Голубые просторы Земли

Еще античные мыслители составили довольно реалистичные представления о форме и размерах Земли и о месте, занимаемом на ней океаном и сушей. Так, Гомер полагал, что Земля - это диск, окруженный рекой Океан. Но уже великий древнегреческий философ Аристотель привел доказательства шаровидности нашей планеты. Живший несколько позднее греческий астроном и географ Эратосфен сумел даже определить длину окружности земного шара, которая, по его суждению, составляла двести пятьдесят тысяч стадий. Принимая во внимание, что стадий примерно равен одной десятой морской мили, нельзя не удивиться неплохому совпадению полученной Эратосфеном цифры с фактической величиной длины окружности Земли. Но поразительно не это. Эратосфен утверждал, что обитаемый мир занимает одну треть, а водные просторы - две трети поверхности нашей планеты. Суждение для античных времен более чем замечательное.

Это был расцвет античной науки в познании географии Земли, после которого наступил упадок и многовековой застой с утратой реалистических представлений древности.

Эпоха великих географических открытий, ознаменовавшаяся плаваниями Колумба, Васко да Гама, Магеллана, вновь пробудила интерес к океану. Мореплаватели и исследователи открывают неизвестные земли, добывают и уточняют сведения о географии нашей планеты. В результате было достоверно установлено, что из пятисот десяти миллионов квадратных километров поверхности Земли триста шестьдесят один миллион - больше двух третей - покрыт водой.

Мировой океан обнимает Землю нераздельными водами и является по своей природе единой стихией, приобретающей разные свойства с изменением широт. У берегов Гренландии и Антарктиды, в ревущих ветрами сороковых широтах Южного полушария почти круглый год бушуют штормы, тогда как в тропиках немилосердно печет зенитальное солнце, преобладают спокойные пассаты и лишь иногда проносятся ураганы большой разрушительной силы. Океан создает благоприятный для жизни климат на побережьях континентов и островах, а также влияет на климат самих материков и всей планеты в целом.

В наше время существуют вполне четкие представления о рельефе дна Мирового океана. Но еще в начале XX века дно океана считали плоской однообразной равниной. Хотя это не соответствовало действительности, но являлось большим достижением по сравнению с воззрениями древности, когда глубина океана казалась недостижимой и даже бесконечной.

Настоящий переворот во взглядах на рельеф дна океана произошел с изобретением эхолота - прибора для непрерывного измерения глубин с движущегося судна. Благодаря эхолотам было выяснено, что дно океанов сильно расчленено. Под водой, как и на суше, есть горы, ущелья, равнины, плоскогорья, вулканические массивы... Есть там и специфические, свойственные только океану, формы рельефа - срединные океанические хребты. Они составляют грандиозную горную систему, которая проходит через Арктический бассейн, Норвежское море, Атлантику, Индийский океан и южную часть Тихого океана. Это самая длинная горная цепь на Земле протяженностью свыше шестидесяти тысяч километров. Занимаемая ею площадь близка к размерам поверхности материков. Хребты возвышаются на несколько километров над ложем океана.

Достаточно бросить беглый взгляд на физическую карту мира, чтобы заметить среди многообразных форм рельефа океанского дна узкие длинные участки, выделенные густым синим цветом. Это глубоководные желоба - тоже специфические и не совсем изученные образования в земной коре. Под голубым покровом земного шара обнаружено более тридцати глубоководных желобов. В них находятся наибольшие глубины Мирового океана. Самое глубокое место в Мировом океане лежит в Марианском желобе, расположенном в Тихом океане.

К его открытию исследователи пришли не сразу. В 1927 году судовые приборы немецких гидрографов зафиксировали в Тихом океане к востоку от Филиппин дно на десяти тысячах семистах восьмидесяти девяти метрах ниже поверхности воды. Этот своеобразный рекорд продержался более двадцати лет. В 1948 году англичане обнаружили к югу от Марианских островов уже глубину десять тысяч восемьсот шестьдесят три метра. В 1957 году советские ученые, работая по программе Международного геофизического года на научно-исследовательском судне "Витязь", нашли в Марианском желобе место с глубиной одиннадцать тысяч двадцать два метра. Делались и еще попытки найти более глубокое место в Мировом океане, однако глубина, открытая советскими специалистами, по сей день значится на морских картах как максимальная.

Мировой океан вмещает девяносто семь процентов поверхностных вод планеты и около половины вод литосферы, которые находятся в постоянном движении, формируя различные малые и грандиозные потоки, чем обеспечивается горизонтальный и вертикальный водообмен, играющий огромную роль в жизни Земли и особенно биосферы. Необозримость Мирового океана и его роль в природных планетарных процессах привели к утверждениям, что наша Земля присвоила себе чужое имя. Ей следует называться планетой "Океан". Так ли это?

Действительные представления о соотношении Мирового океана с размерами земного шара дают весьма впечатляющие сравнения. Объем Мирового океана, оцениваемый в один миллиард триста тридцать восемь миллионов кубических километров, составляет лишь одну восьмисотую часть объема Земли. Масса океанской воды, мысленно сконцентрированная в шар, имеет радиус, который не превышает одиннадцати сотых радиуса нашей планеты. Еще более разительные цифры дает сопоставление глубин океана с величиной Земли. На рельефном глобусе диаметром один метр, на котором соблюдены масштабы глубин и высот, наибольшая глубина в одиннадцать тысяч двадцать два метра представлена ничтожным углублением всего лишь в восемьдесят шесть сотых миллиметра. Для сравнения заметим, что наивысшая гора Джомолунгма поднимается на этом глобусе над уровнем океана только на семь десятых миллиметра. Если вообразить такой глобус гладким с равномерно распределенной на нем водой океана, то ее слой будет немногим больше двадцати одной сотой миллиметра, что равно толщине нескольких листов бумаги.

Мировой океан, как видим, всего лишь тонкая оболочка Земли. Причем его дно тоже земля, но скрытая от нас водой. В океанском дне, как полагают ученые, таится ключ к загадке внутреннего строения нашей голубой планеты, справедливо носящей имя Земля, а также к процессам формирования ее поверхности. Понятно, что нельзя рассматривать Мировой океан в отрыве от планеты. Он представляет собой ее детище, рожденное в муках, сформировавшееся и закаленное в вечной борьбе, завоевавшее себе, пожалуй, первую роль в жизни Земли. Недаром сейчас все чаще и чаще утверждают, что не только прошлое, но и будущее человечества связано с Мировым океаном.

По данным ООН, население нашей планеты увеличивается ежегодно на семьдесят пять миллионов человек. Демографы полагают, что к 2000 году население Земли составит около шести миллиардов человек. В связи с этим встают проблемы получения дополнительных пищевых, минеральных и других ресурсов. Возможности суши, как известно, ограниченны. Запасы полезных ископаемых исчерпаемы. Например, из недр Земли уже изъято двадцать миллиардов тонн нефти, причем ежегодный уровень ее добычи, составляющий сейчас примерно два миллиарда тонн, растет, а разведанные запасы этого сырья исчисляются пока цифрой шестьдесят два миллиарда тонн. Не удивительно, что взоры человечества обращены к океану.

Шельф Мирового океана уже в наши дни дает около двадцати процентов добываемых нефти и газа, но он далеко еще не обследован полностью. Есть основания полагать, что нефть будет обнаружена на глубоководных склонах дна Мирового океана. На дне Красного моря найдены в плотных соляных растворах большие концентрации цинка, меди, серебра и других элементов. Дно многих областей Мирового океана устлано марганцевыми конкрециями, содержащими марганец, железо, никель, медь, кобальт, молибден, ванадий, свинец.

Мировой океан является источником биоресурсов и целого ряда важнейших для жизни соединений. Современный вылов рыбы нашей страной равен десяти миллионам тонн в год, что составляет примерно четырнадцать процентов мировой добычи. Мировой океан дает сейчас около пятнадцати процентов белков животного происхождения.

Океанская фауна - кораллы, рыбы, морские звезды, водоросли содержат ценнейшие биологически активные и лекарственные вещества. Даже находящаяся на поверхности океана пена сама по себе представляет биологически активное вещество, играющее важнейшую экологическую роль в его жизни. В связи с этим невольно вспоминается легенда о том, что Афродита родилась из пены морской.

Соленая вода океана - это наиболее загадочное явление природы, хотя большинство людей воспринимают его как заурядный факт. Она представляет собой раствор многих химических элементов. В ней преобладает хлористый натрий - обычная поваренная соль, и только немногим больше одной пятой приходится на вместе взятые сернокислый магний - английскую соль, придающую горьковатый привкус воде, хлористый магний, сернокислый кальций - гипс, хлористый калий и ряд других растворенных химических веществ, среди которых есть даже золото, радий и уран, правда, в ничтожных концентрациях. Непосредственно в океанской воде обнаружено около шестидесяти элементов таблицы Менделеева. Если еще принять во внимание находящиеся в воде микроорганизмы, то без преувеличения можно сказать, что в океане собраны все элементы, известные на Земле.

Вследствие присутствия солей океанская вода обладает особыми свойствами: высокой электропроводностью, пониженной температурой замерзания и теплоемкостью, повышенной температурой кипения и другими. Если найти способ и осадить содержащиеся в Мировом океане соли, то его дно покроет соляной пласт толщиной в пятьдесят семь метров.

Первые толкования происхождения солей в океане уходят в глубь веков. Аристотель объяснял это явление природы тем, что солнце извлекает со дна океана множество веществ и паров, которые смешиваются между собой и поднимаются на поверхность воды. Там, как считал Аристотель, солнце их варит и сжигает, образуя в результате соль. Ученик и последователь Аристотеля Теофраст полагал, что на дне находятся соляные горы, растворяемые водой. Авторитетный гидрограф эпохи Возрождения Фурнье усомнился в этом, ибо надо слишком много соляных гор, утверждал он, чтобы посолить огромнейшее количество океанской воды до горьковато-соленого вкуса. К тому же горы должны когда-то раствориться.

Шло время, накапливались знания, и на их основе развивалась наука о Земле. В конце концов резко изменились взгляды на многие явления природы. Стало понятным, что засоление мирового океана - это результат длительных и грандиозных геологических процессов. Возникла идея: Мировой океан первоначально был пресным, и соль в него принесли реки, растворяя и размывая различные горные породы.

Преобладающее количество растворенных веществ, приносимых реками в океан, выпадает в осадок, а какая-то их часть должна скапливаться в воде, увеличивая ее соленость. Однако гидрохимические исследования свидетельствуют о том, что речной сток не изменяет сколько-нибудь заметно природы и соотношения солей в Мировом океане. Химический состав речных и океанских вод резко различен. Следовало ожидать, что соли, приносимые реками, будут проявляться в океанской воде, но это заметить не удается. Судя по ископаемым организмам и древним пластам горных пород, химический состав Мирового океана, по крайней мере с начала палеозоя, почти не отличался от современного.

Идея о засолении Мирового океана реками оказалась несостоятельной. И в самом деле, океанская вода является природным равновесным раствором, который имеет необычайную химическую инертность. Изменить солевой состав огромной массы воды Мирового океана могут лишь очень мощные и длительные гидрохимические процессы. Остающиеся в растворенном виде, приносимые в океан реками соли по сравнению с необходимым масштабом таких процессов представляют собой ничтожный фактор. Влияние речного стока ощутимо лишь в приустьевых районах океана.

Давно уже замечено, что в химическом составе океанской воды и крови много общего. Например, ионы натрия и хлора - главные химические компоненты воды океана, а также находящиеся в ней ионы магния, кальция, калия составляют неорганическую основу крови. Соотношение в воде и в крови между этими компонентами практически одинаковое. Сам собой напрашивался вывод: кровь представляет собой производное вещество Мирового океана. Отсюда нетрудно перебросить мостик к появлению на Земле живых существ. Аналогия между океанской водой и кровью принимается в качестве одного из свидетельств зарождения жизни в водной оболочке нашей планеты.

Эта книга призвана познакомить широкий круг читателей с главными достижениями науки в познании Мирового океана, интересными и загадочными явлениями, происходящими на голубых просторах Земли, некоторыми проблемами использования ресурсов океана и другими аспектами практической океанологии.