к античной эпохе. Это подтверждает красота бронзовых статуэток, найденных в залегании Махдия. Эрос.
Руины античной Цезареи уже не принадлежат суше.
В открытом море у Филикуди. Амфоры поднимают на поверхность, подвесив их к пластмассовым баллонам. Амфоры эти, относящиеся ко II в. до н. э., найдены на затонувшем судне, лежащем на 40-метровой глубине.
богатая
Кампанская керамическая посуда из розовой глины, облитой черной глазурью. Это была большая редкость, пока у Гран-Конглуз не была найдена необычайно «коллекция».
«Титан». Амфоры спаяны между собой всяческими отложениями органического происхождения и известковыми водорослями.
Подъем античного якоря.
Рабочий участок Спарджи, общая схема.
Часть груза поднята баллонами.
Один из двух львов, украшавших герб Шведского королевства (кормовая надстройка «Васы»).
Часто нужна киносъемка. Электрические камеры оборудованы широкоугольными объективами, а герметическая коробка — иллюминатором-корректором.
Трудно иногда приходится исследователям, особенно в полярных районах (фото ВНИРО. СССР).
Даже в современных затонувших кораблях есть что-то необычное. Каждый предмет на судне имеет свою историю, которую предстоит восстановить.
Море, водоросли, черви и раковины придают новый архитектурный облик затонувшим городам.
Марганцевые конкреции, сфотографированные на глубине 5748 м в южной части Тихого океана.
Схема самоподъемной бурильной платформы.
Динамометрический ключ, инструмент для подводных работ.
«Жирондель-I I»
ч
(1911—1915), яхта принца Монакского Альберта I, замечательное океанографическое судно.
Эти животные (морские ежи и плеченогие) были подняты драгой с глубины 150 м, но множество видов, гораздо более мелких, проскользнули через ячейки сети и были утеряны для ученых.
сопряжено с крупными неудобствами, так как они являются препятствием для навигационной сети, которая может быть уже перегружена. Это имеет место, например, в Северном море. Кроме того, при таком способе эксплуатации всегда требуется трубопровод, который по мере увеличения глубины разработок все труднее и прокладывать, и защищать от действия воли. Поэтому нефтяные компании стали изучать возможность помещения системы затворов или насосов непосредственно на дно. А для этого пришлось разработать новые методы работы под водой. Испытано несколько методов, и каждый из них имеет своп достоинства и недостатки. Один требуют непосредственного участия человека, другие используют роботов и телеуправление, а третьи представляют компромиссное решение.
Разумеется, присутствие техников на подводном участке работ ничем не заменимо. Действия должны быть точными, вмешательство незамедлительным, все поступки должны соответствовать каждой новой ситуации. На это неспособен робот, программа деятельности которого неизбежно ограничена.
На малой глубине непосредственное участие человека несложно и обходится недорого. На глубине 20 м водолаз, дышащий воздухом, может безопасно работать по 4 часа в день. Но глубже полезное время значительно сокращается, и возникают опасность для легких и возможность газового наркоза. Глубже 30 м* необходимы дыхательные смеси, а длительное пребывание под водой требует долгих часов декомпрессии, что связано со значительным увеличением числа водолазов, если для работы нужно постоянное присутствие человека. Учитывая все эти обстоятельства, то есть, с одной стороны, безопасность водолазов и производительность их труда, а с другой — стремление к наименьшей себестоимости, специалисты предложили несколько решений, и кое-какие из них уже претворены в жизнь специализированными предприятиями.
Американская компания «Оушн системз инкорпорэйтор» разработала на основании опытов, проведенных Эдвином А. Линком, и при участии сотрудничащей с нею группы «Юнион карбид корпо-рэйшн» аппарат, названный ADS (система для длительного погружения). Он состоит из двух сферических конструкций, прикрепленных одна над другой и разделенных герметизированной дверью. В верхней камере находятся различные приборы, в частности управление соплами двигателей, позволяющее ориентировать весь комплекс вращением по его вертикальной оси. В камере помещается оператор-наблюдатель. Он дышит воздухом под обычным давлением. Нижняя сфера — барокамера, где находится другой оператор. Там искусственная атмосфера, ее состав и давление зависят от глубины, на которой ведутся работы.
Перед началом работы аппарат, подвешенный на тросе, медленно опускают вблизи нужного участка. Наблюдатель направляет луч
16 р, Вэсьер 22L
прожектора, затем дает приказ на поверхность продолжать спуск. После того как прочное треугольное основание аппарата устанавливается на дне, водолаз открывает входной люк. Он пользуется дыхательным аппаратом закрытой системы. Газ циркулирует по двойному воздухопроводу, соединенному с компрессором-редуктором всасывающим насосом сферы, так что радиус действия человека зависит от длины этого двойного шланга. По окончании работы водолаз возвращается в аппарат, закрывается и начинает декомпрессию во время подъема.
На поверхности декомпрессия может продолжаться в сфере или после перехода в более комфортабельную камеру, установленную на палубе вспомогательного корабля. Затем ADS можно применить для нового задания. Если необходимы два водолаза, сферы соединяются так, что обе они находятся под давлением и оба водолаза дышат одной и той же смесью.
«Ридинг энд байте оффшор дриллинг компани» предлагает аппарат SWS (погружную рабочую камеру), очень схожий с ADS. В верхней его части, тоже имеющей форму сферы, могут поместиться два наблюдателя; нижняя часть представляет собой цилиндрическую камеру, вмещающую трех водолазов. Вокруг цилиндра установлены баллоны со смесью сжатых газов. И ADS, и SWS являются комбинацией батисферы Биба и Бартона с подводной декомпрессионной камерой Дэвиса, и оба эти аппарата предназначены для относительно короткого пребывания под водой, которое ограничено количеством взятого газа и отсутствием комфорта.
Для некоторых работ, требующих длительного пребывания под водой, «Оушн системз инкорпорэйтед» предлагает (на основании опыта двухдневного пребывания Роберта Стенюи и Йона Линдберга на глубине 130 м) нечто вроде подводных палаток, похожих на цилиндр «Диоген», который применялся во время экспедиции «Преконтинент-1» в 1963 г. Палатки устанавливают на рабочем участке, прикрепляют к ним тяжелый груз и заполняют искусственной атмосферой. Они служат комнатой отдыха, где водолазы находятся в перерыве между работами. Палатки небольшие, всего на два человека. Они созданы по замыслу капитана Ж.-И. Кусто и руководимой мм группы Французского управления подводных исследований, которое с самого начала эксперимента «Преконтинент» настаивало на необходимости размещения обитаемых аппаратов поблизости от скважин в нефтеносных пластах, ибо постоянные стационарные подводные жилища уничтожают зависимость от поверхности и дают возможность вести работы непрерывно.
И наконец, подсобные мастерские, построенные по принципу надувных резиновых палаток, позволяют техническому персоналу работать «всухую». Для экономии чрезвычайно дорогих газовых смесей палатка заполнена воздухом, и водолазы во время работы не 222
ВиКот свои дыхательные аппараты (проект «AVCO 'Tulsa Сотро-»)•
ЯЬличные проекты или аппаратура,. вкратце описанная нами, сбывают, с какими трудностями приходится сталкиваться инже-№и в сфере подводного строительства. Все их предложения прием-НК, но еще далеко не совершенны. Главных недостатков два. Пер-к касается общей проблемы связи с поверхностью (вспомогательна корабли, наблюдение за временными установками). Второй же иючается в малом радиусе действия водолазов, которые на дан-t глубине зависят от длины шлангов, питающих их дыхательной юью. Для того чтобы хотя бы отчасти устранить эти недостатки, |циальные научно-исследовательские группы поставили перед «бой цель сочетать подвижность подводных аппаратов с возможностью непосредственных действий человека.
AVCO применяет аппарат, предназначенный для обхода нефтеносных участков. Экипаж его должен обеспечивать монтаж, наблюдение и техническое обслуживание головки скважины до и в период £ эксплуатации. Аппарат состоит из обитаемого цилиндра, по обе Г стороны которого находятся два других цилиндра; один из них » предназначен для балласта, а другой — для двигателей. Движение осуществляется с помощью винтов. Давление в обитаемом аппарате регулируется в зависимости от глубины работ. Это — своего рода
самоходный подводный дом.
Французское управление подводцых исследований в настоящее время изучает подводную лодку «Арй$иронет», очень отличающуюся от AVCO, хотя принцип передвижного дома сохранен. Электрические двигатели, питаемые в погружении аккумуляторами, а на поверхности дизелями, могут функционировать также и со шноркелем, когда плавание происходит на малой глубине. Такая подлодка может пройти 1000 км без пополнения запасов соляра, а ее аккумуляторы позволяют идти под водой в течение примерно 23 час. со скоростью 6 узлов. Надо добавить, что съемный буй-электрогенератор дает возможность увеличить время пребывания под водой. Следовательно, это быстрый и надежный аппарат, который может выйти из порта в любую погоду и самостоятельно добраться до рабочего участка. Корпус его выдерживает давление свыше 100 кг/см2, что соответствует глубине 1000 м.
- Все эти качества не были бы оригинальными, если бы не сочетались с другими, благодаря которым «Аржиронет» может считаться:
самым совершенным аппаратом. В прочном корпусе имеется два
отсека, в которых можно создать давление, превратив аппарат в подводный дом, соединенный с подлодкой. Восемь человек экипажа живут в нормальных условиях, дышат воздухом под атмосферным давлением. Отправляясь на работу, один или два акванавта входят в двойную капсулу (одна служит местом их пребывания, вторая — камерой погружения), герметически закрываются и повышают дав-
223.
ление смесью гелий-кислород. Запас смеси обеспечивает пребывание двух человек на глубине 200 м в течение 8 дней. По окончании работы акванавты задраивают входной люк и, пока подлодка возвращается на базу, проходят медленную декомпрессию. Таким образом, в «Аржиронет» соединены преимущества подводной лодки и неподвижного дома: зависимость от поверхности полностью уничтожена на довольно продолжительный период, рабочие участки могут быть разбросаны на больших расстояниях, и люди работают непосредственно на дне.
Только после 1963 г. (особенно после 1965-го) появилась возможность продолжительного пребывания человека под водой, хотя дающие эту возможность системы еще проходят экспериментальную фазу и не могут полностью применяться на практике, во всяком случае на глубинах более 100 м. Правда, техперсонал некоторых нефтяных компаний уже погружается на такие глубины, и установлено, что изобату 200 м можно преодолеть без особых трудностей. Теперь это вопрос каких-нибудь месяцев. Однако прежде чем получить совершенно бесспорные экспериментальные доказательства того, что человек может, не подвергаясь физиологической опасности, переносить давления порядка 20 кг/см2, научно-исследовательским отделам крупных нефтяных компаний пришлось разрешить немало проблем, связанных с проникновением в подводный мир.*
В настоящее время перспектива эксплуатации недр вышла за пределы континентального шельфа, и встает реальная угроза, что непосредственное проникновение человека в океан натолкнется на непреодолимый барьер глубины, то есть непереносимого давления.
Следовательно, надо изобрести усовершенствованный инструмент, заключенный в корпусе, защищающем человека от враждебной среды, либо телеуправляемых роботов.
Казалось бы, что самое простое решение — подводные аппараты «Алюминаут» или «Алвин», снабженные шарнирными манипуляторами, которые могут производить несколько операций. Однако это решение не может считаться идеальным по различным причинам. Прежде всего, подводные аппараты недостаточно маневренны для производимых работ, хотя бы из-за своей величины. При необходимости это препятствие можно преодолеть, подобрав оптимальные формы и габариты аппаратов. Инструменты, которыми они снабжены и которые, как правило, монтируются в них еще при постройке, не многоцелевые, и их можно применять не при всяких обстоятельствах. А это значит, что для каждой операции необходим специальный подводный аппарат, так что расходы на исследования значительно возрастают. И наконец, работа инструментами, вмонтированными в аппарат, чревата опасностью для экипажа. Аппарат может застрять или запутаться в тросах.**
Примером тому служит происшествие у Паломареса во время поисков бомбы на глубине 700 м.*** Маленький аппарат, участво-224
вавший в поисках, запутался в стропах парашюта бомбы и высвободился только благодаря искусству опытного водителя. На таких глубинах для пленников, попавших в силки,— это почти верная смерть. Приведенные доводы достаточно убедительно показывают, что в некоторых случаях предпочтительнее беспилотный аппарат — небольшой, телеуправляемый и экономичный. Для того и созданы роботы с сопровождающими их телевизионными камерами, приводимые в действие на расстоянии.
Один из самых последних аппаратов этого типа был разработан Французским институтом нефти и назван «Теленавт-I». В 1965 г. он представлял собой лишь прототип, давший впоследствии целые поколения, в которых каждый механизм предназначен для особых операций во время различных фаз изыскания или эксплуатации нефтеносных участков. Робот рассчитан на глубины до 1000 м. Система, приводящая его в движение, позволяет ему действовать в течениях, скорость которых достигает 2 узлов. Его действия, а главное, точное местонахождение регистрируются гидролокатором и компасом с репитером на борту эскортирующего корабля. Робот, снабженный манипуляторами, может производить простые операции перед телевизионной камерой. Телеуправление и передача изображения производятся по кабелю. Во время первых испытаний в море (в бухте Вильфранш-сюр-Мер) робот был без труда направлей на головку скважины.
Прочие минеральные ресурсы океана
Современному обществу требуются все более мощные источники энергии, и мы уже убедились, что эта острая необходимость привела большинство стран со значительным промышленным потенциалом к усиленным поискам в океане. Кроме того, демографический взрыв, борьба западных держав за сферу экономического и политического влияния, достижение независимости бывшими колониями — все это влечет за собой интенсификацию разведки недр, а затем и эксплуатацию месторождений нефти во всех частях земного шара, где развитие промышленности становится жизненно важным фактором.
Поиски других ископаемых и их разработка, по-видимому, не имеют такого безотлагательного характера. Однако за последние десять лет возросла потребность в каменном угле (источнике энергии и многих видов сырья), в редких минералах, а главное, металлах. Повысился спрос на фосфаты для удобрения новых, еще необработанных земель. Йо запасы суши либо истощаются, либо так удалены от специализированных обрабатывающих центров, что их разработка обходится слишком дорого. Одних этих причин уже достаточно для того, чтобы перейти к настоящей разведке ископаемых в открытом море (аналогичной поискам нефти), разработать и внедрить новую технологию.
225
Геологические структуры на континентальном шельфе, даже если оНи и смещены сдвигами пород, соответствуют изученным структурам, находящимся поблизости на суше, и являются их продолжением. Отсюда понятно, почему так богата оловом индонезийская платформа на шельфе островов Суматра и Ява, которые занимают пятое место в мире по запасам этого металла. В Японском море, к Северу от острова Кюсю, пласты каменного угля являются продолжением земных пластов, а в бухте Ишиура разрабатываются залежи железных руд. Возможно, что шельф Южно-Китайского моря богат медью и железом. Можно еще отметить залежи магнитного железняка в Финском заливе и подводные месторождения железа у Ньюфаундленда, которые, по данным Пеппера, исчисляются миллиардами тонн.
Топография дна и его геологическая структура позволяют надеяться на успех изысканий в новых районах у берегов Южно-Африканской Республики. По-видимому, подводные долины у Атлантического побережья США так же богаты алмазами, как и давно обследованные и разработанные наземные реки. Впрочем, эти долины являются прямым продолжением рек.
Много других веществ, заключенных в недрах континентального Шельфа или отложившихся на его поверхности, представляют большой экономический интерес. Сюда относятся фосфориты — источники фосфора и глауконит, настолько богатый окисью калия (4,21%), что его извлечение и обработка более чем рентабельны.
Большие абиссальные равнины устланы главным образом мощными, иногда в несколько тысяч метров, осадочных отложений самого различного происхождения. Но основная их часть состоит из трупов микроскопических животных или растительного планктона, известковых или кремниевых скелетов или же остатков органических веществ. Всем этим останкам пришлось пересечь огромную толщу вОды, прежде чем осесть на дно. Обычно плавучесть их слабо отрицательная, они подчиняются различным течениям и тогда превращаются в подлинно пелагические частицы, которым требуется очень продолжительное время, чтобы достичь дна. За это время с ними происходят значительные физико-химические изменения (особенно — окисление), которые вызывают фиксацию на этих микроскопических ядрах некоторых элементов, содержащихся в большем или меньшем количестве в морской воде: марганца, кобальта, меди и т. п. Это явление, раз начавшись, уже не прекращается, даже когда образовавшееся таким путем первичное зерно металлических солей опустилось на дно. Зародыш увеличивается и превращается в рудное зерно, или конкрецию.
Первые такие конкреции были обнаружены при глубоких драгированиях, произведенных во время экспедиции «Челленджера» (1872—1876 гг.). С тех пор многие экспедиции добывали их в Индийском, Тихом и Атлантическом океанах. Современная подводная
226
фотоаппаратура позволяет фотографировать их на глубинах от 1500 до 5000 м и даже больше.
В большинстве случаев эти конкреции очень богаты марганцем. Однако таким же образом откладываются и многие другие металлы или металлоиду. Горный инженер Джон Л. Меро исследовал так называемые «пелагические отложения, представляющие экономический интерес» (табл. 2),
Таблица 1
Вещества, представляющие экономический интерес
Происхождение Вещество Содержание в Мировом океане (т)
Марганцевые конкреции Мп, Си, Со, Ni, Fe, Zr, Mo, V 10*8
Конкреции фосфоритов P2O5, Zr, Ni, Си, Al, Co 10“ Ю‘8
Глобигериновые илы CaCO3 10“
Кремниевые илы SiO2 1018
Марганцевые конкреции содержат также медь, кобальт, молибден, ванадий, цинк и цирконий, а их общие запасы в Мировом океане составляют ие менее 1000 млрд. т. Тот же автор произвел химический анализ образцов, добытых на 54 станциях в Тихом океане, и определил процентное содержание в нем каждого компонента (табл. 3).
Таблица 2
Процент сухого веса
Элемент Максимум Минимум В среднем
Марганец 50,1 8,2 24,2
Железо 26,6 2,4 14,0
Кобальт 2,3 0,01 0,4
Никель 2,0 0,16 1,0
Медь 2,3 0,03 0,54
Цирконий 0,12 0,01 0,06
Молибден 0,20 0,01 0,05
227
Простой расчет показывает, что неэксплуатируемые запасы составляют более 240 млрд, т марганца и 140 млрд, т железа. Хотя процентное содержание молибдена очень незначительно, все же его залегания равняются 500 млн. т.
Нужно также подчеркнуть, что марганцевые конкреции — не единственное, чем богаты морские осадочные отложения, устилающие абиссальные равнины. Красные глины, вес которых определяется в 1015 т, содержат медь, алюминий, кобальт, никель. Карбонат кальция (основным источником которого являются мельчайшие известковые скелеты простейших — глобигерин) и кремний, содержащийся в радиоляриевых илах, очень нужны современной промышленности, а запасы их в океанах неисчислимы. И наконец, на гораздо меньших глубинах залегают сотни миллиардов тонн конкреций фосфоритов, являющихся не только источником фосфора и фосфатов, но и циркония.
Даже если все эти расчеты неточны и даже если мы уменьшим цифры наполовину, и то выходит, что человечество располагает достаточными запасами полезных ископаемых.
Методы. Прежде чем перейти к разработке всех этих богатств, нужно разрешить множество технических проблем. Они связаны не только с глубиной залегания полезных ископаемых, но и с их физическим состоянием.
Вблизи берегов и на мелководье применяются обычные методы добычи. На суше проходят шахту, от которой ответвляется главный штрек, доходящий до уровня жилы, а от него прокладываются вторичные эксплуатационные штреки. Во избежание прокладки слишком длинных туннелей между берегом и залежами иногда приходится сооружать один или несколько искусственных островов из привозного грунта, в котором бурят шурфы прямо над жилой.
На средних глубинах способы, уже испытанные при разработке нефтяных месторождений, дают прекрасные результаты, если ископаемые добываются в виде порошка, суспензии или в расплавленном состоянии. В частности, это относится к залежам серы, расположенным вблизи Луизианы. Вода под очень большим давлением и при высокой температуре вводится в рудное скопление и вызывает расплавление серы, после чего ее подают через трубопровод на сушу.
Когда залежи выходят на поверхность дна на глубине 40—60 м, можно применять подводные драги, экскаваторы и дробилки. Если дело касается жидких осадочных отложений, то их поднимают на поверхность землесосами. Такой метод применяется в Южной Африке для добычи алмазов.
Иногда бурение и подъем породы на поверхность при помощи вемлесоса или драги комбинируются. Для этой цели южно-африканские компании по эксплуатации подводных ископаемых приобрели два специальных корабля-платформы, с которых можно вести разра-ботки залежей, находящихся на глубине 120 м.
228
Все эти примеры показывают, какого рода трудности приходится преодолевать при разработке подводных залежей полезных ископаемых. В настоящее время изучаются проекты прямой проходки шурфов на дне. Они будут защищены водонепроницаемой камерой под атмосферным давлением, откуда отойдет дренажный туннель или трубопровод. Максимальная рабочая глубина — примерно 90 м.
Однако под давление 9 кг/см2, по-видимому, нелегко будет добиться герметичности, в частности в месте стыка камеры с дном. Для некоторых растворимых ископаемых предусматриваются взрывы маленьких атомных бомб внутри рудной жилы. Такие бомбы заключают в себе максимальную мощность при минимальном объеме. А руда при этом превращается в мелкие обломки, которые легче растворить в специальной жидкости, введенной в образовавшуюся при взрыве полость. Затем полученный раствор откачивают по трубопроводу.
Очевидно, все эти проблемы добычи и транспортировки полезных ископаемых на континентальном шельфе будут разрешены в ближайшем будущем, и механизмы, успешно выдержавшие испытания при добыче нефти, найдут себе здесь широкое применение. Ио опять-таки без участия человека не обойтись.
Что касается отложений на больших глубинах — на континентальном склоне или на абиссальной равнине,— это еще вне наших возможностей. Количество осадочных отложений, конкреций или ила, которое может доставить на поверхность драга, слишком мало по сравнению с затраченными средствами, особенно если учесть капризный характер морей.* Возможно, что только подводные аппараты позволят добраться и до этих богатств. Но, как мы уже видели, исследовательские подводные аппараты, за исключением батискафов, едва-едва начинают опускаться на необходимые глубины, то есть ниже 1000 м. Сейчас проектируются беспилотные аппараты для промышленных целей; основная сложность, с которой связана их разработка,— оборудование телеуправляемыми приборами. Однако несмотря на эти препятствия и колоссальные трудности, несомненно, что в ближайшие десятилетия появится недостающая нам техника, принципы создания которой уже проясняются.
Подводная техника и строительство
Методы разведки или разработки месторождений нефти или других ископаемых, залегающих в недрах континентального шельфа, должны, как уже было сказано, опираться на самую передовую технику. А она открывает путь новым методам, которые могут быть использованы в строительстве.
При сооружении мостов, прокладке подводных канализационных систем, а иногда и туннелей (например — под Ла-Маншем) уже
229
используются эти новейшие методы, хотя пока еще недостаточно. Однако несомненно, что в ближайшем будущем они станут применяться все чаще. Чтобы понять это, достаточно вспомнить историю создания средств погружения под воду.
В самом начале водолазный колокол, а затем скафандр применялись главным образом для подъема ценностей (сокровищ или редких металлов) с затонувших кораблей. Тогда затраченные средства — огромные для той эпохи — должны были немедленно окупиться. По мере развития строительства портов и портовых вооружений, вызванного оживлением международных и внутригосударственных связей и расширением морских путей, появлялись и новые технические средства. Потребность в средствах для подводных работ стала особенно острой к концу XIX в. В эту пору колокол превратился в Кессон Смитона, затем в кессон со шлюзом, а тяжелый скафандр почти достиг своей современной формы. Скафандр продолжают применять для погружений на все большую глубину, благодаря созданию дыхательных смесей, а автономный аппарат обеспечивает подводному техперсоналу, рабочим и инженерам, очень большую подвижность. Этими новыми методами со временем заинтересовались промышленные предприятия и стали изучать те совершенно особые условия, в которых они применяются.
В результате методы подводных работ начали совершенствоваться, модифицироваться, специализироваться. В настоящее время уже существуют прекрасно отработанные техника и методы резки металла под водой. Кроме того, стали появляться компании, специализирующиеся на подводных работах.
Эволюция коснулась всех аспектов овладения подводной средой. Специальные подлодки, подводные дома, искусственные дыхательные смеси являются провозвестниками новой фазы, новыми средствами, которые еще предстоит усовершенствовать. Это пока что всего лишь прототипы будущего. Если подводные работы в пределах 50 м уже не представляют какого-то подвига (хотя уже глубина 30 м является порогом, за пределами которого трудности значительно увеличиваются), то совсем иначе обстоит дело с глубинами от 50 до 100 м. Тут требуются не только опытные, квалифицированные водолазы, но и надежно отработанная техника, стоимость которой оправдывала бы производимые работы.
В ближайшем будущем только частные организации или страны, обладающие колоссальным финансовым могуществом и ставящие перед собой задачу эксплуатации естественных богатств или оборудования подводных территорий для военных целей, могут выдержать подобные затраты. Аппаратура, которая совсем недавно применялась во впечатляющих экспедициях Ж.-И. Кусто, Э. Линка и военно-морских сил США, теперь используется главным образом для разведки нефти, а завтра будет преобразована и приспособлена для прочих подводных работ.
230
В этом направлении усиленно работают крупные промышленные объединения, в основном американские, такие, как «Оушн система» или «Вестингауз». Прототипы 1963 г. превратились в 1967 г. в действующие механизмы, уже применяемые для различных операций. Это «ADS-4» («Оушн система») и система «Кашалот» («Вестингауз»). Последний аппарат позволяет производить длительные работы на глубине до 180 м. Он применялся на глубине 72 м для подъема затонувших бурильных платформ в Мексиканском заливе, 60 м — при ремонте плотины в Смит-Маунтине (штат Виргиния), и на глубине 51 м — в штате Род-Айленд, при строительстве моста.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Теоретический аспект
Эдмон Перье — профессор Парижского музея естественной истории, член Комиссии по изучению глубоководных участков Средиземного моря и Атлантического океана — писал в предисловии к своей работе «Подводная разведка»: «История изучения морского дна имеет свою обширную литературу». Это было в 1886 г, Во второй половине XIX в. зародилась биология моря. Анри Мильн-Эд-вардс, правда на незначительной глубине, любовался изумительными существами на дне моря у берегов Сицилии. В 1860 г. он вместе с Альманом доказал, что животные существуют и на большой глубине. Действительно, трос, опущенный на глубину 2600 м между Сардинией и Африкой, оказался покрытым кишечнополостными, червями и моллюсками. Знаменитая экспедиция на английском корвете «Челленджер», оборудованном специально для океанографических исследований, была чрезвычайно плодотворной.
Можно упомянуть и другие экспедиции, связанные с названиями прославленных кораблей: «Травайёр», «Талисман», «Вальдивия». Затем принц Монакский Альберт I задался целью доказать, что море — особая среда, где жизнь возможна на всех глубинах. Для этого он использовал всевозможные средства ловли — сети, трал, драгу, верши.
Ближе к нашему времени, после плавания «Альбатроса» (1947—1948 гг.) Антон Бруун из экспедиции на датском судне «Галатея» (1950—1952 гг.) привез животных, добытых из наиболее глубоких океанических впадин.*
В то время как одни исследователи погружаются под воду для изучения океана, его фауны и флоры, вылавливают новые виды и стараются проследить некоторые миграции, другие, в океанографических лабораториях, определяют стадии развития живых организмов, воссоздают условия их жизни, устанавливают периоды и формы размножения. Из подобного сотрудничества возникает
231
•1
особая ветвь морской биологии — бентическая экология, то есть изучение живых существ, прикрепленных ко дну или обитающих вблизи дна, в их естественной среде. С появлением подводных наблюдательных аппаратов — камер, скафандров, подводных лодок и батискафов — эта относительно новая отрасль океанографии стала быстро развиваться. Исследователи не отказались от косвенных методов наблюдения, но постепенно заменяют их операциями под визуальным контролем. Теперь мы можем следить за животным или группой животных и снимать их на фото- или кинопленку в воде. Сначала применялись только методы экологии суши, а затем их модифицировали применительно к морской среде.
Биологическая зональность глубин. Каждое бентическое образование, начиная от берегов и кончая самыми глубокими впадинами моря, получило свое название. Так было создано понятие биологических этажей, связанных с существующей в них флорой и фауной.* «Этаж — зто вертикальное пространство морской бентической области, где экологические условия, зависящие от местонахождения по отношению к уровню моря, весьма постоянны или систематически изменяются между двумя критическими уровнями, отмечающими границы этажа». Такое общее определение было сформулировано на коллоквиуме в Генуе (1957 г.), и тогда же океаническая среда была разграничена на семь этажей.**
Два первых этажа, называемых «супралитораль» и «медиолито-раль», представляют зоны побережья, где дно никогда не покрывается водой или покрывается временно. Это — пространства, увлажненные водяной пылью или обнажающиеся на большом протяжении в малую воду. Такие этажи можно изучать непрерывно, ибо они вполне достижимы.
Третий и четвертый этажи, называемые «инфралитораль» и «цир-калитораль», соответствуют зоне континентального шельфа, расположенной между уровнем самой низкой воды и той критической зоной, где фотосинтезирующие водоросли (разумеется, бентические) уже не могут существовать. Эта нижняя граница зависит, по-видимому, от прозрачности воды и географической широты. Например, в субтропических, ярко освещенных водах Средиземного моря она может находиться примерно на глубине 90 м, тогда как у некоторых берегов Атлантического океана, на более высоких широтах или в мутных водах она не заходит за пределы 40 м.
Считается, что раздел между двумя этажами образуется либо крайним, то есть самым глубоким, бордюром, либо зарослями цветковых растений или же водорослями, требующими интенсивного освещения. В таких случаях разница очень незначительна, потому что тут участвуют и другие факторы, например характер территории и осадочных отложений, благоприятствующих или препятствующих фиксации различных растений. Тем не менее даже самые крайние пределы этажа, называемого «циркалитораль», еще доступны для
232
водолазов, дышащих воздухом или смесями. Взятие проб и наблюдение можно легко дополнить исследованиями в подлодке типа ныряющего блюдца, чем и объясняется большое количество данных, накопленных за последние десять лет.
Четыре первых этажа объединяются в фитальную систему, которая имеет общую характерную черту, то есть в ней обитают растения, обладающие пигментом — хлорофиллом; его функция может выполняться только при условии достаточной освещенности, то есть если свет не слишком ослабляется при прохождении сквозь толщу воды.
Дальше начинается афитальная система. Условия освещенности, независимо от характера грунта, не допускают здесь произрастания хлорофилловых водорослей. В этом случае трудно установить границу между системами, и ее расположение также зависит от местных условий. Кроме того, отмечается переход, выражающийся в меньшей частоте животных, свойственных циркалиторали. Следовательно, верхняя граница этажа примерно соответствует краю континентального шельфа, и считается, что отсюда начинается крутой континентальный склон, или батиаль, простирающийся почти до глубины 3000 м, то есть до начала абиссальной равнины. Здесь, у своего начала, континентальный склон очень отлогий, и максимальные глубины не превышают 7000 м. Такую абиссальную равнину могут пересекать более или менее глубокие долины и ущелья. В 1956 г. Антон Бруун предложил называть этот этаж «хадаль»; некоторые ученые называют его ультраабиссальным этажом. Он может простираться от 7000 до 11 520 м, то есть до самой большой отмеченной в настоящее время глубины (Марианская впадина).
Применяемые способы исследования. Из трех последних этажей — батиали, абиссали и ультраабиссали,— систематические исследования производились только в первом, что вполне понятно, ибо он лишь недавно стал полностью доступен современным научно-исследовательским подводным аппаратам*. С 1959 по 1964 г. единственным аппаратом, предназначенным специально для изучения морских глубин, был SP-300, «Дениза», легко управляемый и способный погружаться до 300 м. Значит, в течение пяти лет биологи имели в своем распоряжении для изучения континентального склона только ныряющее блюдце.
Поскольку этот аппарат являлся прототипом, он был оборудован лишь манипулятором, функции которого были ограниченны. К счастью, его фотооборудование позволяет добывать исключительно ценные документы и дополнять их снимками, сделанными при помощи «тройки», а также пробами, взятыми драгой на точно определенных участках. И все же полученные данные йедостаточны, чтобы сделать общее и безоговорочное заключение об экологии; поэтому океанологи обратились к конструкторам обитаемых подводных аппаратов с относительно большой автономностью с просьбой снабдить
•233
свои аппараты (помимо иллюминаторов и телевизионных или кинокамер) точными приборами для взятия биологических проб и проб осадков, а также инструментами для измерения in situ физико-химических факторов (температуры, солености, течений и т. п.).
После 1964 г. появилось несколько подводных аппаратов с такими же или более высокими качествами, как у «Денизы». Наиболее известные из них — это уже описанные «Алвин»' и «Алюминаут». Но и другие аппараты обладают очень интересными возможностями. Например, «Дип Джип» достиг глубины 600 м, и не исключено, что применявшие его исследователи уже превзошли эту глубину. «Морей» еще не проходил испытания, но, насколько нам известно, рассчитан на погружение до глубины 1800 м. Добавим, что этот аппарат создан специально для подводных акустических исследований.
В Японии «Иомнури» погружается до 300 м, имея на борту шесть человек, и может проходить до 24 миль за 6 часов. Он снабжен механической рукой, иллюминаторами, телекамерами и тралом, а также резервуаром под давлением, что дает возможность сохранять живыми интересные виды, выловленные во время экспедиции.
Появление новых аппаратов, оборудование которых по возможности приспособлено к стоящим перед исследователями задачам, вселяет надежду, что с их помощью будут постепенно разрешены труднейшие проблемы. Есть все основания полагать, что не пройдет и десяти лет, как батиаль, благодаря ее меньшему разнообразию, будет изучена также или еще лучше, нежели циркалитораль (во всяком случае, определенные районы).
Неисследованными остаются еще некоторые районы абиссали и глубоководные впадины. Ж.-М. Перес, океанограф и специалист по морской биологии, писал в 1961 г. в своей работе «Океанография и бентическая биономия»: «Некоторые исследователи предполагают, что на больших глубинах существует нечто вроде промежуточного жидкого слоя между осадочными отложениями в собственном смысле этого слова и чистой водой. Но это лишь гипотеза, ибо никто никогда не видел, действительно ли дно на глубине 6000—10000 м устлано слоем промежуточной консистенции между водой и истинными осадочными отложениями». После того как его книга была опубликована, автор несколько раз погружался на указанные им глубины во французском батискафе «Архимед», сначала в Курильскую впадину, затем — во впадину Пуэрто-Рико.
К сожалению, глубоководных погружений произведено чрезвычайно мало, если учесть, сколько их нужно для всеобъемлющего исследования. Но это вовсе не значит, что последних два этажа совершенно неизведаны.' Будь это так, мы все еще придерживались бы положений, высказанных в середине XIX в. Пероном и Форбсом. Первый, основываясь на постепенном уменьшении температуры по мере увеличения глубины, заявил, что дно океана покрыто вечными 234
льдами. А второй утверждал, что жизнь не может существовать за пределами 700 м глубины. Впоследствии экспедиции на «Альбатросе» и «ГаЛатее» и советские океанографы на «Витязе» получили очень ценные данные о температуре, химическом составе морской воды, движении глубинных водных масс и об осадочных отложениях. Однако все наши сведения остаются фрагментарными, в них имеется множество пробелов, которые заполнятся лишь после более продолжительного пребывания исследователей под водой. Мы не думаем, что они смогут выходить из батискафа, но у них будут механические шарнирные руки, реактивные сопла для ориентирования: аппарата, а также роботы-исследователи. Однако пока еще невозможно предсказать, сколько времени нам придется ждать этой стадии.
Недостаток информации об абиссали, хадали и даже батиали отражается на выбранных для их разграничения критериях. Если понятие глубины стоит на втором плане, когда речь идет об определении границ фитальной системы, то при выявлении глубинных систем оно становится едва ли не главным фактором. Если биоценозы — то есть «группировка живых существ, постоянная по своему составу, по количеству видов и отдельных особей и соответствующая средним условиям среды, группировка взаимосвязанных существ, которые постоянно пребывают, воспроизводясь, в каком-либо определенном месте» (по Мебиусу),— довольно хорошо изучены в районах средней глубины континентального шельфа, они почти не встречаются при приближении к континентальному склону. Этому факту весьма трудно дать какое-либо определенное и безоговорочное истолкование.*
Методика. В экологическом исследовании нужно различать по крайней мере две фазы. Первая включает в себя определение видов, сосуществующих в определенной среде, которую также необходимо изучить. Следовательно, тут необходим качественный анализ. Вторая фаза этого комплексного исследования имеет целью количественное исследование. Без него невозможно никакое истолкование полученных результатовт и именно благодаря ему впоследствии можно вывести тот или иной биологический закон.
Методы качественного исследования основаны на прямом наблюдении, сопровождающемся фотографированием и взятием проб, с последующим определением в лаборатории различных видов, а также характера субстрата, на котором они живут. Первоначальная работа, исключительно описательная, может сопровождаться примечаниями, касающимися обилия одних видов сравнительно с другими. Кроме того, отмечают все условия среды: освещенность, температуру, ориентацию относительно преобладающих доминирующих течений, циркуляцию, соленость воды, время года.
Качественное исследование относительно просто, если оно производится на больших однородных участках, и очень сложно, когда
235
касается сложных биоценозов фитальной системы субтропических или тропических морей, которые, переплетаясь и наслаиваясь друг на друга, образуют настоящую мозаику. И наконец, как мы уже видели, нарастание глубины постепенно ограничивает прямое участие человека в таких исследованиях.
Количественное исследование, разумеется, гораздо сложнее. Взятие проб должно производиться в весьма характерном участке, чтобы в дальнейшем можно было сделать достаточно точную оценку резервов живой материи — биомассы, представляющей биоценоз, или биоценотический комплекс. Величина биомассы обычно относится к одному квадратному метру дна. Различные применяемые методы относительно удовлетворительны для больших площадей на малой и средней глубине с однородным покрытием и ограниченным числом видов. Так можно подсчитать биомассу, состоящую из ламинарий у Бретонского побережья, соскоблив как можно тщательнее определенную скалистую площадку и бережно собрав с нее водоросли. После их сортировки каждую группу одного вида взвешивают в свежем состоянии, а затем — после высушивания, осторожно удалив химическим способом все содержащиеся в них минеральные вещества.
Таким образом можно узнать количество органической материи, которое относят к свежему весу в расчете на один квадратный метр дна.
Можно продолжить анализ, определяя количество какого-либо одного органического компонента. Для разнородных комплексов необходимо производить эту же операцию на точно ограниченных характерных участках.
Соскабливание неприменимо там, где дно покрыто жидким илом, галькой или песком. В этом случае нужно брать определенное количество материала на определенной площади осадочных отложений. Для этого существуют различные инструменты. Один из них, дночерпатель, предложенный Петерсеном* и впоследствии модифицированный другими исследователями, устроен по принципу экскаватора с двумя челюстями. Прибор опускают открытым. Как только он касается дна, челюсти быстро смыкаются, захватывая при этом пробу. Сортировка производится в лаборатории путем последовательных просеиваний. Животных распределяют по видам, подсчитывают, а количество живой материи измеряют, как в предыдущем случае. До взятия пробы можно производить фотосъемку аппаратом, вмонтированным в глубине ковша.
Некоторых животных, слишком глубоко внедрившихся в субстрат или слишком крупных либо слишком подвижных, дночерпатель не захватывает, и результаты, полученные при изучении некоторых биоценозов, иногда разочаровывают исследователей. Поэтому взятие проб этими приборами часто дополняется драгированием или тралением.**
236
Легко можно себе представить, как полезен при подобного рода операциях автономный дыхательный аппарат. Эколог может либо сам собрать интересующий его материал, либо проследить за установкой приборов и затем контролировать их работу. Для исследования начала батиали, то есть за пределами глубин, достижимых для водолаза, применяются аппараты типа «Иомиури», оборудованные специальными манипуляторами, повторяющими движение человеческой руки.
Способы изучения бентической биомассы стали применяться комплексно после первых работ Петерсена, появившихся в 1918 г. Тогда датский биолог опубликовал результаты своих исследований (на примере датских вод) океанического питательного резерва, состоящего главным образом из беспозвоночных, которыми питаются бентические рыбы.
Впоследствии были проведены аналогичные исследования большинства морей, в частности, советскими учеными. Результаты были нанесены на карты распределения различных характерных видов, с указанием биомассы каждого из видов. Для определенных подводных участков дана средняя величина общей биомассы. Например, количество бентической живой материи на квадратный метр в Азовском море — 321 г, в Северном море — 346 г, в Средиземном — всего 10 г, а в Балтийском море средняя биомасса составляет 3,3 г/м2.
Такие данные имеют чрезвычайно большое значение, ибо показывают, так сказать, «живой капитал» различных морских районов.
Однако этц величины недостаточны без другой, весьма обширной информации о факторах, благодаря которым поддерживается равновесие различных популяций в данном районе, об их месте в общем цикле, происходящем в океанах, и их эволюции.
Советский биолог и океанограф Л. А. Зенкевич предложил упрощенную схему цикла живой материи. Первичный синтез происходит благодаря растениям и бактериям. Содержащая хлорофилл флора фитопланктона и фитобентоса получает световую энергию^ позволяющую ей в присутствии углекислого газа и минеральных солей, в частности, фосфатов и нитратов, создавать первичные азотные вещества — аминокислоты и белки.
Химический процесс, происходящий в бактериях, также приводит к важному синтезу.* Эти две группы низших живых существ образуют первое звено и являются настоящей фабрикой первичной продукции. Зоопланктон — второе звено цепи, которое питается первым звеном и, в свою очередь, служит пищей зообентосу — третьему звену, который поедается четвертым звеном — бентическими рыбами. Конечно, существуют взаимосвязи и между различными звеньями.
Изучение каждого из этих чрезвычайно сложных этапов проводится океанологами и теоретиками морской биологии.
17 р. Вэсьер
237
Прикладной аспект
Геологические ресурсы поддаются точному учету, и ученые могут с определенностью сказать, что через некоторое время произойдет их истощение. Резервы же живых существ являются, благодаря процессу воспроизведения, доходным капиталом, и человеку следовало бы пользоваться только процентами с него. Эта проблема начала тревожить биологов и экономистов уже несколько десятков лет назад, но тогда она еще не достигла критической фазы. В 1850 г. население земного шара определялось примерно в 1 млрд. Теперь же оно составляет 3 млрд., а к 2000 г., по предварительным расчетам, достигнет 6 млрд. Это значит, что через 150 лет число жителей на нашей планете увеличится в шесть раз, тогда как уже в наше время не хватает ресурсов суши (во всяком случае, в некоторых районах), чтобы прокормить обитателей стран, поставленных природой в неблагоприятные климатические условия.
Параллельно всем преобразованиям, которые можно будет произвести на материках, несомненно, придется взяться за эксплуатацию океанов. Причем это должно происходить не в виде постепенного поедания «живого капитала», а наоборот, путем его наращивания, с тем чтобы получить большие проценты и удовлетворить потребности в продовольствии на всем земном шаре.
Однако съедобные морские животные — не единственное богатство подводного мира. Будущее важной отрасли промышленности зависит от рациональной эксплуатации и развития морских питомников. В какой мере человек в скафандре, подводной лодке или в подводном поселении сможет действовать в этом направлении? Какого применения вправе мы ожидать от имеющейся у нас новой техники погружения?
Нужно признаться, что «подводная аграрная реформа» еще не начата. Биологи прекрасно понимают, какую пользу можно извлечь из новых исследовательских инструментов, благодаря которым они значительно расширили свои знания о жизни в море. Но мало кто из них в настоящее время сумел создать новые методы интенсивной эксплуатации пищевых ресурсов континентального шельфа. Такие результаты могут показаться весьма странными по сравнению с тем, что делают геологи, в частности специалисты по разведке нефти в открытом море, которые добились полного успеха в подпочвенных изысканиях. В общем-то это вполне понятно. Подход биологов объясняется не отсутствием интереса или нехваткой воображения, а колоссальными трудностями, с которыми приходится сталкиваться, когда дело касается контроля за рождаемостью, ростом и воспроизведением морских животных.
Мы уже видели на примере биологической цепи, считающейся простой, что каждое из четырех звеньев — первичная продукция, зоопланктон, зообентос и бентические рыбы — представляет очень 238
сложную систему и трудно определить' ее многочисленные параметры. Даже самые выраженные из них часто бывают замаскированы, и приходится их выявлять. Кроме того, хотя для большинства животных оптимальные условия существования — такие, как температура, соленость, реакция среды, освещенность, питательные вещества и т. п.,— определены довольно точно, часто оказывается, что некоторые фазы цикла развития ускользают от наблюдения. Так, многие виды существуют и в планктонной, и в эмбриональной, и в личиночной стадии. Некоторые выделенные наружу икринки могут плавать либо подвергаются действию течений, либо рассеиваются на большие расстояния. Они делаются составной частью планктона океанических районов. Для их инкубации необходимы определенные условия, которые обеспечивают выживание молоди. Большинство бентических ракообразных (например, лангусты) проходят пелагическую личиночную стадию. Другие же виды осуществляют, помимо того, миграцию на большие расстояния. Живущие у Аляски или Камчатки Paralithodes, более известные под названием «камчатские крабы», в настоящее время безжалостно истребляются всеми рыболовными предприятиями северных районов Тихого океана, как японскими, так и советскими и американскими, из-за непрерывно возрастающего мирового спроса на крабовые консервы.* Одна только Аляска дает Соединенным Штатам Америки более 4 миллионов свежих крабов ежегодно. Страны, заинтересованные в этом новом источнике прибылей, пытались договориться о разграничении районов ловли и установить нормы вылова во избежание истощения природных ресурсов. Кроме того, эти страны организовали несколько специальных лабораторий для изучения проблем, связанных с биологией и воспроизведением камчатских крабов.
Известно, что выметанная крабами икра остается подвешенной к брюшку самки в течение примерно года. После такого длительного периода инкубации и эмбрионального развития вылупливаются личинки. Эти маленькие существа, называемые зоологами «zoea», свободно плавают около восемнадцати месяцев, а затем подвергаются метаморфозу. В дальнейшем ежегодно происходит линька**, и животное сбрасывает панцирь, который становится ему тесен.
Крабы живут стадами по нескольку тысяч экземпляров — все одного пола и возраста — и передвигаются на большие расстояния, отыскивая пищу в холодных водах на глубине сотни метров. Весной половозрелые особи, в возрасте более двух лет, переходят на менее глубокие места, стада встречаются и начинаются брачные пляски. Когда самки оплодотворены, цикл заканчивается. Питаются крабы главным образом моллюсками и морскими ежами. Следовательно, образ жизни этих ракообразных уже довольно хорошо изучен. Однако в настоящее время разведение крабов невозможно, ибо по крайней мере две фазы их развития плохо поддаются контролю — до
239
метаморфоза, когда личинка находится в пелагической стадии, а затем в период сезонных миграций, связанных с размножением.
Перспективы. Вышеприведенные препятствия могли бы лишить нас надежды на развитие подводного животноводства, но, к счастью, не все виды, представляющие экономический интерес, связаны с такими сложными проблемами.
Другие примеры сулят большие надежды. В частности — разведение моллюсков, предпринятое более ста лет назад. Тут достигнут полный успех, и производство их непрерывно увеличивается по мере роста потребления съедобных моллюсков, как во Франции, так и заграницей. Однако несмотря на вложенные в это дело средства спрос все еще не удовлетворяется. Поэтому недавно на Атлантическом побережье США устричные фермы обзавелись аквалангами для наблюдения за различными стадиями развития устриц, их обработкой при пересадке из садка в садок и, наконец, сбора для продажи.
Но такое применение автономного аппарата представляет лишь первый этап. Второй же заключается в подготовке и оборудовании участков дна, которые находятся еще в диком, «целинном» состоянии и пока бесплодны. По этому поводу уместно вспомнить некоторые наблюдения, проведенные после первой экспедиции «Преконтинент». Во время жизни под водой Альбер Фалько и Клод Уэсли выстроили большую зарешеченную клетку, нечто вроде вольера, в котором держали выловленных животных: каракатиц, спрутов и рыб. По краям «вольера», на пустом песчаном дне акванавты поместили трубы и битые кирпичи, чтобы создать укрытие и обиталище для рыб. Разумеется, нельзя было ожидать за неделю каких-либо убедительных результатов, но исследователи наметили путь для будущих подводных плантаторов, а также доказали возможности нового применения техники погружений. Закончив свой опыт, водолазы ушли с этого участка, оставив только несколько вешек и небольших сооружений из цемента.
Пока велись другие работы, акванавты не забывали своего маленького подводного надела, и спустя два года Фалько вернулся к нему. Каково же было его удивление,-когда он увидел, что на сооруженных людьми опорах развелось множество устриц! Сам этот, факт не представляет загадки, так как в маленькой бухте Фриули (где производился этот опыт) существует старый устричный питомник. Видимо, личинки, увлекаемые течением, прикрепились к цементным опорам в период метаморфоза, а затем выросла молодь. Однако следует подчеркнуть, что без участия водолаза, без элементов этого примитивного сооружения, личинки затерялись бы в море и колонизация бесплодного подводного участка не могла бы осуществиться. В этом и заключается значение проведенного акванавтом наблюдения. Можно представить себе, какие огромные территории можно оборудовать, в частности' в Средиземном море; не имеющем 240
приливов, на глубине 10—15 м, при условии постоянных или периодических наблюдений водолазов!
В Канаде и США плантации морских гребешков и абалонов* контролируются водолазами, причем ведется не только рациональная эксплуатация, но и контроль за их размножением и ростом.
Подобные же попытки предпринимаются в настоящее время и в Бретани. В Советском Союзе, на побережье Японского моря и на острове Сахалин, бригады научно-исследовательских зоологических и рыбохозяйственных институтов изучают естественные стада устриц и морских гребешков с целью создания питомников на глубине 6—12 м. В Республике Судан, где климатические условия неблагоприятны для разведения устриц, возникла необходимость создания или развития таких отраслей индустрии**, которые могли бы повысить ежегодный доход страны на душу населения. Поэтому там построили фабрики пуговиц и расширили торговлю перламутром. Была сделана попытка разведения жемчужных устриц и, по рекомендации японских специалистов, применена техника искусственного выращивания жемчуга. Научный консультант Билл Рид, молодой энтузиаст и новатор, ввел в употребление автономный скафандр среди суданских ловцов устриц и техников, которые прежде работали лишь в условиях свободного ныряния без аппарата.
При эксплуатации естественных лугов бурых водорослей также можно пользоваться новыми возможностями пребывания под водой. Ламинарии, как известно, представляют важный источник альгина — слизистого вещества, извлекаемого в виде соли (альгинат натрия) и применяемого в различных отраслях промышленности. В течение долгого времени люди собирали водоросли специальными граблями, склоняясь с борта лодки,— срезая листья вслепую при помощи специального серпа и ножа. Это была тяжелая работа с очень малой отдачей. В настоящее время сбор производится водолазами в автономных скафандрах, а длинные коричневые ремни водорослей вытягиваются на поверхность эжекторами. Установлено даже, что таким способом можно получать ежегодно три урожая без опасности истощения естественных запасов. Эта техника применяется уже несколько лет в США и в Марокко, а теперь — благодаря инициативе водолазов Бретонского комитета Французской федерации подводных исследований и спорта — ее переняли на побережье Бретани.
Итак, установлено, что человек в состоянии колонизировать узкую литоральную полосу, расположенную на глубине от 0 до 20 м. Эксплуатация может заключаться в разведении моллюсков, выращивании водорослей, как это уже практикуется в Японии, и даже в оборудовании или создании лагунных зон- для разведения- некоторых пород рыб, например кефалей. Вся эта деятельность, уже осуществляемая или потенциально возможная, имеет большой эконо
241
мический интерес, но представляет лишь первый, еще довольно примитивный этап в общей программе эксплуатации океанов. До цели пока еще очень далеко — достижение ее связано со многими трудностями биологического порядка, ведь океанские просторы велики, а наши методы их покорения еще находятся в экспериментальной стадии. Самоходные машины, которые могли бы доставлять бригады за сотни морских миль и высаживать исследователей в заданном районе, еще не построены. И наконец, сами люди еще не избавились от своих традиционных земных предрассудков. Подводная среда все еще кажется им враждебной и непокорной, и все-таки уже можно сделать следующий шаг к биологическому завоеванию континентального шельфа, организуя некоторые эксперименты, не требующие каких-то исключительных средств.
Первый опыт будет состоять в размещении водолазами на специально подобранных, покрытых песком, смесью песка и. ила или же скальных участках дна, кубических или цилиндрических конструкций, создающих укрытые и затемненные места. Кубы и цилиндры должны быть изготовлены из различных материалов, чтобы можно было изучить и соответственно подобрать наиболее подходящий субстрат для прикрепления водорослей и многочисленных сидячих животных. Придется по возможности воссоздать рельеф дна и опоры, благоприятные для так называемых кораллогенных биоценозов, и обиталище для некоторых рыб и оседлых видов моллюсков. Простой опыт несомненно увенчается успехом, так как очень мало таких затонувших кораблей — всем любителям подводного спорта это известно,— которые за два-три года не превратились бы в рассадник лангуст, скорпен и морских окуней.
Лет семь тому назад вблизи Океанографического музея в Монако для киносъемки затопили в море уменьшенную модель корабля. Его спустили на дно, покрытое серым илом, на глубину около 50 м. Не прошло и двух лет, как затонувшее деревянное судно покрылось мельчайшими известковыми водорослями, «розами Нептуна» мшанками и горгониями. А эти постепенно наслаивавшиеся наросты привели к появлению множества зубарей и морских лещей, а также еще более интересных экземпляров, в частности скорпён (Scorpena Scrofa), один из которых достигал почти 80 см. Остов этого корабля все еще лежит на дне и заселяется все более многочисленными видами, превращаясь в настоящий естественный заповедник, откуда периодически вылавливают экспонаты для аквариума музея.
Значит, такой способ возделывания ранее бесплодных подводных территорий вполне возможен. Он благоприятствует оседанию низших живых существ в местах, казалось бы бесплодных, и способствует развитию зообентоса. Все более сложные группировки животных и растений постепенно размножаются, пока не установится состояние равновесия. Эта первая фаза будет соответствовать
242
увеличению бентической биомассы, которую можно определить как „первичную” во взятом нами масштабе. Однако еще до того, как будет достигнуто равновесие, начнется вторая фаза. Ее начало отмечается появлением бентических или некто-бентических животных более высокой организации — крупных видов, например рыб, которые появятся последними.
После того как пройдены эти первые этапы, возникает вторичное равновесие, отмечающее конец прироста и установление экологического комплекса. Является ли он временным? Каковы его колебания? Выгодно ли эксплуатировать его? В настоящее время на эти вопросы ответить невозможно из-за отсутствия опыта. Конечно^ подобная схема в том виде, как мы ее представили, больше смахивает на кустарщину, чем на промышленное разведение, и напоминает поведение крестьянина, который довольствуется тем, что ставит силки для диких голубей поблизости от своей фермы. Но даже сам факт оборудования зоны для привлечения и в то же время для защиты морских животных является актом разведения — первым шагом к одомашниванию видов.
Можно произвести и другой опыт — в районах с небольшой турбулентностью и на средней глубине, то есть около 30—40 м, на уровне, где волна уже не ощущается, есть полная возможность ввести органические удобрения. Последними могут послужить отходы пищевой или фармацевтической промышленности, которые в бедных жизнью морях заменят запасы органических веществ^ образующихся от систематического опускания трупов фито- или зоопланктона. Подготовленная таким образом территория благоприятна для размножения, беспозвоночных и возникновения биологического цикла, необходимого для развития крупных видов, представляющих экономический интерес. С другой стороны, ничто не мешает разводить и новые виды, например многощетинковых кольчатых червей, составляющих основу питания многих бентических рыб.
Таким примером служит Каспийское море*. На его советском побережье количество осетров систематически уменьшалось ввиду непрерывного увеличения спроса на эту рыбу. Кроме того, запас бентических животных, которыми питаются осетры, истощался. Чтобы увеличить численность рыб, было предпринято две меры. Прежде всего в море переселили червей Nereis diversicolor, которые стали быстро размножаться и, тем самым, вызвали развитие многих других обогащающих видов (моллюсков и ракообразных). Затем осетровая молодь, выведенная в лаборатории, была выпущена в воды Каспия. В настоящее время получены превосходные результаты.
Следует подчеркнуть, что в обоих типах экспериментов, описанных выше, воздействие осуществляется на ключевом участке. Его изменение влечет за собой целую цепочку событий, сущность
243-
«оторых еще мало или совсем не изучена. Это — цепная реакция, завершающаяся целью, поставленной перед исследователями, то есть увеличением живой массы, предназначенной для потребления.
В первом случае люди модифицируют только субстрат, а затем на нем начинают развиваться биологические процессы. Во втором случае вмешательство осуществляется на этапе трофической цепи путем выбора червя, который представляет, с одной стороны, биологическое орудие, значительно изменяющее субстрат и микрофлору, благодаря своим особенностям зарывающегося в грунт животного, а с другой — первичное питание для вида, размножения которого добивается человек, то есть осетра. Во втором опыте добавляется акклиматизация мальков, причем успех этой меры определяется степенью размножения.
Несомненно, что при любой эксплуатации океанических биологических ресурсов невозможно обойтись без одного этапа, имеющего первостепенную важность,— разведения. Морис Обер в своей работе „Культивация океана” дает исторический обзор исследований, произведенных за многие годы с целью применения в море методов, уже испытанных в пресных водах. В наше время некоторые рыбы, такие как камбала, палтус и другие, выращиваются довольно просто в лабораториях после сбора икры, ее искусственного оплодотворения и инкубации — до стадии мальков и взрослых особей. Кроме того, этот же автор описывает эксперимент, проведенный в Японии на полукоммерческой основе. Ракообразные (краб Portunus tritubercula) или моллюски (Octopus vulgaris) выращиваются до взрослого состояния. А для этого молодь помещают в садки в море, у берегов, в свободно плавающих сетях на определенных участках, обнесенных решетками, или же в клетки с отдельными ячейками. Но все это оборудование, конечно, может быть разрушено штормами.
Эти проекты и работы, предпринятые в Японии, Великобритании и в Советском Союзе, показывают, что мы еще не преодолели границу, отделяющую сбор или охоту от настоящей «аквакультуры», или «талассокультуры». Однако уже можно предвидеть будущее влияние человека на морскую среду.
ПРИМЕЧАНИЯ
Стр. 20. Так как руки водолаза находились вне скафандра и подвергались наружному давлению воды, то водолаз мог бы себя чувствовать удовлетворительно только в том случае, если бы внутреннее давление в цилиндре скафандра все время было равно внешнему гидростатическому давлению; в противном случае неизбежно нарушение кровообращения.
Стр. 25. Практическое применение кессонов, как указывает и автор, началось на несколько десятилетий позже. Поэтому как сам термин «кессонная болезнь», так и научное объяснение подобных несчастных случаев, появились позже 1831 г. В то время несчастные случаи с водолазами еще не имели рационального объяснения.
Стр. 47. Имеется много модификаций подобных аппаратов. Хотя во всех сохраняется основной принцип закрытой схемы дыхания, но они отличаются техническим осуществлением отдельных деталей, составом используемого поглотителя углекислого газа или вещества, выделяющего кислород при поглощении углекислоты, размещением и конструкцией дыхательных мешков и т. д. До введения аквалангов аппараты такого типа довольно широко применялись легководолазами в нашей стране, в частности на спасательных станциях. Так как применение таких кислородных аппаратов связано с большей опасностью, чем использование аквалангов, в настоящее время они используются редко.
Стр. 49. В одноступенчатых дыхательных автоматах эластичная мембрана действует через систему рычагов на клапан, запирающий непосредственно высокое давление в баллонах. В двухступенчатых аппаратах имеется редуктор, снижающий давление в баллонах до постоянной величины (обычно 6—8 кг/см2) независимо от давления в баллонах. Это постоянное давление подается под клапан легочного автомата. Одноступенчатые автоматы располагаются непосредственно на баллонах, так как передача воздуха высокого давления по гибкой трубке к автомату, расположенному у рта водолаза, технически трудно осуществима. Двухступенчатые автоматы часто выполняются по разнесенной схеме, но нередко могут также расяолагаться на баллонах, как и одноступенчатые.
Стр, 50. 1. Здесь автор ошибается — поскольку клапан выдоха автомата помещается обычно вблизи мембраны, то при исправном автомате излишнего расхода воздуха не происходит, в каком бы положении ни находился водолаз. Однако если водолаз располагается в воде так, что его легочный автомат находится ниже легких, то его легкие раздувает избыточное давление воздуха и он ощущает затрудненность выдоха. Так происходит, например, при нырянии вниз головой с легочными автоматами, выполненными по разнесенной схеме.
2. Это отражает только большой опыт работы автора с заспинными автоматами и его личное мнение. В настоящее время расположенные у рта автоматы получили очень широкое распространение и их успешно используют и при глубоководных погружениях.
3. Этот автомат экономит примерно Уз воздуха, так как часть воздуха из верхних дыхательных путей, не участвующая в газообмене, вновь используется для наполнения меха. С таким аппаратом было произведено погружение на глубину 131,5 м — рекорд спуска на сжатом воздухе в автоматном аппарате. Однако автомат не получил широкого распространения из за громоздкости и конструктивных недоработок.
245
Стр. 52. Для спусков в холодную воду используются и более толстые костюмы (до 12 мм и более).
Стр. 56. В настоящее время, установлено, что при использовании воздуха или других смесей, содержащих азот, это время существенно больше (порядка 24—36 час.).
Стр. 61. В этих разделах автор изложил наиболее широко принятую (в том числе и в СССР) так называемую транспортную теорию процессов сатурации—десатурации, при которой принимают в расчет в основном различную скорость кровотока в разных тканях. Кроме этой теории, существует еще несколько, из которых наиболее распространенной является диффузионная; сторонники ее считают что основным фактором служит не перенос газов кровью, а диффузия их в тканях. Одного из вариантов подобной теории придерживались известный математик Келлер, совершивший ряд глубоководных погружений, и физиолог Бюльман, обеспечивавший эти погружения. Обсуждение достоинств и недостатков этих теорий можно найти в специальной литературе.
Стр. 62. 1. Чистый кислород в нашей стране применяется для погружений на глубину до 20 м; однако время нахождения на такой глубине весьма ограничено. Автор несколько преувеличивает опасность дыхания кислородом.
2. Отравляющее действие кислорода при дыхании воздухом может проявиться лишь на глубине более 100 м. Практически при дыхании воздухом такдя глубина уже почти недостижима из-за азотного наркоза.
3. За последние годы выполнены новые исследования газового наркоза с применением большой группы различных наркотических веществ. Они показывают (некоторые исследователи предполагали это и раньше), что наркотическое действие инертных наркотиков пропорционально их коэффициенту растворимости в жирах. Для большинства таких летучих наркотиков (однако не для всех, особенно содержащих фтор) растворимость в жирах пропорциональна плотности. Другие гипотезы газового наркоза считаются в настоящее время менее обоснованными.
Стр. 64. 1. В настоящее время в разных странах разработаны стандартные таблицы декомпрессии для разных газовых смесей.
2. В нашей стране подобные таблицы правилами водолазной службы не предусмотрены.
Стр. 66. В нашей стране принята скорость подъема 8 м/мин.
Стр. 67. 1. Азотно-кислородные смеси приняты в практике погружений в различных странах. Однако, при всех их достоинствах, они еще не вполне освоены. При использовании таких смесей увеличивается опасность отравления водолаза углекислым газом и кислородом; уже бывали вызванные этим несчастные случаи. В США азотно-кислородные смеси заменены в последние годы гелиево-кислородными даже для малых глубин, поскольку смеси на основе гелия имеют меньшую плотность.
2. В 1969—1970 гг. были произведены погружения на глубины до 460—520 м в камере высокого давления и на глубину более 250 м — в море. Физиологи, проводившие такие погружения, считают возможными спуски до глубины 600—700 и даже 1000 м.
Стр. 68. Сейчас гелий уже применяется довольно широко.
Стр. 69. 1. К настоящему времени установлено что водород оказывает более сильное, чем гелий, наркотическое действие, а декомпрессия на водороде требует больше времени. Поэтому надежды, связанные с этим газом, не
246
оправдались, и гелий, в виде основного компонента различных смесей, остается наиболее перспективным газом для глубоководных погружений.
2. Ныне методы, примененные Келлером и Бюльманом, стали известны. Отдавая должное зтим исследователям, впервые осуществившим столь глубоководные погружения, следует указать, как это признают и сами авторы, что их теории были в значительной степени ошибочны.
Стр. 73. Отечественные эксперименты «Садко» и «Черномор» показало, что смесь азота с кислородом может использоваться до глубины 25—30 м.
Стр. 76. Описание американских лабораторий, составленное автором по литературным источникам, в переводе опущено. Имеется перевод оригинальных американских работ.
Стр. 78. В 1969 г. при установке американской лаборатории «Силаб-3» на глубине более 220 м по этой причине погиб водолаз. Эксперимент был прекращен.
Стр. 92. Очень похожи на эти районы наши побережья Баренцева и Белого морей и, в меньшей степени, прибрежные участки Охотского и Берингова морей.
Стр. 93. 1. Посидония, как и зостера, принадлежит к цветковым растениям. В морях СССР не встречается. Зостера есть в Черном, Белом и дальневосточных морях. В этих последних обитает еще несколько видов морских трав.
2. Эта рыба (Epinephelus gigas) имеет несколько названий — меру, морской окунь, каменный окунь, морской судак.
Стр. 94. Морские ежи обычны в Баренцевом, Белом и морях Дальнего Востока.
Стр. 95. Виды, встречающиеся в СССР, размножаются в летний сезон.
Стр. 97. Этот вид не встречается в наших морях, но близкие виды широко распространены в Баренцевом, Белом и дальневосточных морях.
Стр. 101. Эта 'рыба называется также барабулькой. Виды рыб, близкие к упомянутым в этой главе и, возможно, идентичные с ними, нередки в Черном море.
Стр. 103. В наших морях этот вид не водится. Несколько видов осьминогов обычны в Японском море и встречаются в других дальневосточных морях.
Стр. 105. В морях СССР на небольших глубинах встречаются только различные мелкие представители голожаберных моллюсков.
Стр. 108. Обычны в Черном море.
Стр. 110. В морях СССР не встречается.
Стр. 113. См. примечание к стр. 163. В водах СССР не встречается.
Стр. 114. Различные близкие виды ракообразных встречаются в Черном море, северных и дальневосточных морях.
Стр. 117. Горгонарии, или горгонии,— один из отрядов кораллов. В морях СССР если и встречаются, то, по-видимому, только на глубинах, недоступных водолазу.
Стр. 120. 1. Крупные мшанки особенно обычны в Белом море; встречаются и в других морях СССР.
2. Все эти животные принадлежат к различным отрядам кораллов. В водах СССР на глубинах, доступных водолазу, почти не встречаются.
247
Стр. 121. 1. Красный коралл в наших водах не встречается.
2. Асцидии различных видов нередки в северных и дальневосточных морях, отдельные виды — в Черном море.
3. Цериантусы — одиночные полипы — встречаются на песчаном грунте в Баренцевом и дальневосточных морях.
Стр. 123. Близкий вид обитает в Японском море.
Стр. 125. 1. Виды этого рода и близких к нему встречаются в Черном море, на Дальнем Востоке и в Баренцевом море. Морские звезды в Черном море не встречаются, в других морях многочисленны.
2. Эти виды в морях СССР не встречаются, но близкие к ним обычны в Баренцевом, Белом и морях Дальнего Востока.
Стр. 130. Как Antedon, так и Leptometra принадлежат к морским лилиям — одному из классов иглокожих. Морские лилии известны из морей СССР с нормальной соленостью, но, по-видимому, водолазам не встречались.
Стр. 131. Антипатарии — один из отрядов кораллов. Известны из дальневосточных морей.
Стр. 138. В СССР принято различать планктон и нектон. К планктону относятся животные, которые хотя нередко и способны к вертикальному и горизонтальному перемещению, но все же не могут покинуть определенные водные массы и районы из-за малой скорости передвижения; таковы мелкие планктонные ракообразные и другие планктеры и водоросли, вообще лишенные способности к движению. В нектон же входят пловцы, такие как рыбы и головоногие.
Стр. 140. В Японском море, однако, встречается, в некоторые годы в массовом количестве, мелкая медуза крестовичок (гонионемус), ожоги которой, особенно повторные, часто бывают очень тяжелыми и — в единичных случаях — даже смертельными.
Стр. 141. Цианея встречается в южной части Балтийского, Белом, Баренцевом и дальневосточных морях. Ожоги, вызываемые этой медузой, похожи на ожоги крапивой.
Стр. 142. Физалия встречается только в тропических и теплых морях. В водах СССР не отмечена.
Стр. 144. Различные виды гребневиков обычны во всех морнх СССР, кроме сильно опресненных.
Стр. 200. Приведенное далее объяснение наивно. Несмотря на значительное количество выполненных исследований и еще большее количество написанных книг в настоящее время нет никаких весомых доказательств существования Атлантиды. Геологические исследования морского дна отвергают возможность существования Атлантиды в Атлантическом океане. Однако нет оснований отрицать возможность существования древней цивилизации на островах Средиземноморского бассейна, погибшей в результате катастрофических вулканических извержений.
Стр. 208. Автор имеет в виду одноразовые лампы-вспышки, используемые во Франции. В нашей стране для съемки под водой применяются электронные лампы-вспышки многоразового действия.
Стр. 221. Здесь речь идет о длительных погружениях. Кратковременные спуски на воздухе возможны до глубины 45—60 м, а в особых случаях и глубже.
248
Стр. 224. 1. Уже после выхода французского издания этой книги французские исследователи провели погружения в море на глубину около 250 м, испытывая новое снаряжение для работы под водой. См. также примечание к стр. 67.
2. Подобный случай произошел в 1970 г. с одной из малых американских подводных лодок. К счастью, исследователи имели возможность воспользоваться другой лодкой и после 24 часов работы сумели перерезать кабель и вывести лодку на поверхность.
3. Здесь речь идет о поисках американских водородных бомб, упавших в море вблизи берегов Испании после столкновения стратегического бомбардировщика с самолетом-заправщиком. Этот случай вызвал возмущение во всем мире.
Стр. 229. К настоящему времени одна американская фирма начала добывать железо-марганцевые конкреции с большой глубины в открытом океане. Методы добычи и точнее место разработок держатся в секрете.
Стр. 231. Начиная с 1948 г. Академией наук СССР на судне «Витязь», а позднее и на других судах выполнены обширные работы по изучению населения океанических впадин. Собраны одни из наиболее полных и ценных коллекций глубоководной фауны, и в настоящее время наша страна занимает ведущие позиции в этой области исследований.
Стр. 232. 1. Понятие о зональности было широко известно и применялось морскими биологами задолго до внедрения современных подводных методов исследования.
2. В СССР принято иное деление моря на зоны (Всесоюзный гидрологический съезд, 1928 г.).'Супралитораль — зона, забрызгиваемая морской водой при прибоях или нерегулярно заливаемая при штормах. Литораль — зона, которая заливается морем при приливах и отливах. Сублитораль — зона, в которой встречаются донные водоросли (приблизительно до глубины 100—120 м). Псевдоабиссаль — нижняя часть континентального шельфа, приблизительно до глубины 300—400 м (в настоящее время эту зону выделяют не всегда). Батиаль — зона материкового склона, в среднем до глубины 2000—3(Ю0 м. Абиссаль — зона ложа океана, до максимальных глубин. В настоящее времн в этой последней зоне часто выделяют еще хадаль — зону наибольших глубин.
Стр. 233. Основные материалы, которые используются наукой, во всех зонах моря были собраны задолго до появления подводных методов исследования классическими орудиями — тралами, драгами и дночерпателями. Автор здесь преувеличивает значение уже выполненных подводных работ, которые, принеся отдельные важные факторы и наблюдения, в целом все же мало изменили ранее составленную картину жизни в море.
Стр. 235. Это последнее утверждение с научной точки зрения спорно и отражает только мнение автора.
Стр. 236. 1. Дночерпатель был почти одновременно использован Экманом на озерах и Петерсеном на море. Широкое применение этого аппарата для морских исследований было начато в 1927—1930 гг. советскими исследователями под руководством Л. А. Зенкевича. Эти работы положили начало количественному изучению донного населения моря.
2. Дночерпатель, собирающий животных с небольшой площади, обычно 0,25—0,5 м2, не может принести на поверхность редкие виды. Поэтому одновременно проводят траление или драгирование.
Стр. 237. Бактерии не используют, в отличие от водорослей, энергию света, но могут синтезировать органическое вещество за счет некоторых химических реакций. Так, серобактерии окисляют сероводород, содержащийся в глубинных водах Черного моря, и образуют свободную серу и органиче-
249
™ '-I-'-’"—' '""^Г^1Т^гги
ское вещество (хемосинтез) . Бактерии могут также, по-ви)рв(фму, окислять,<4 содержащееся в морской воде органическое вещество, количеётЛо которого “Чу. превышает в 50—100 раз вес всех живых морских животных и раеФаиий. ,
Стр. 239. 1. В настоящее время промысел крабов в СССР регламентиройай специальными правилами. Падение уловов сильно замедлилось, в некоторых^ районах уловы стабилизировались. • «к °
2. Линька молодых крабов происходит чаще — несколько раз в ,
а с возрастом все реже и реже. _
Стр. 241. 1. Съедобные моллюски с мясом очень высокого качества. - *,
* 2. Дело не в климатических условиях Республики Судан, а в крайнем z отсталом сельском хозяйстве, оставшемся в наследие" от периода колонна- - - . лйзма.
Стр. 243. В настоящее время выполнен целый рйд экспериментов но удобрению морских. прибрежных заливов. В некоторых случаях получены - 8 хорошие результаты, в частности значительное увеличение урожая устриц. (, Возделывание же открытого моря потребовало бы астрономического количрт ства удобрений и в настоящее время нереально.