Рейтинг
Порталус

ГЛУБОКАЯ ТАЙНА ПЛАНЕТЫ

Дата публикации: 31 декабря 2013
Автор(ы): Алексей Павлович Кузнецов - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией донной фауны Института океанологии имени П.П.Ширшова РАН →
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: БИОЛОГИЯ →
Источник: (c) http://portalus.ru →
Номер публикации: №1388485399

Алексей Павлович Кузнецов - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией донной фауны Института океанологии имени П.П.Ширшова РАН, (c)

МИРОВОЙ океан занимает более двух третей поверхности нашей планеты - 361 млн. кв. км из 510,2. Что же касается океана, то 7,6% поверхности его дна приходится на прибрежное мелководье (на глубины до 200 м), называемое материковой отмелью; 13,3% - на глубины 200-3000 м - материковый склон, который является основанием (цоколем) континентов. Наконец 77% океанического дна приходится на глубины от 3000 до 11 022 м, соответствующие собственно "ложу" океана, составляющему почти половину всей поверхности Земли.

Одной из наиболее загадочных и малоизученных зон океанического дна остается так называемая абиссальная зона (в переводе с латыни абиссаль - бездна).

Абиссаль обычно характеризуется как зона, где живые организмы малочисленны. Иногда на абиссаль оказывают влияние события, происходящие на поверхности Земли. Например в 55 км к северо-востоку от Бермудских островов исследователи бездны обнаружили, что на глубине 5 тыс. м морское дно размыто волнами, порожденными земными ураганами. Но вообще-то абиссаль - это зона, практически не подвергающаяся изменениям. До сравнительно недавнего времени считалось, что большие глубины необитаемы. Но ученые-океанологи зафиксировали отнюдь не мифическую жизнь на абиссальных глубинах.

Замечу, что еще в начале прошлого века в только еще формировавшейся науке об океане господствовало мнение, что даже на сравнительно небольших глубинах моря не должна быть развита какая-либо жизнь, поскольку она не может существовать в агрессивной среде - в полной темноте, при низкой температуре и огромном давлении. Так, английский морской биолог Форбс (1815-1854) в результате изучения донной фауны (беспозвоночных животных) Эгейского моря пришел к выводу о том, что на глубинах более 500 м жизнь в морях и океанах отсутствует полностью. Он выдвинул концепцию азойной (безжизненной) зоны в море, простирающейся в нем за пределами 500-метровых глубин. Правда, эта концепция уже вскоре была отвергнута в ходе развернувшихся в связи с ее появлением исследований. Наконец ученым на советском научно-исследовательском судне "Витязь" в 1947 г. удалось доказать существование жизни (донных беспозвоночных животных) на глубинах более 8 км в Курило-Камчатском глубоководном желобе. Датская глубоководная экспедиция на судне "Галатея" в 1950-1952 гг., а вслед за нею - опять советская экспедиция на "Витязе" обнаружили присутствие различных донных животных на максимальных глубинах океана: 11 022 м, в глубочайшем Марианском желобе, находящемся в западной части Тихого океана.

Таким образом, была решена одна из наиболее важных и интригующих проблем того времени, решение которой имело не только общенаучное, но даже гносеологическое значение. И хотя оказалось, что обилие и разнообразие форм жизни на этих глубинах существенно более низкие (в сотни и даже тысячи раз) по сравнению с прибрежными мелководьями морей и океанов, было неопровержимо установлено, что ни вечная темнота, ни крайне низкая температура (всего 1-2 градуса по Цельсию), ни даже гигантское давление в сотни и тысячу атмосфер (для сравнения - давление в стволах орудий в момент взрыва в них порохового заряда патрона достигает 800-900 атмосфер) не препятствовали проникновению жизни на эти предельные глубины морской гидросферы. Лишь резко уменьшающееся с глубиной и удалением от берега количество необходимой для животного мира пищи всегда было и остается основной причиной обедненной жизни на абиссальном (3000-6000 м) и ультраабиссальном (более 6000 м) ложе океана. И тем не менее мы и сегодня знаем о жизни океана, вероятно, не более чем о, скажем, лунной поверхности.

Еще в 1888-1901 гг. американские исследователи на судах "Блейк" и "Альбатрос" во главе с научным руководителем Александром Агассиком предсказали существование в Атлантическом океане так называемого среднеатлантического подводного хребта, который оказался, как стало известно позднее, составной частью глобальной общеокеанической подводной горно-хребтовой системы, проходящей по всем океанам на протяжении более 60 тыс. км. Эта система стала местом эпохального открытия развитой в ней гидротермальной активности (выхода эндогенной земной энергии, горячих магматических расплавов и водно-солевых растворов), формирования новой земной (океанической) коры и связанных с очагами проявления этой активности уникальных, ранее остававшихся неизвестными науке, экосистем, основанных на использовании исходящей из недр планеты энергии.

Что же представляет собой абиссаль? Это среда обитания особого рода, поскольку в ее полностью лишенных света и холодных глубинах жизнь и все физические процессы протекают очень медленно. Вдали от теплых источников абиссаль представляет собой стабильную среду со слабыми течениями, где незаметна смена времен года и нет разницы между днем и ночью. Здесь наблюдаются слабые изменения температуры воды по месяцам, скудные пищевые ресурсы. Для живых организмов там характерны замедленный метаболизм, медленный рост и долгая жизнь.

Но, например, в Тихом океане, в водах на широтах Центральной Америки, на глубинах примерно 2500 метров есть участки, где прямо-таки процветает жизнь. Изливающиеся из расплавленных недр потоки магмы при остывании глубоко растрескиваются. Морская вода, проникающая по этим трещинам на многие сотни метров (а вероятно, и больше), разогревается и преобразуется в жидкость, состав которой весьма далек от первоначального. Вокруг выходов этой жидкости с высокой температурой в окружающую морскую воду возникают настоящие оазисы глубоководной жизни.

Эти гидротермальные выходы окружены обширными поселениями обитателей бездны. Причем едва оправившийся от потрясения, вызванного обнаружением жизни в океане на всех глубинах, вплоть до максимальных, научный мир вскоре снова испытал подлинное изумление от обнаружения в середине ХХ столетия нового типа животных, долго остававшихся неизвестными науке по их месту в системе животного царства, - погонофор (тип впервые описан академиком А.В. Иваковым), многощетинковых червей (очень тонкотрубчатых червевидных бескишечных организмов).

Это подлинно сенсационное событие в современной зоологии было дополнено примерно в то же время обнаружением экспедицией 1952 г. на исследовательском судне "Галатея" в глубинах океана считавшихся давно вымершими примитивных моллюсков-моноплакофоров. Живут там и гигантские двустворчатые моллюски калиптоген (calyptogene), створки которых могут достигать в длину 25 см. Извиваясь своими буроватыми телами, среди поселений моллюсков в поисках добычи плавают крупные макрурусы (Coryphae-noides armatus) длиной до 75 см. Большие глаза макруруса одни из самых чувствительных среди всех живых существ, вероятно, помогают рыбе обнаруживать биолюминесцирующую жертву по ее слабому мерцающему свечению.

Все более укреплялась у исследователей глубин уверенность в том, что глубоководное население океана очень древнее, непрерывно существующее в толще океана с начала Кембрийского периода (около 600 миллионов лет назад) или даже раньше и дошедшее до нашего времени. В его составе оказалось много больше архаических (примитивно организованных) форм животных, поскольку абиссальная среда обитания много более консервативна и менее изменчива, чем мелководная. На уровне наших знаний об океане того времени, альтернативные гипотезы не представлялись приемлемыми, хотя они зрели и обсуждались в научной периодике.

Между тем время шло, ускорялся научный прогресс, совершенствовались средства, подходы (методы) исследований. Существенно изменялись представления о земной истории, представления о времени, пути формирования и эволюции глубоководного населения (фауны) океана. Во многом этому способствовало возрождение взглядов немецкого геофизика - автора теории дрейфа континентов, первой теории мобилизма Альфреда Вегенера (1880-1930).

Становилось очевидно, что глубоководное, обитающее на глубинах более 2000-3000 м население океана не могло существовать непрерывно все время с предкембрия до современной эпохи. В периоды равномерно теплых климатов, таких, как меловой, оно "исчезало" (погибало) в результате наступавшего в эти периоды прогрева глубинных вод океана до 15-20 градусов по Цельсию, а также развивающейся их стагнации, аноксии (исчезновения кислорода) и даже сероводородного заражения. В основе богатых экосистем, обнаруженных вокруг гидротермальных источников, лежит отнюдь не фитопродукция, как это наблюдается в мелководной зоне. В абиссали нет света, необходимого для фотосинтеза; в основании пищевой пирамиды здесь находятся так называемые хемосинтезирующие бактерии, первичным источником энергии для которых является в тех условиях... сероводород, поднимающийся из недр Земли. Таким образом, в гидротермальных оазисах жизнь обязана своим существованием хемосинтезу, а не фотосинтезу.

Теперь признается, что глубоководная фауна океана сформировалась в период холодного зонально-контрастного климата в конце протерозоя - начале палеозоя и заселила океаническую абиссаль, готовую к тому времени принять первых своих поселенцев. Это были выходцы прежде всего из мелководных холодноводных регионов океана. В наступившем затем периоде равномерно теплого климата (кембрий-девон, 500-400 млн. лет назад) глубоководная донная фауна должна была исчезнуть и затем вновь сформироваться в сменившем кембрий-девонский климат холодноводном контрастно-зональном каменноугольно-пермском климатическом периоде (400-280 млн. лет назад). Причем опять-таки переселенцами из холодноводных мелководий океана в ставшую вновь холодной и насыщенной кислородом абиссаль. Аналогичные события происходили затем и в периоды последующих равномерно теплого мезозойского (триас, юра, мел, 280-130 млн. лет назад) и сменившего его последнего кайнозойского (130 млн. лет назад - настоящее время) холодного, зонально-контрастного климата. Следовательно, ныне существующее глубоководное население океана - отнюдь не очень древнее, т.е. не раннепалеозойское, как это представлялось ученым еще совсем недавно, а напротив, геологически молодое - послемезозойское, т.е. не старше 150-120 млн. лет.

Известный афоризм гласит, что нет ничего практичнее истинных научных теорий, ибо они позволяют познать подлинность, причинность природных явлений. И я не могу в этой связи не упомянуть о теории термодинамики литосферных плит. С ее положениями оказалось логически тесно связанным и суждение о важнейшей роли Антарктического континента в формировании современного глубоководного населения океана, обнаружение гидротермальной активности и развитой при очагах ее проявления жизни на океаническом дне. Это подлинное открытие нашего столетия как в океанологии, так и в системе наук о Земле в целом.

Опубликовано на Порталусе 31 декабря 2013 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?



Искали что-то другое? Поиск по Порталусу:


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама