Глубина 11 тысяч метров. Солнце под водой
Шрифт:
Разгадки секретов моря
Тысячелетиями человека манят море и его сокровенные тайны. Сейчас, с появлением современной техники, мечта эта сделалась явью. Человек погружается в море не с голыми руками, а вооруженный самой совершенной аппаратурой. «Замкнулось» кольцо эволюции, длившейся миллионы лет. Правда, человек не собирается поселяться в абиссальных глубинах по примеру многих бывших жителей континента, поменявших среду обитания. Таков был путь части пресноводных рыб и млекопитающих. Костистые рыбы, как считают, развились вначале в реках, а потом эмигрировали в море. Сейчас они заполонили его до самых глубин (вспомним, что даже на дне Марианского желоба «Триест» обнаружил плоскую костистую рыбу). Кстати, вопреки распространенному
Рыба вне зависимости от того, на какой она обитает глубине, уравновешивает свое внутреннее давление с давлением окружающей среды, точно так же как человек на суше. Даже у рыб, имеющих плавательный пузырь, давление внутри пузыря практически то же, что у толщи воды. Подобная система ставит перед наблюдателем интересные проблемы.
У плавательного пузыря много сходства с нашим легким, хотя это орган не дыхания, а плавучести, своего рода поплавок, позволяющий рыбе регулировать свой вес. Такая рыба — воздушный шар. Когда ей надо подняться выше, она, раздувая пузырь, уменьшает свой удельный вес. Но большое количество воздуха опасно, ибо плавательный пузырь при подъеме может лопнуть, это часто случается, когда рыбу ловят тралом.
Те разновидности, что быстро поднимаются с глубины 100–200 метров к поверхности, были вынуждены отказаться от пузыря. Им приходится, чтобы держаться на заданной глубине, непрестанно шевелить плавниками, — это уже не воздушные шары, а подводные самолеты. У глубоководных рыб пузырь не может быть наполнен воздухом, ибо физикохимические реакции вызовут у них «глубинное опьянение», «кессонную болезнь» и другие нарушения. [45] Природа предложила здесь два выхода из положения: во-первых, наполнять пузырь не воздухом, а жиром. Жир легче воды и позволяет, таким образом, компенсировать вес. Подобная рыба представляет собой как бы маленький батискаф. У циклотона, скажем, пятнадцать процентов общего объема тела составляет жир. Эта рыба хорошо известна океанографам, она распространена почти во всех морях.
45
Глубинное опьянение — состояние, вызываемое токсическим действием азота, содержащегося в воздухе, при погружении водолазов и акванавтов на большие глубины. Дыхательная смесь из кислорода и гелия позволяет избежать этого явления. Кессонная болезнь — болезнь, появляющаяся у водолазов и акванавтов в случае быстрого подъема с глубины. Вызывается выделением растворенных в крови и тканях газов, которые закупоривают или разрывают кровеносные сосуды.
Второе решение — замена воздуха в пузыре инертным газом. Отдельные виды рыб, обитающих глубже 2 тысяч метров, обзавелись целым химическим заводом: они берут воздух из воды, разлагают его на составные части, выбрасывают избыток кислорода и азота — он для них опасен, оставляя только аргон. Газ аргон содержится в атмосфере в крайне небольшом количестве — всего 1 %, а рыбы доводят его содержание в пузыре до 99 процентов при давлении в 200 килограммов на квадратный сантиметр! Газ, естественно, находится в соответствии с давлением окружающей среды.
Каракатица из семейства Сепиа оффициналис, близкая родственница спрутов и осьминогов, выработала остроумную систему, позволяющую ей подниматься с большой глубины. Каракатица имеет привычку проводить целые дни, зарывшись в песок на дне, а ночью всплывает на поверхность подкормиться. У нее есть своеобразная пористая «внутренняя раковина», служащая, как явствует из недавних работ англичан Эрика Дентона и Джона Гилпин-Брауна, в качестве образцового поплавка. Количество газа в этой кости может меняться сколько угодно; у каракатицы нет возможности продувать воду сжатым воздухом, поэтому она делает это осмосом: полупроницаемая
Крупные спруты обитают гораздо ниже, и у них другая система регулирования плавучести. Она состоит из нескольких резервуаров значительного объема, наполненных раствором аммиака; жидкость эта легче воды (вспомним, что ее собираются использовать в Соединенных Штатах для постройки нового батискафа). Выталкивая аммиак, спрут становится тяжелее и уходит в глубину. Потом за несколько часов он восстанавливает запас. Средняя плотность аммиака равна единице, как у дистиллированной воды; а поскольку счастливец-спрут живет в морской воде со средней плотностью 1,03, то он, пользуясь разницей в 0,03, поднимается наверх. Разница эта, правда, столь невелика, что объем тела должен быть весьма значительным. У обычных рыб плавательный пузырь занимает 5 процентов общего объема; кость каракатицы —10 %, а у спрута резервуар занимает 66 процентов! Напомню, что у «Триеста» бензин занимал 92 процента объема аппарата. Дентон не случайно назвал гигантских спрутов семейством «батискафоподобных».
Из бывших обитателей континента в море живут не только костистые рыбы. Киты, ушастые тюлени, моржи, дельфины и ламантины тоже приспособились к водной жизни, хотя и сохранили связь с поверхностью: они дышат воздухом, их легкие еще не превратились в жабры. Это в общем-то не значит, что они не способны глубоко нырять: кашалот, например, опускается на 1000 метров. Но, ныряя, он расходует кислород, запасенный на поверхности. Необыкновенно медленный обмен позволяет ему задерживать дыхание, пока он ныряет, выискивает добычу, завязывать смертельный бой со спрутом, и в случае победы вновь подниматься наверх.
Китобои не раз замечали, как кашалот «камнем» — почти вертикально — уходит вниз. После прокладки подводных телефонных кабелей удалось точно установить, на какую глубину ныряют эти животные: оказалось, что глубже 1000 метров. Сплошь и рядом кашалоты в слепой ярости накидываются на кабели, принимая их, должно быть, за щупальца спрутов. А может быть, кабель попросту застревает у них в пасти, когда они роются на дне в поисках лакомой пищи. Почувствовав вдруг, что он не в силах высвободить зажатые челюсти, в тревоге, что времени до подъема на поверхность за живительным глотком воздуха остается мало, кашалот начинает бешено метаться. Иногда кабель рвется, но животное успевает окончательно запутаться. Когда кабели поднимали для ремонта, в их кольцах находили останки кашалотов. Отмечено 14 подобных случаев: шесть на глубине 900 метров, а один даже на 1100.
Интересно отметить, опять-таки в связи с китами, как природа изящно обошла воздвигнутое ею же самой препятствие: чтобы плавать в холодных водах, китам нужен толстый слой сала и солидное количество жиров. Эти жиры имеют большую сжимаемость, чем вода. Если бы кит пользовался той смазкой, что мы на батискафе, на глубине 1000 метров он настолько бы отяжелел из-за компрессии, что уже не смог бы подняться. Чтобы избежать такой неприятности, кит обзавелся жиром с коэффициентом сжимаемости, практически равным воде. В результате ка глубине в один километр кашалот сохраняет тот же вес, что и на поверхности…
Способность ориентироваться на дне — еще одна волнующая загадка обитателей водного царства. На суше такой проблемы не существует. Сила тяжести дает нам инстинктивно почувствовать, где «верх», а где «низ»; мы знаем, что горизонт всегда впереди. Поэтому, если нам случается удалиться от хорошо знакомых ориентиров, путь указывают солнце и звезды. А созданная человеком техника — компас, радио, гирокомпас — дополняет чувства, данные нам от природы.
Но как ориентируются живые существа в море?