65 лет назад состоялось первое погружение на дно Марианской впадины
Погружение людей на дно Марианской впадины в 1960 году встало в один ряд с великими событиями вроде достижения Южного полюса Амундсеном и Скоттом. Спуск сквозь толщу воды напоминал полет сквозь метель из-за светящихся мелких существ, а на дне исследователям удалось увидеть живую рыбу. Однако, как оказалось потом, рыбы не могут там жить. О том, как удалось погрузиться в самую глубокую точку на дне океана, — в материале «Газеты.Ru».
Выжить на глубине
Батискаф «Триест» был детищем швейцарского инженера Огюста Пиккара, изобретателя этого класса аппаратов. Это может показаться забавным, учитывая тот факт, что у Швейцарии нет выхода к морю, но Пиккар долго работал за рубежом, перемещаясь между Германией, Бельгией и Италией.
Построенный в 1953 году в Италии «Триест» в общих чертах повторял более ранние модели батискафов. Самой большой его частью был заполненный бензином поплавок, внешне напоминающий корпус субмарины. Именно поплавок отличает батискаф от других подводных аппаратов, вроде глубоководных субмарин, он нужен, чтобы всплывать назад.
Любое тело всплывает, если весит меньше, чем вода того же объема, в противном случае оно тонет или висит в толще воды (если два значения примерно равны). Традиционные субмарины сделаны из стали, они не тонут благодаря тому, что имеют воздух внутри прочного корпуса, который создает объем, но не увеличивает вес. Однако давление воды стремится раздавить стальной пузырь с воздухом, и на глубинах больше километра-двух-трех корпус должен иметь неадекватно толстые стенки.
Батискафы решают эту проблему путем замены воздуха на бензин, который плотнее воздуха, но легче воды, это же работает и на всплытие. Бензин в поплавке висит сверху, а снизу его подпирает поступающая снаружи вода. Благодаря тому, что поплавок не герметичен, давление внутри и снаружи пузыря всегда одинаково, и его стенки можно делать тонкими.
Все давление принимает на себя капля бензина, которая без проблем переносит сжатие. Уникальна у батискафов Пиккара и система управления плавучестью. Чтобы погрузиться, субмарины увеличивают свой вес, заполняя балластные цистерны водой, а для всплытия продувают их воздухом из баллонов. По описанным выше причинам на больших глубинах это не может работать, и потому для набора плавучести и подъема наверх «Триест» сбрасывал железные грузила, которые в бункерах удерживали электромагниты.
Обитаемой в аппарате была только маленькая сферическая гондола под поплавком, имеющая толщину стенок 89 мм и способная вместить двух человек. Из-за крошечного размера воздуха в ней было недостаточно для поддержания плавучести, но чем меньше погруженное тело, тем меньшая сила его сдавливает.
Изначально «Триест» использовался французским флотом в Средиземном море, пока в 1958 году его не купили ВМС США за скромную сумму в $250 тыс. (меньше $3 млн по современному курсу). Американцы планировали поставить абсолютный рекорд по глубине погружения, и потому серьезно модернизировали аппарат. В том числе они заменили итальянскую обитаемую гондолу на более толстостенную (127 мм), сделанную на заказ в Германии, где производили лучшую в мире сталь.
Умрем быстрее, чем осознаем это
Ставить рекорд планировали в Бездне Челленджера — самой глубокой точке Марианской впадины. Чтобы найти в Бездне самую глубокую низменность, американские моряки бросали в воду тротиловые шашки и по секундомеру замеряли задержку перед возвращением эха в гидрофон. Стандартный эхолот USS Wandank командного корабля батискафа на таких глубинах не работал. Так удалось найти достойную рекорда зону шириной 1,6 км и длиной 11 км.
Управлять аппаратом поручили двоим — сыну изобретателя Жаку Пиккару, работавшему над ним вместе с отцом, и лейтенанту Дону Уолшу. Интересно, что Уолшу не пришлось пробиваться на эту должность, расталкивая локтями сослуживцев, — они считали, что должность командира батискафа, созданного ради чистого любопытства, не будет способствовать офицерской карьере, а дух приключений их не очень интересовал. Ранним утром 23 января 1960 года они вошли внутрь аппарата, который вывел в нужную точку буксир, стравили из поплавка бензин и начали погружение.
Падение в бездну заняло 4 часа 47 минут, в ходе которого «Триест» тонул со скоростью чуть меньше метра в секунду. Зрелище в иллюминаторе напоминало перевернутый снегопад, поскольку аппарат проносился мимо множества маленьких существ, светящихся из-за биолюминесценции.
И вот на глубине 9400 метров капсулу сотряс мощный звук удара. Если при погружении корпус подводной лодки начинает издавать нехорошие звуки, часто это служит причиной для экстренного всплытия, но все приборы «Триеста» показывали, что ситуация в норме. Экипаж оценил, что если бы произошло серьезное повреждение корпуса, то при давлении в почти тысячу атмосфер «мы бы умерли еще до того, как осознали собственную гибель», рассказывал Уолш. Как потом оказалось, звук породило стекло, лопнувшее во внешнем тоннеле вне капсулы, через который внутрь попадали члены экипажа.
Наконец, на глубине 10 912 метров капсула ударилась о дно. Ни инженер, ни подводник не заготовили патетических речей на этот случай, — они просто пожали друг другу руки и сказали: «Ну, мы сделали это». К сожалению, касание дна подняло тучу мелкого ила, который все никак не хотел оседать.
«Это было похоже на то, как если бы мы смотрели в миску с молоком», — вспоминал Уолш.
Поэтому сделанные батискафом наблюдения были очень ограничены. Так, за несколько секунд до касания дна Пиккар заметил рыбу, напоминающую камбалу. «Я предполагаю, что это было менее чем в метре от нас. Жак был у иллюминатора, а я смотрел на наш эхолот, измеряющий нашу глубину под килем, когда он увидел дно и рыбу. Это было как раз перед касанием дна, когда вода была еще прозрачной», — рассказывал моряк.
Проведя на дне 20 минут, исследователи отключили удерживающие грузила электромагниты и начали всплытие. Выбора у них не было — аппарат не имел винта, не мог зависнуть в толще воды и перейти в другую точку. Путь наверх занял примерно столько же, сколько и спуск.
Интересно, что единственное сделанное «Триестом» содержательное наблюдение — обнаружение камбалы — вызывает у ученых очень большие сомнения. Поначалу в их рассказе не сомневались из-за скудных знаний о морской биологии. Зато спустя десятилетия факт наличия позвоночной жизни в Бездне Челленджера поставили под сомнение.
Так, несмотря на масштабную исследовательскую работу, не удалось обнаружить ни одну рыбу на глубине более семи километров.
Более того, известно, что давление океана меняет физикохимические свойства клеток, что приводит к разрушению белков внутри нее. Глубоководные рыбы способны выживать под большим давлением за счет больших доз триметиламиноксида в теле, придающего белкам стабильность. Но, по оценкам ученых, его концентрации выше определенного значения теряют эффективность, и способствовать выживанию позвоночных он может лишь до глубины в 8200 метров.
Весьма вероятно, что за камбалу моряк и инженер приняли морской огурец (беспозвоночное иглокожее животное), некоторые виды которых издали можно принять за рыб. Морские огурцы, в отличие от рыб, во множестве обнаружил в Бездне Челленжера беспилотный японский аппарат Кайко в 1995 году.
«Триест» с тех пор находился в составе ВМС США, которые использовали его для поиска затонувших кораблей и субмарин. В Марианскую впадину больше не спускался никто из людей вплоть до 2012 года, когда это сделал режиссер Джеймс Кэмерон в аппарате Deepsea Challenger. В наши дни штатным средством погружения туда людей считается аппарат Limiting Factor, который, в отличие от «Триеста», способен самостоятельно передвигаться на глубине.
Погружение Пиккара и Уолша осталось в истории рекордом, достигнутым из спортивного интереса, вроде экспедиций Амундсена и Скотта к Южному Полюсу. Но оно не оказало значимого влияния на исследование мирового океана и его дна.
Что думаешь?
