Сокровища Нептуна

В Мировом океане скрыты несметные богатства. На дне его покоятся древние каравеллы и галеоны испанских и португальских завоевателей, суда мореплавателей Востока, быстроходные бригантины пиратов. Многие из них таят в своих трюмах золото. На протяжении веков оно привлекает людей. Взять, например, манящий блеск благородного металла испанских галеонов, потопленных англо-голландской эскадрой в бухте Виго на северо-западном побережье Испании. Легенды об этих сокровищах восходят к началу XVIII столетия. На пути из Америки в Европу ушел на дно в трюме галеона самый крупный самородок, добытый в копях Нового Света. Подобных примеров множество. Один американский корреспондент утверждает на основании проведенных им подсчетов, что в морских перевозках затонула восьмая часть добытого с начала XVI века золота.

Охота за ушедшими на дно богатствами, пожалуй, не менее древнее занятие, чем мореплавание. Удачи на этом поприще всегда получали широкую огласку. Первым счастливым кладоискателем считают уроженца Новой Англии корабельного плотника Вильяма Фипса. Действуя от лица метрополии, он в конце XVII века поднял с затонувшего у Багамских островов галеона большое количеств золотых слитков. Интересно, что безграмотный корабельный плотник специально научился читать, чтобы проникнуть в смысл находящихся в его распоряжении записок, содержавших сведения о кладе. В этой операции Фипс применил водолазный колокол - событие для тех времен исключительное. Наградой за удачу были возведение в дворянство и десятая доля добычи.

Большинство успешных подъемов затонувших богатств прославлено не столько ценностью извлеченного со дна груза, сколько изобретательностью, смелостью и упорством, которые проявлены людьми при достижении цели. Людям удалось вернуть из царства Нептуна немало богатств, но они вряд ли компенсируют многочисленные, нередко трагические неудачи кладоискателей.

Сокровища есть не только на дне океана. Огромный природный клад спрятан в его водах. Это тоже золото, которого столько, что из него можно было бы отлить куб со сторонами восемьсот метров. Заметим, если собрать все золото, добытое за историю человечества, то из него получится куб со сторонами всего лишь двадцать метров. Недавно подсчитали, что при современных темпах добычи золота, серебра и платины на суше их разведанные запасы истощатся за восемнадцать - двадцать лет.

Как только стало известно о сокровищах океанской воды, сразу же начали появляться многочисленные проекты их извлечения из нее. Проявленный на первых порах интерес к этому золоту сравним разве что со стремлением людей овладеть затонувшими богатствами.

Большое внимание к природному океанскому золоту проявила в свое время Германия. Известный немецкий химик Фриц Хабер надеялся, что его страна расплатится с репарационными долгами первой мировой войны благородным металлом, который будет добыт по его методу из океанской воды. Однако золото ускользнуло от него, словно мираж. Промышленный способ его получения оказался абсолютно нерентабельным.

Неудача Фрица Хабера не охладила горячие головы. Попытки извлечь из океана благородный металл не прекращаются и по сей день. Уж очень заманчива перспектива овладеть несметными сокровищами Нептуна, поскольку не за горами угроза полного истощения его запасов на суше. Опробовались способы, основанные на электролизе. В недалеком прошлом обратили внимание на избирательную способность некоторых обитателей океана накапливать в себе редкие металлы. Из ряда организмов даже сумели выделить вещество, аккумулирующее золото. Его смешали со ста литрами океанской воды, чтобы изъять из нее этот металл. В результате такой процедуры удалось получить четырнадцать тысячных миллиграмма золота. Не так давно пробуксировали в океане контейнер с активной ионообменной смолой. Процеженные через него пятнадцать тонн воды отдали смоле девять сотых миллиграмма золота.

Многолетние старания энтузиастов не принесли пока сколько-нибудь заметного промышленного эффекта в изъятии у океана драгоценного металла. И не удивительно. Несмотря на грандиозность общего количества, его концентрация ничтожна - всего лишь восемь тысячных миллиграмма в кубометре воды.

С величайшей мудростью бережет океан свое золото. Пока на получение из океана хотя бы грамма этого металла надо затратить такие средства, что невольно пропадает желание его получать. И тем не менее человечество надеется на успех. Запасы золота на суше с угрожающей быстротой оскудевают, а промышленность год от года требует его больше и больше. Без драгоценных и редких металлов не могут обойтись производство полупроводников, электроника, радиопромышленность и другие области народного хозяйства.

В настоящее время из океанской воды добывают натрий, хлор, бром и магний. Остановим пока внимание на последних двух элементах. Мировой океан дает 90 процентов мировой продукции брома. Его запасы в основном сконцентрированы в океане. Бром нередко называют морским элементом. Из океана получают до 60 процентов всего магния. На извлечение из воды этих элементов тратится колоссальное количество электроэнергии. При этом подвергаются обработке миллионы литров воды в час. И тем не менее их добыча из океана рентабельна, что обусловливается потребностями в этих элементах. Магний идет, как известно, для производства легких сплавов, изготовления лекарственных препаратов, удобрений, синтетических тканей. Без брома не могут обойтись фармацевтическая промышленность, он нужен для изготовления фото- и киноматериалов, при производстве бензина. Этот перечень нетрудно продолжить.

При современной технологии получение из океанской воды химических элементов, содержащихся в ней в меньших концентрациях, чем магний и бром, как это было показано на примере золота, экономически не выгодно.

Однако запасы суши заставляют ученых искать новые, совершенные технологии, которые способны обеспечить рентабельность производства. Немалые надежды возлагаются на полупроводящие мембраны и синтетические ионообменные смолы. Специалисты полагают, что к концу нашего столетия станет экономически целесообразно добывать из океанской воды уран. Надо сказать, первыми экспериментально извлекли его оттуда советские ученые. Их сообщение об этой работе, сделанное на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии, вызвало большой интерес.

Советские ученые работают над методом избирательной ионообменной сорбции. После многочисленных экспериментов им удалось найти сорбент - универсал, которым является минерал со сложным названием "клиноптилолит". Он избирательно поглощает целый ряд металлов. Примечательно, что методы сорбции позволяют многократно использовать сорбирующие вещества. Неплохие результаты дает также сорбент, основанный на двуокиси титана. Он был специально синтезирован для извлечения из океанской воды урана. Начато строительство опытной полупромышленной установки с использованием этого сорбента.

Америка, Англия, Япония создают способы получения определенного металла, главным образом золота и урана. Наши ученые идут по иному, как они полагают, по более экономичному пути. Они стремятся выделять из воды не один какой-то металл, а сумму металлов и уже потом тончайшей переработкой разделять их, получая в первую очередь наиболее нужные элементы.

Энергетический кризис тоже заставляет ученых переносить свое внимание на Мировой океан, главным образом на находящийся в нем тяжелый изотоп водорода - дейтерий. Запасы его там неисчерпаемы. Использование дейтерия для получения электроэнергии способно на тысячелетия обеспечить человечество электричеством. В основе этого, казалось бы, фантастического утверждения специалистов лежат точные расчеты. Предполагают, что к концу нашего столетия извлечение из океанской воды дейтерия станет экономически выгодным.

В Мировом океане существуют воды, в которых концентрация химических элементов намного выше, чем в окружающей их жидкой среде. Это рассолы, обнаруженные в Красном море, позднее в Атлантическом и Тихом океанах. Ученым пришлось поломать голову над объяснением такого необычного явления. Пожалуй, и сейчас еще нет единого мнения о механизме происхождения рассолов.

Красное море - самый теплый и соленый морской водоем на нашей планете. Оно занимает длинную узкую с обрывистыми склонами глубокую котловину, окаймленную местами коралловыми плато с красочным подводным живым миром, который как бы восполняет бедность природы окружающей раскаленной пустынной суши.

Регион Красного моря является тяжелейшим климатическим районом Земли. Не удивительно, что его нередко называют "горячей точкой" планеты. Видимо, это выражение переняли журналисты для оценки накала политических страстей, приводящих к столкновениям в различных уголках земного шара. Климат этого региона формируют центральные пустыни Аравийского полуострова и севера Африки, знаменитые нестерпимым зноем, почти всегда безоблачным небом, миражами, песчаными бурями.

Основная отличительная черта Красного моря - интенсивное испарение его воды. Море подолгу не получает атмосферных осадков. В него не впадает ни одна река. И только изредка обильные ливни, наполняя за несколько часов сухие долины, приносят по ним в море мутные глинистые потоки влаги. Потери на испарение компенсируют воды Индийского океана, устремляющиеся в Красное море через Баб-эль-Мандебский пролив. В результате этого в море возникают сильные устойчивые поверхностные течения северного направления. Но примерно в середине лета встречные длительные ветры блокируют поверхностные потоки и тогда в подпитку моря водами Индийского океана подключаются глубинные горизонты. Во всех этих процессах Суэцкий канал играет самую незаметную роль. Не будь сообщения с Индийским океаном, Красное море быстро бы пересохло, оставив на память о своем существовании напластования илов и солей.

В центральных участках Красного моря есть изолированные глубокие впадины. В них около дна и был обнаружен мощный слой концентрированных горячих рассолов, в килограмме которых содержится до 270 граммов химических веществ. Напомним, что в обычной океанской воде их концентрация составляет около 35 граммов.

Эти рассолы отличаются по своему составу от океанской воды. Согласно утверждениям специалистов, они древнего происхождения и подобны реликтовым рассолам из нефтяных скважин, пробуренных в различных частях света. Ученые большей частью полагают, что найденные в Красном море рассолы могли выделиться из находящихся в недрах дна пород, обнажившихся под действием тектонических сил. Ведь котловина этого моря образовалась и развилась в результате сложных движений суши, разделивших Аравийский полуостров и Африку и оставивших лишь небольшую перемычку в виде Суэцкого перешейка. В научной литературе есть сведения о том, что с верхнетретичного периода аравийский массив повернулся на семь градусов против часовой стрелки.

Рассолы Красного моря и залегающие в местах их распространения донные отложения обогащены железом, цинком, медью, марганцем, серебром, золотом. Общность состава рассолов и грунтов свидетельствует о происхождении последних за счет выпадения из рассолов находящихся в них соединений. Это говорит в пользу того, что происходящие на дне глубоких изолированных впадин Красного моря геохимические явления могут оказаться аналогичными процессам древнего рудообразования, что возможно позволит ученым увидеть в природе, как в далеком прошлом зарождались некоторые полезные ископаемые.

После обнаружения горячих рассолов в Красном море стали появляться проекты их промышленной разработки. По оценкам специалистов, только в одной из впадин этого моря содержится два с половиной миллиона тонн цинка, полмиллиона тонн меди, девять тысяч тонн серебра. Залежи жидких горячих руд находятся на глубинах около двух тысяч метров. Это не смутило проектантов. Одна западногерманская фирма разработала проект судна для подъема на поверхность жидкой руды по трубам с помощью насосов. Однако не решены были вопросы предотвращения загрязнения моря в процессе подъема и переработки рассолов и полужидких илов.

Мировой океан - огромный природный резервуар соли. Уже в древности люди владели искусством получения из морской воды поваренной соли. Египтяне выпаривали ее в прибрежных лагунах под лучами палящего солнца. В Испании и Португалии осаждали это соединение в искусственных испарительных бассейнах. В Шотландии и на севере Руси, где солнце не так щедро на тепло, соль вываривали из воды на огне.

В отдаленные от побережий районы Африки и Азии соль доставляли караваны, идущие по неприкосновенным и тщательно охраняемым путям. Там торговцы обменивали ее у местных жителей на равное по весу количество золота. В Римской империи солью нередко расплачивались с наемниками. В том же Древнем Риме без соли не обходились никакие жертвоприношения. В африканских странах она считалась амулетом, предохраняющим от всяких бедствий. В России и поныне хлеб-соль - символ гостеприимства.

Но все хорошо в меру. Так и соль. Вредность избытка соли для человека доказана. Когда римляне разрушили Карфаген, они засыпали руины солью, чтобы город никогда не возродился. Он на самом деле, словно во исполнение этого заклятья, не встал из руин вновь. Вот об этом не вредно помнить тем, кто посыпает улицы солью для ускорения таяния снега. Соль потом погубит окружающую растительность, не говоря уж о вреде, наносимом автомобилям. Избыток соли убийствен и в морской среде. Примером тому служит Мертвое море, в котором концентрация солей доходит до четырехсот тридцати семи граммов в килограмме воды.

Мертвое море называют еще Асфальтовым, поскольку на его поверхность всплывают нефтяные образования, поступающие из недр. Уровень его примерно на триста девяносто два метра ниже Средиземного моря. Площадь бассейна около девятисот двадцати квадратных километров. Наибольшая глубина четыреста метров. В воде его отмечается самая высокая концентрация брома. На западном берегу моря находится соляной купол - гора Джебель-Уздум. Она возвышается над его уровнем на двести десять метров. Предполагают, что соляной рассол поступает из глубин по разлому в земной коре.

Если говорить о природных условиях этого забытого богом уголка света, то лучше всего привести выдержку из книги, в которой дается краткая и исчерпывающая характеристика: "Название моря вполне оправдывает мрачную картину смерти в открывающемся пейзаже. Окружающие горы - это обнаженные скалы. Его берега лишены всякой растительности, а вода населена лишь немногими низшими существами - некоторыми видами корненожек. Рыбы, ракообразные и различные насекомые, приносимые рекой Иордан и горными потоками, немедленно умирают в водах Мертвого моря. Даже водные растения не могут жить в нем"^*.

^* (Дерпгольц В. Ф. Мир воды. Л., Недра, 1979, с. 131.)

Небезынтересно будет заметить, что в результате совпадения солевого состава океанской воды и крови человек не ощущает ее потери, если он порежется о раковины, кораллы, ударится об острые камни во время подводного плавания, купания. Это является напоминанием о том, что каждый из нас носит в себе память об океане, где жили и развивались наши далекие предки.

После некоторого отступления вернемся к солевым богатствам Мирового океана. В наше время он без какого-либо ущерба для себя ежегодно отдает людям не менее восьми миллионов тонн соли, что составляет примерно одну треть от общей ее добычи. Получение соли из океанской воды - довольно затяжной процесс. В природе полное испарение воды с выпадением в осадок содержащихся в ней химических соединений совершается в исключительных случаях. Это происходит в мелеющих замкнутых заливах и лагунах. Интересно, что находящиеся в океанской воде химические соединения при ее испарении выкристаллизовываются в определенной последовательности. Сначала выпадают в осадок карбонат кальция и окиси железа, затем осаждается сернокислый кальций - гипс, потом раствор концентрируется до тех пор, пока из него не начнет выделяться хлористый натрий - поваренная соль. При дальнейшем испарении из раствора начинают осаждаться соли магния... Это мудрое природное свойство и используется в промышленной добыче соли, которую ведут в искусственных многоступенчатых бассейнах. В одних удаляют нежелательные соединения, в других осаждают требуемый продукт.

Устройство соледобывающих бассейнов возможно лишь в теплых и достаточно сухих странах. Поскольку воду испаряют под действием солнца и ветра, то подобный способ не применим, например, на жарком побережье Гвинейского залива из-за высокой влажности воздуха.

Соляные промыслы знакомы автору по личным наблюдениям. Думается" что нынешняя технология получения соли из океана сохранила многие черты древности. Изменились разве масштабы территорий и механизированы перевалочные и погрузочные работы. Производительность испарительных бассейнов невысокая - из тысячи кубометров воды получают немногим больше тонны соли. Но зато этим обеспечивается требуемая чистота продукта.

В наши дни хлористый натрий идет не только на пищевые цели, он еще является ценным сырьем для промышленности. Природа, как бы предвидя его необходимость, позаботилась о практически неисчерпаемых запасах соли. В одном только Мировом океане ее столько, что при современных темпах потребления хватит на полтора с лишним миллиарда лет. Это без учета его тайных кладовых, о существовании которых стало известно сравнительно недавно.

В 1961 году геофизики обнаружили под дном Средиземного моря структуры, похожие на знакомые по суше соляные купола. Возник вопрос: что же это на самом деле? Очень необычной казалась возможность существования в удаленных от берега глубоководных участках моря погребенных в толщах дна соляных отложений. В 1970 году в районы расположения куполообразных средиземноморских структур вышло американское научно-исследовательское судно "Гломар Челленджер", оборудованное установкой для глубоководного бурения. Заложенные с него скважины вскрыли под мощными напластованиями илов каменную соль морского происхождения. По заключению геофизиков, ее месторождения имеют широкое распространение и большую толщину.

Откуда могли взяться в недрах Средиземного моря огромные залежи соли? Напрашивался один ответ: море когда-то отделялось от Атлантического океана и пересыхало, а потом вновь было заполнено водой Атлантики. В пользу такого мнения ученые привели убедительные доводы. Они даже подсчитали, что с прекращением доступа воды через Гибралтарский пролив море должно было испариться примерно за тысячу лет.

Открытые учеными хранилища соли - еще один резерв этого денного пищевого и промышленного сырья, об истинных запасах которого на Земле мы, скорее всего, имеем весьма приближенные представления.

В последние десятилетия все чаще и чаще стали оценивать Мировой океан с позиций его нефтегазоносности. Из недр Земли уже изъято примерно двадцать миллиардов тонн нефти. По некоторым опубликованным сведениям, разведанные запасы нефти составляют около шестидесяти двух миллиардов тонн. Вместе с тем ежегодно возрастает уровень ее добычи. Перспективы открытия новых месторождений на суше невелики. Не удивительно, что взоры людей обращены к Мировому океану.

Уже сейчас шельф Мирового океана дает более двадцати процентов добываемых нефти и газа. Причем шельф далеко еще не обследован на нефтегазоносность.

Месторождения нефти и газа имеют одинаковое происхождение на всем земном шаре. Нередко континентальные нефтеносные структуры продолжаются в океане на шельфе и на материковом склоне дна. Следовательно, вероятность открытия нефти в осадочных породах Мирового океана такая же, как и на суше. С той лишь только разницей, что в океане намного сложнее вести изыскания. В настоящее время выявлено немало перспективных в отношении нефтегазоносности районов океанского дна. Однако сколько-нибудь достоверных сведений о потенциальных запасах нефти и территориальном размещении месторождений пока еще нет.

Специалисты полагают, что вскоре изменятся география эксплуатируемых уже подводных месторождений и их доля в мировой добыче. Основные действующие промыслы находятся сейчас в Каспийском море, у берегов Сахалина, в районах Персидского залива, в Мексиканском заливе. Найдена нефть в Черном море, Северном море, в Арктическом бассейне. Подводная разведка нефти ведется во всем мире. Перспективными в этом отношении оказались районы континентального шельфа у берегов Гвианы, Бразилии, Аргентины. Выходит на мировую арену Африка. Американские, английские и японские компании ведут подводное бурение на нефть у берегов Явы, Суматры, Калимантана, Новой Гвинеи, Новой Зеландии. Уже добывают нефть на шельфе Австралии. Примечательно, что не так давно японские геофизики обнаружили на шельфе своей страны нефтеносные структуры. Разведочное бурение подтвердило правильность их заключений и показало, что у берегов Японии есть крупные месторождения нефти.

В свое время геологи и геофизики высказали предположение о нефтегазоносности материкового склона дна Мирового океана. Глубоководное бурение показало его реальность. Американское научно-исследовательское судно "Гломар Челленджер" во время прохождения скважины в Мексиканском заливе, когда под килем корабля была три тысячи четырехсотметровая толща воды, вскрыло своей буровой установкой нефтеносные пласты. Они находились под покровом соляного купола и мощного наслоения осадочных пород. Это незаметное для масс событие имело для науки решающее значение, поскольку оно заставило по-новому посмотреть на географию нефтегазоносных месторождений. Вскоре были найдены сходные структуры на больших глубинах в Атлантическом океане к западу от Гибралтарского пролива.

В обследовании на нефтегазоносность глубоководных районов Мирового океана пока еще сделаны первые шаги. Вполне вероятно, что развитие этих работ выявит хранилища черного золота будущего. По крайней мере сегодняшние успехи вселяют надежды на реальность существования под ложем океана огромных запасов жидкого топлива.

Необъятные водные просторы Мирового океана издревле снабжают людей пищей. Рыболовство - одно из древнейших занятий человечества. Примечательно, что в своей основе многие методы и орудия лова за много веков мало изменились. Взять хотя бы крючки полинезийцев, которые они одевали разноцветными перьями и буксировали на длинных лесках за пирогами. Это самые настоящие блесны современности. Мало чем отличаются от старинных прототипов удочки, гарпуны, сети. Но это все орудия прибрежного лова. Возникший с развитием мореплавания океанический лов потребовал создания новых средств добычи рыбы и нерыбных объектов промысла. Особенные сдвиги в океаническом рыболовстве произошли в послевоенные годы. В помощь рыбакам были созданы гидроакустические приборы, позволяющие вести целенаправленный поиск и облов рыбных скоплений. Исследования в области океанологии позволяют прогнозировать пути миграции рыбных косяков, места их скопления, нереста. В настоящее время океаническое рыболовство - это настоящая индустрия, включающая в себя добывающий и транспортный флот, перерабатывающие пловучие и береговые предприятия, порты, холодильники, судоремонтные заводы и другие объекты.

В настоящее время в достаточной степени определен биологический потенциал Мирового океана и выявлены районы наиболее эффективного рыболовства. Это прежде всего районы резких контрастов в водной среде: зоны соприкосновения водных масс разного происхождения, выноса глубинных вод, области вихревых образований. По оценке специалистов, предельная норма вылова не должна превышать двести миллионов тонн в год. Именно этой цифрой измеряется воспроизводство промысловых рыб. Разговор о нормах вылова не случаен. Было время, когда во всеуслышание заявляли, что Мировой океан неисчерпаем. Но развитие рыболовной индустрии сразу поставило под сомнение этот шаткий тезис.

В 1970 году мировой улов составил шестьдесят миллионов тонн. Из них девяносто один процент составляла рыба, три процента - ракообразные и шесть процентов - моллюски. Надо заметить, что не вся выловленная продукция идет в пищу. Около трети улова, преимущественно малоценная мелкая рыба, перерабатывается в муку, идущую на корм животным и на удобрения.

Если ориентироваться на приведенные цифры, то используемые биоресурсы относятся к воспроизводимым как 1:3. Принимая даже во внимание, что вылов традиционных объектов рыболовства может достигнуть девяноста - ста миллионов тонн в год и соотношение уменьшится до 1:2, все равно останется видимость благополучия. Но реальность далеко не такая радужная. Эти цифры характеризуют общие соотношения. Переходя к оценке добычи и воспроизводства отдельных видов, становится ясным, что многие из- них находятся на грани истребления, поскольку интенсивность промысла наиболее ценных видов превышает предельно допустимые нормы. Все это привело к регулированию международного рыболовства. Так, запреты, например, вылова сельди в Северной Атлантике дали возможность восстановиться ее стаду.

Юридические аспекты промысла не входят в задачу нашего повествования. Но не можем не заметить, что для стран, где господствует свободное предпринимательство и отсутствует плановая экономика, без ограничительных международных норм обойтись нельзя.

Мировой океан таит в себе огромные пищевые богатства, способные обеспечить все возрастающие потребности человечества, но их изъятие требует рационального и разумного подхода.