Глубина - Анатолий Сагалевич

В течение 1992–2001 годов были проведены 23 экспедиции, из которых 16 – по соглашениям с зарубежными научными организациями и фирмами и 7 – по договорам, заключенным с российскими организациями (на атомные подводные лодки «Комсомолец» и «Курск»). В каждой экспедиции, независимо от ее направленности, принимали участие сотрудники Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, а в ряде рейсов – ученые других институтов и научных организаций России. На базе полученных результатов опубликовано более 200 научных статей в отечественных и зарубежных журналах, подготовлены монографии. В частности, интересная монография появилась в результате многолетних научных исследований в районе нахождения АПЛ «Комсомолец»; в отдельной книге обобщены результаты комплексных исследований в районе гибели «Титаника». Сданы в печать две монографии по геологическим и биологическим исследованиям гидротермальных полей с применением ГОА «Мир». Все это позволяет поддерживать на международной арене высокую репутацию ГОА «Мир» как глубоководных исследовательских аппаратов.

Работы по соглашениям с иностранными организациями и фирмами, проведенные в течение 1992–2001 годов, значительно расширили спектр глубоководных операций. Если в 1988–1991 годах проводились лишь плановые исследования, то во время второго периода начались специальные подводно-технические работы: поисковые операции, подъем донных объектов; особые, как на АПЛ «Комсомолец», подводно-технические операции с применением уникальных глубоководных технологий; съемки глубоководных кино– и видеофильмов, организованные профессиональными студиями с использованием принципиально нового оборудования и новых методов съемки и т. д. Теперь практически все экспедиции проводятся с участием иностранных ученых, специалистов по подводной технике, представителей таких крупных научных организаций, как Национальное географическое общество США, Национальная Администрация США по изучению океана и атмосферы (NOAA), Вудсхолский океанографический институт; ряда университетов США, а также представителей известной канадской кинофирмы Imax и компании Голливуда. В созданных за этот период фильмах впервые в истории мирового кино появились натурные глубоководные съемки. Все это принесло «Мирам» мировую известность.

Ведущие специалисты-подводники признают, что сегодня «Миры» – наиболее современные и совершенные глубоководные обитаемые аппараты. А название нашего судна обеспечения – пожалуй, самое популярное в мире среди остальных судов научного флота: его называют просто «Келдыш», и во время его заходов в порты сотни людей специально приезжают посмотреть на него и аппараты «Мир».

Невозможно описать все многообразие научных исследований и специальных глубоководных операций, которые проводились с помощью ГОА «Мир». Однако можно выделить несколько наиболее важных направлений, которые имели большую государственную значимость и принесли судну и аппаратам мировую известность. К наиболее весомым из них относятся:

1. Исследования гидротермальных полей на дне океанов.

2. Научные исследования и специальные подводно-технические работы на атомных подводных лодках «Комсомолец» и «Курск».

3. Глубоководные кино– и видеосъемки на «Титанике» с применением новейших технологий.

4. Видео– и фотосъемки на глубоководных объектах – линкоре «Бисмарк», японской лодке «I-52» времен Второй мировой войны и других объектах.

5. Исследование внутренних водоемов Азии и Европы: озера Байкал и Женевского озера.

Этим направлениям глубоководных работ и будут посвящены следующие главы.

После приемки аппаратов «Мир» и возвращения судна «Академик Мстислав Келдыш» в Калининград была запланирована научная экспедиция в район 26° с. ш., на Срединно-Атлантический хребет (САХ), где находится гидротермальное поле ТАГ (Трансатлантический геотраверз). Возглавлял экспедицию член-корреспондент АН СССР (ныне академик РАН) А. П. Лисицын; автор этих строк выполнял функции заместителя начальника экспедиции и руководил подводными операциями. Это был 15-й рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш».

Несмотря на множество технических недоработок в аппаратах «Мир», эта экспедиция была необходима, поскольку требовалось испытать ГОА в режиме цикла научных погружений. Ограничив рабочую глубину 4000 метров, что достаточно для исследовании в районе ТАГа, мы обеспечили безопасность работ, ибо насосы высокого давления, как показали испытания, отказывали на глубине 5000 метров.

Здесь, наверное, следует сделать отступление и рассказать о том, что же такое гидротермы, и совершить краткий экскурс в историю открытия гидротермальных полей на дне океана.

Все началось с открытий, которые пришлись на начало второй половины XX века. Когда-то предполагали, что на поверхности нашей планеты никаких движений континентов не происходит: они зафиксированы в том самом положении, в каком находились с момента рождения Земли. Во времена, предшествовавшие великим современным открытиям, ученые не располагали столь широкой информацией о строении дна Мирового океана, которая накоплена в последние полвека.

В 1953 году американские ученые Р. Дитц и Г. Менард опубликовали результаты картирования дна Тихого океана с помощью эхолота: на карту легли крупные протяженные структуры, возвышающиеся над уровнем океанского ложа и изобилующие разломами и сбросовыми уступами. В 1956 году американские ученые М. Юинг и Б. Хизен на основании многочисленных исследований сделали заключение, что океанское дно рассекают системы Срединно-океанических хребтов, которые опоясывают земной шар, имея общую протяженность около 80 000 километров, и возвышаются над ложем океана на 2–3 километра. В центральной части хребтов находятся осевые рифты (расселины, ограниченные сбросами). Глобальной системе срединно-океанических хребтов противостоит система глубоководных желобов, расположенных с внешней (океанической) стороны хребтов.

На базе этих открытий была разработана теория глобальной тектоники литосферных плит. Эта теория получила название вегенеровской революции – в честь геофизика Альфреда Вегенера, который еще в начале XX века высказал предположение о движении континентов. Согласно этой теории, твердая оболочка Земли – литосфера – разбита на несколько плит, которые перемещаются по вязкой астеносфере. Там, где плиты раздвигаются, происходит подъем к поверхности глубинного вещества и образование новой океанической коры. Раздвижение плит получило название спрединга. Скорость спрединга в различных районах океана разная: на Срединно-Атлантическом хребте она составляет 1–2 сантиметра в год, а в районе Восточно-Тихоокеанского поднятия достигает 18 сантиметров в год. Противоположный спредингу процесс (субдукция) происходит в районах океана, где плиты сходятся: одна из них погружается под расположенные по периферии глубоководных желобов участки земной коры, образуя зоны субдукции. Было установлено, что подъем вещества, нередко сопровождаемый вулканическими процессами, происходит в пределах внутреннего рифта в очень узкой зоне, около 2 километров. Эта зона, где и формируется новая кора, выражена в рельефе в виде осевого поднятия, по высоте редко превышающего 500 метров. С обеих сторон от осевого поднятия находятся узкие депрессии (понижения, впадины), где в результате спрединга образуются многочисленные трещины. Морская вода по трещинам устремляется в глубинные слои океанической коры и разогревается там до высокой температуры. Она взаимодействует с окружающими породами, насыщаясь различными химическими элементами. Разогретая масса, содержащая металлы, минералы и другие рудообразующие элементы, изливается в холодное придонное пространство и охлаждается. Присутствующие в этих гидротермальных излияниях тяжелые частицы оседают на дно, формируя сначала небольшие холмики, а затем настоящие горы, сложенные сотнями тысяч и миллионами тонн сульфидных руд с высокими концентрациями различных металлов: меди, цинка, железа, серебра, золота и др.