Жизнь моря
Шрифт:
Гидрологам надо измерить температуру воды на разных глубинах и собрать образцы воды для изучения их газового и химического состава. Для этого они употребляют батометры и особые термометры.
Батометр представляет собой трубку, закрывающуюся сверху и снизу. Участники русской антарктической экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева впервые сделали батометры и пользовались ими, собирая пробы воды на различных широтах.
Гораздо сложнее измерить температуру воды. Если мы обыкновенный термометр будем подымать с глубины, то получим на шкале температуру поверхностного слоя воды или окружающего воздуха. Ведь ртуть быстро расширяется или сжимается
Первые надежные измерения температуры воды на глубине в океане были сделаны во время кругосветного путешествия И. Ф. Крузенштерна и Ю. В. Лисянского.
Более 120 лет тому назад русский академик Ленц, участвуя в кругосветном плавании под начальством Коцебу, сконструировал такие батометры, которые благодаря теплоизолирующим покрытиям долго сохраняли температуру воды внутри прибора. Им была измерена температура воды до глубины в 1200 метров. Батометры по типу, предложенному Ленцом, просуществовали около ста лет, но наука требовала все более и более точных измерений. Были изобретены термометры, сохраняющие отметки температуры того слоя воды, в котором они находились.
В глубоководном термометре резервуар со ртутью и капилляр, лежащий на измерительной шкале, соединяются тонким изгибом. Опустив термометр на изучаемую глубину, нужно подождать, пока из резервуара подымется в капилляр ртуть, — в соответствии с температурой воды. Если мы резко перевернем термометр, то сообщение между ртутью в резервуаре и капилляре прервется в изгибе трубочки. Теперь ртутный столбик, соответствующий температуре воды в изучаемом слое, «пойман». Количество ртути в капилляре, лежащем на измерительной шкале, не изменится при подъеме наверх через различные слои воды или на воздухе.
Внутри капилляра рядом с ним лежит маленький термометр, показывающий температуру внутри стеклянного футляра термометра. Этим вспомогательным термометром пользуются для внесения поправки в показания глубоководного термометра. Чтобы измерить температуру и одновременно взять пробу воды на нужной глубине, глубоководные термометры крепятся на батометре. Поэтому батометры и делают опрокидывающимися, чтобы произошло разъединение ртути в капилляре от резервуара.
Итак, проба воды заключена в батометре, а ртутный столбик в капилляре позволит нам измерить ее температуру. Чтобы быть более уверенным в показаниях термометра, на каждый батометр прикрепляют по два термометра.
Вот наконец-то появился из воды гидрологический батометр. Еще минута, и он уже на палубе. С серией бутылочек его ждут гидрохимики. Прежде всего надо измерить газовый состав. Он легче всего изменяется. Особенно важно зафиксировать количество кислорода в воде. Ведь кислородом, растворенным в воде, дышат все животные и растения. Затем воду распределяют для анализа солености, состава и количества биогенных веществ и других физических и химических особенностей пробы. Отольют воду и для определения населяющих ее самых мелких организмов. Вскоре литр воды, заключающийся в батометре, разобран.
Гидролог прикрепляет батометр к тросу.
Раскроем дверь в каюту-лабораторию. Здесь только круглые иллюминаторы да накрепко прикрепленная мебель и аппаратура напоминают о том, что мы
Знать только температуру воды, ее соленость и химический состав мало, ведь очень важно узнать еще и морские течения. Приборы, называемые морскими вертушками, позволяют сделать эти определения. Вертушка — прибор комбинированный. В нем есть счетчик числа оборотов пропеллера, вращающегося от движения воды. По счетчику определяют скорость течения. В нем есть и маленький компас, который фиксирует направление течения.
Компас представляет собой круглую коробочку. Внутри она разделена на несколько секторов по странам света. Вместо обычной компасной стрелки у этого компаса стрелка сверху имеет желобок. Как только вертушку опустят на нужную глубину, по тросу устремляется посыльный грузик. После удара начнется отсчет числа оборотов пропеллера от течения. Одновременно с этим в компасную коробку из особого приемника падают дробинки. По желобку компасной стрелки дробинки ссыпаются в тот сектор компаса, куда течение направляет прибор. Когда положенное время пройдет, вторым посыльным грузом вертушку останавливают. Скорость и направление течения, таким образом, будут измерены.
Пока приборы идут в глубину, белым эмалевым диском измеряют прозрачность воды. По особым пробиркам с разноцветной жидкостью определяют цвет воды. Измеряют высоту и расстояние между гребнями волн. Как видим, у гидрологов много работы на палубе. Зато у химиков не меньше — лабораторной.
Немало трудностей и у бактериологов: ведь нужно взять пробу так, чтобы в нее не попали бактерии из воздуха, с рук или с предметов. Бактериологи, прежде чем начать работу, долго стерилизуют свои колбочки, пробирки и аппарат для взятия проб. Потом бактериолог опускает прибор на нужную глубину. По тросу пускается посыльный груз, который ударяет по рычагу прибора. Тогда поворачивается кран, и внутрь пробирки устремляется вода. Подняв прибор наверх, бактериолог уверен, что у него в пробе воды находятся бактерии, живущие только на глубине, откуда взята проба воды.
С интересом следят участники экспедиции за опусканием в море длинных шелковых конусов планктонных сетей.
Для «крупных» рачков употребляют сети из шелка с 20 нитями на один сантиметр. Для мелких водорослей и животных — шелк с 76 нитями на сантиметр. Обычная планктонная сеть имеет более 500 дырочек в одном квадратном сантиметре. Но есть планктонные организмы, которые так мелки, что проходят и через эту сеть. Их поймать можно, только зачерпнув воду батометром и профильтровав ее в лаборатории через очень частый фильтр. Еще лучше подождать несколько дней, чтобы все содержимое пробы осело на дно.
В такой осадочной пробе можно найти самый мелкий планктон, размером всего в несколько микронов. Обычно этих организмов так много, что достаточно около литра воды, чтобы узнать количественное распределение мелких водорослей и животных в данном районе моря.
Планктонные сети устроены так, что их можно закрыть на любой глубине. В сети попадает тот планктон, который находился в обловленном слое воды.
Глубинные слои облавливаются через каждую тысячу метров, срединные — через 100 метров, а поверхностные — через 10 или 25 метров. В баночки собирают организмы, живущие в различных слоях, от дна до поверхности.