Александр Лисицын: ...они перевернули наше представление не только о мировом океане (а мировой океан включает также и все морские водоемы), но и представления, которые господствовали сотни лет в области наук о земле в целом.
Но прежде всего, что это за наука – океанология, представителем которой я являюсь и которой занимаюсь уже больше 50 лет? Это наука о физике, химии, геологии и биологии океана. Сейчас она стала совершенно другой, по сравнению с тем, что было, скажем, 50 лет тому назад. Я постараюсь о главных открытиях рассказать. И то, что было сделано за эти годы, привело к революции в наших представлениях о Земле в целом, о взаимодействии между основными сферами, хотя это звучит несколько, может быть, казенно. Но если говорить популярным языком, то это взаимодействие всей системы геосфер Земли в целом.
За последние 50 лет, начиная с первого рейса "Витязя"... Это был крупнейший в России и в мире исследовательский корабль, который начал свои работы на Дальнем Востоке в 49-ом году, и который провел 25 рейсов в дальневосточных морях. Что значит 25 рейсов? Это тоже надо как-то объяснить. Каждый рейс, это участие в работах на корабле в 50-60, иногда 90 ученых. И они находятся в море на протяжении 2-3 месяцев. То есть это научный коллектив, плавучий научно-исследовательский институт, в котором вначале было порядка 10-12 лабораторий с приборами, а сейчас на наших новых кораблях их больше 20-ти.
И надо сказать, что с самого начала наша советская и российская океанология стала лидирующей во всем мире. И это лидерство сохранялось вплоть до перестройки. Сейчас мы, конечно, все это потеряли, и об этом приходится с сожалением вспоминать. Но представьте себе, что вы находитесь на этом корабле, водоизмещением в 6 тысяч тонн (это как большой пассажирский корабль), где в лабораториях идут эксперименты – все необходимое для того, чтобы эта научная идея, задача, которая ставится перед экспедицией, могла бы быть выполнена непосредственно в ходе работ.
Зарубежная экспедиция работала совершенно не так. И многие другие работают также не так. Это маленькие корабли, которые собирают материал. А у нас получается, что каждый корабль – это плавучий научно-исследовательский институт. И начиналось это в 49-м году с одного "Витязя", а потом в 60-70-е годы в Институте океанологии, который я представляю, было 6 таких больших кораблей. Итак, одновременно работает 6 кораблей, на каждом, скажем, по 60 ученых, – значит, одновременно в разных частях океана находится порядка 300-400 ученых, которые круглосуточно ведут исследования, обрабатывают их результаты и немедленно на основе этой обработки можно принимать оперативные решения – что делать дальше?
А зарубежные, включая и американские, экспедиции, работают совершенно иначе, как я уже говорил. Они собирают материал, потом возвращаются, его анализируют, и никаких оперативных решений принять при такой работе нельзя. И только сейчас, по прошествии уже нескольких десятилетий, зарубежные ученые восприняли ту методику работ, которая называется российской. И сейчас крупнейшие корабли восприняли практически нашу систему работы – в частности, крупный (такой же крупный, как наши) немецкий исследовательский корабль "Полярштерн".
Раньше никаких лабораторий на кораблях не было. Считалось, что им помешает качка, вибрация, сырость и всякое прочее. Но все это удалось преодолеть. И я на это хотел бы обратить внимание, потому что как-то принято считать, что у нас все отсталое, все какое-то не такое.
И все это развитие привело к тому, что и нашими учеными и зарубежными учеными были сделаны те открытия, о которых я как раз и хотел рассказать, открытия, которые буквально перевернули не только науки о Земле, но, может быть, и многие смежные с ними науки.
Прежде всего, это поверхность дна, которая всегда считалась достаточно ровной. В ходе этих работ выяснилось, что дно устроено совершенно не так, как представляли. Открыты гигантские подводные хребты, подводные горы и глубоководные впадины. Сейчас известно, что максимальная глубина мирового океана составляет 11023 метра. И это тоже открыл наш "Витязь", флагман в свое время нашего исследовательского флота.
Кроме того, обнаружено, можно сказать, совершенно уникальное явление – хребет на дне океана, равного которому и по размерам, и по строению на суше нет. Это так называемая система срединно-океанских хребтов. Это удивительная совершенно и ранее неизвестная система, которая, во-первых, едина во всех океанах, и проходит более-менее по середине. Мы можем это, очевидно, увидеть сейчас на карте, которую я хотел показать. Вот это общая карта дна мирового океана, рельефная карта. А вот отдельная – для Тихого океана – более детальная. В восточной части Тихого океана видно простирание этого срединного хребта. Такие же и в Атлантическом есть хребты, и в Индийском.
Так в чем замечательная особенность этих хребтов? Первое, они 60 000 км протяженностью. А второе, они имеют совершенно особую форму, это крутые довольно склоны, а в середине – там, где находится вершина, – глубокое ущелье, глубиной в километр, иногда в два километра. И на дне этого ущелья происходят извержения подводных вулканов, находятся выходы гидротерм, это выходы горячих растворов, богатых металлами и с температурой до 400 градусов Цельсия.
Вы спросите, каким образом 400 градусов, когда обычно вода закипает при ста? Но здесь давление порядка 300-350 атмосфер, и в этих областях происходит современное рудообразование. Происходит то, что, как считалось, происходило многие миллионы лет тому назад и что было главным источником меди, скажем, и других металлов, с которых начиналась человеческая культура. Считалось, что это все древние явления. На самом деле это все идет сейчас и приблизительно в тех же масштабах, как шло миллионы лет тому назад.
Это первое. Теперь второе. Еще более важная вещь это то, что в этих срединных хребтах происходит как бы раздвижение дна – и это доказано сейчас с помощью спутниковых систем и других методов. Скорость этого раздвижения в разных местах колеблется от 1 до 12-16 сантиметров в год. Это кажется небольшой величиной, но если умножать на тысячи и на миллионы лет, то получается, что движутся эти участки дна по нормали от срединного хребта. Одновременно движутся и материки, которые спаяны с этими плитами на дне океана.
И отсюда возникло совершенно новое направление, которое называется тектоника литосферных плит. Литосферная плита имеет обычно океанскую часть, которая наращивается, и присоединенную к ней континентальную часть. Оказалось, что наша, так сказать, земная твердь вовсе не твердь, она находится в непрерывном движении. И сейчас мы знаем, с какой скоростью движутся материки, по каким направлениям, по каким векторам. И мало того, умудрились (я расскажу коротко, как это было сделано) восстановить, как двигались эти материки и участки дна океанов многие миллионы лет тому назад.
Итак, в этой области сделаны совершенно удивительные открытия. Это большая серия открытий. И если бы я их просто перечислял, то это, наверное, заняло все время. Поэтому я еще расскажу о других вещах, которые подкрепили позиции тектоники литосферных плит и позволили нам воочию убедиться в том, что это происходило миллионы лет тому назад и как именно происходило.
Для того чтобы понять историю океана, нужно изучить донные осадки. Мы на первых этапах (это первое десятилетие) изучали поверхностный слой донных осадков, в пределах мирового океана они оказались очень разнообразными. Это целая эпопея – изучение донных осадков. Только по работам "Витязя" в Тихом океане было опубликована 10-томная монография, называется "Тихий океан". Это до сих пор совершенно уникальное произведение, оно до сих пор не потеряло свою актуальность.
А значительно позже с помощью глубоководного бурения, о котором я как раз хочу рассказать, удалось установить не только как распределяются эти осадки сейчас (а они имеют целый ряд закономерностей, которые связывают и процессы на суше, и перенос осадков реками и так далее), но и установить как это все было тысячи и миллионы лет тому назад. Для этого силами международного научного сообщества в Соединенных Штатах был задуман проект глубоководного бурения. То есть те буровые вышки, высотой 40 метров, которые сейчас применяются при бурении на нефть на суше, эти вышки был перенесены на "Гломар Челленджер", американский корабль. В создании его лаборатории участвовал я лично, и многие наши ученые, и нужно отдать американцам должное, они сделали этот корабль в лабораторной части именно так, как делалось у нас в стране, принимая, что это сейчас действительно очень важно.
Мало того, в дальнейшем все лаборатории были резко увеличены, и сейчас действует новый корабль, где лабораторные помещения расширены. Так что, хотя раньше считалось, что большие лаборатории не нужны на кораблях, сейчас они поняли, что это чрезвычайно важное дело. Теперь представьте себе, эта громадина больше 10 тысяч тонн весом – она ведь качается. Кроме того, вышка очень большая – это огромная парусность, и в условиях океана, штормов, она и перевернуться может.
И удалось пробурить в настоящее время 2 тысячи скважин. Причем через всю толщу донных осадков – это иногда до 2 км, а в среднем в океане, как удалось определить, всего около 300 метров донных осадков. А снизу находится базальтовый слой. То есть океан мы изучали всегда как водную толщу, источник рыбы, способ организации транспортных связей. Но когда стали всерьез заниматься изучением и осадочной толщи и того, что под донными осадками, то оказалось, что земная кора под океанами совершенно не та, что под континентами. Люди и не подозревали до последних нескольких десятилетий, что живут они на планете, которую правильнее было бы называть не Земля, а Океан, потому что две трети планеты занято, во-первых, толщей океанских вод, а кроме того, корой океанского типа.
В ней много особенностей, но что интересно – поскольку эти плиты раздвигаются постепенно, там были обнаружены линейные магнитные аномалии. Это меняется магнитное поле земли. И поскольку базальты, которые наращивают эту кору при остывании, запоминают это, то справа и слева от этого хребта идут эти магнитные аномалии. И получилось так, что Господь Бог как бы разметил все эти участки дня. И мне пришлось принимать участие, первому из советских ученых, в рейсе "Гломар Челленджер" от Гавайских островов до Гуама. Это было тогда, когда тектоника литосферных плит еще только входила в круг внимания ученых, и все говорили, что это модная какая-то гипотеза, что это ерунда и т.д. И это было исключительно азартное бурение, потому что мы знали номера аномалий, их возрасты, которые теоретики-магнитологи определили, а бурением можно было установить, действительно это так или нет. И как только достигали верхнего слоя базальтов, по границе определяли возрасты, все собиралось, и обсуждали результаты. И оказалось, что на всем этом огромном участке от Гавайских островов до Гуама все точно совпадает с тем, что предсказала теория.
Но это одно. А самое главное другое, что здесь удалось определить всю эту осадочную толщу, разделить ее на части. Мы часто говорим, что донные осадки – это запись истории. И действительно, это запись истории, уникальный архив, который человек только сейчас раскрыл и начал читать. Пока еще по складам, так скажем, читать. Но постепенно с каждым годом все больше и больше привлекается новых методов, в том числе и изотопные методы, и целый ряд других. Сейчас мы эту историю знаем уверенно до 160 миллионов лет в прошлое.
И первая книжка, которая обобщала эти результаты, вышла у нас в стране, это "Геологическая история океана", созданная на основе многих рейсов глубоководного бурения. Это, собственно говоря, одно из открытий, которое привело к появлению нового направления в науке, которое называется сейчас "палеоокеанология", то есть учение о океанах геологического прошлого – их физика, химия, биология и геология, скажем, сто миллионов лет тому назад. Мы можем сейчас восстанавливать глубины океанов того времени, положение срединных хребтов, скорости спрединга, где находились гидротермы, где – вулканические извержения, то есть представить себе с максимальной основательностью всю историю океана за 160 миллионов.
Александр Гордон: Но имея такие данные, ведь можно экстраполировать их и вперед, то есть представить себе Землю, скажем, через 200 миллионов лет...
А.Л. Совершенно правильно. И это привело к нескольким, я бы сказал, довольно трудным решениям, о которых я дальше хотел бы сказать.
А.Г. Пожалуйста.
А.Л. Теперь еще об одной технической новинке. Глубоководное бурение – было, конечно, явлением инженерной мысли, потому что все это сделать было очень сложно, мы создавали лабораторию новых методов, так сказать.
Представьте себе – эту громадину в 10 тысяч тонн с сорокаметровой вышкой, при сильном ветре нужно удержать на одном месте. Как это сделать? На дне устанавливаются гидрофоны, и с помощью акустических систем, с помощью компьютерной автоматики все это удерживается.
Я не могу не вспомнить одного совершенно потрясающего эпизода моей жизни, когда, несмотря на замечательные достижения связи и коммуникации, мы попали в тайфун. В этих местах тайфуны бывают очень сильные. А в это время за бортом была вся эта буровая система. Чтобы ее поднять, нужно было часов 8, по крайней мере, работы. И тайфун налетел как-то внезапно, со спутников потом он уже был замечен. В чем это проявилось? Это сильнейший ветер с дождем, причем, как говорят, дождь как из ведра. Ведро – это все ерунда по сравнению с тем, что было, потому что невозможно понять, где море, а где небо – все одна вздыбленная вода. Так вот, я в это время был на мостике вместе с капитаном. И, вы знаете, совершенно удивительная вещь. На этом корабле 10 двигателей. И они набирают мощность через компьютер в зависимости от силы ветра и все время автоматически удерживают всю систему. На схеме это видно.
Так вот при сильнейшем ветре ураганной силы эти автоматы включают 6, 8, 10 двигателей, корабль весь содрогается, вышка крениться... И все это действует без участия человека. Капитан, бледный, стоит рядом, смотрит – там есть визирное устройство, можно все видеть. И все работало совершенно безотказно.
А.Г. Даже в тайфун корабль не сдвинулся?
А.Л. Да, не сдвинулся. Потому что иначе все эти тысячи тонн, которые висят, оборвутся, и это будет колоссальная катастрофа. Но мало того, сейчас, вы видите, на дне – воронка, диаметром около 5 метров. После того как корабль отбурился и ушел, нужно повторно попасть в эту скважину. Скважина диаметром порядка 9 сантиметров, и на расстоянии 6-ти километров, через толщу вод, где разные течения, ничего не видя, нужно попасть в такое отверстие. В игольное ушко гораздо легче попасть. И это сейчас работает, и повторно попадают – до 5, до 7 раз...
А.Г. Просто космические системы стыковки.
А.Л. Я это говорю к тому, что такие инженерные решения сродни космическим. И правильные, прогрессивные инженерные решения приводят к тому, что мы можем сделать то, что нашим предкам даже и не снилось. Это что касается глубоководного бурения.
Теперь еще одно, тоже очень важное, инженерное решение – это глубоководные подводные аппараты. Наверное, у вас в передачах уже были и "Миры", и "Пайсисы".
Мне посчастливилось с самого начала работать с "Пайсисами". Это автономные подводные аппараты, никакой связи с судном у них нет. Такой аппарат похож на подводный вертолет, у него 3 двигателя, которые могут поворачиваться в любых направлениях, и сфера – диаметром 2 метра. Нечто похожее было у Гагарина, но там не один, а три человека помещаются – наблюдатель, пилот и бортмеханик. Так вот, пилот между ними стоит на коленях, потому что места нет, все занято приборами и системами жизнеобеспечения – и есть еще два компьютера. А погружение продолжается до 18-20 часов, и он все время должен стоять на коленях и управлять аппаратом, глядя через иллюминатор.
С помощью этих аппаратов удавалось погружаться в срединные хребты, именно в те ущелья, о которых я вам говорил, в кратеры подводных вулканов, видеть гидротермы, которые извергаются. Над подводными гидротермами возвышаются, как мы их называем, гидротермальные факелы – на высоту 500, иногда 700, тысячу метров. Так же как при извержении на суше извергается пепловый факел, так здесь – гидротермальный.
Факел этот черный – как изображают обычно дети дым из трубы парохода. Черный дым, состоящий из мельчайших кристалликов рудных минералов. В прожекторах подводного аппарата эти черные кристаллики, которые возникают у вас на глазах, они дают такие блески, которые бывают иногда при салютах.
Вот сейчас мы видим как раз такую гидротерму, черный дым поднимается, это гидротермальный факел. И он поднимается, как я вам говорил, на высоту несколько сот метров. Это рудное вещество, распыленное в водной толще.
А внизу – концентрированная рудная постройка, она состоит из полиметаллов, из тех же самых рудных минералов, которые мы имеем в месторождениях, скажем, Урала, Алтая, из которых добываются промышленные полиметаллы. Эта рудная постройка имеет очень солидную высоту. Максимально мы наблюдали порядка 70, иногда 80 метров высотой, то есть 20-25-этажный дом. И вот представьте себе, такая постройка, и рядом этот маленький подводный аппарат, сфера – 2 метра всего, и он в полной темноте, в лучах прожекторов, постепенно выбирается наверх. А наверху потом изучает гидротермальный факел, отбирает пробы и так далее.
Так вот – мы научились с помощью этих подводных аппаратов не только фотографировать, но и отбирать образцы. В подводном аппарате есть две металлических руки, которые называются манипуляторами, и можно прицельно отбирать пробы, есть огромный контейнер, куда все это складывается. Короче, можно вести геологическую съемку и поиски на глубине до 6 тысяч метров, а это 98 процентов дна океана. То есть, появились совершенно другие возможности по сравнению с тем, что было раньше.
Теперь, естественно, возникает вопрос: а что это дает? Это дает исключительно много, потому что, прежде всего, это изучение фундаментальных процессов, а кроме того, мы совершенно по-другому стали понимать те месторождения, которые давно уже разрабатывались на Урале, и даже организовали несколько палеоокеанологических экспедиций на Урал и Северный Кавказ.
Это представляется совершенно диким, но оказалось очень плодотворно, потому что если геологи не понимают какие-то явления, то мы вместе с ними и с применением подводных фото- и киносъемок, определяем, что это, как, в каких условиях происходило. Можно таким образом изменить методы поисков, разведки и так далее. То есть это имеет очень большое значение для практики, для рудного дела.
Вообще о подводных аппаратах можно рассказывать очень много, это увлекательнейшее дело.
При каждом погружении на дно открывается своя жизнь, которую не увидишь на суше, животные совершенно другие. И процессы, которые здесь связаны с живыми организмами, тоже другие. Мы живем в мире фотосинтеза, в нашем мире все, в конечном счете, происходит от солнечной энергии и от трех биогенных элементов. На дне же – полная темнота, никакого солнца, и тем не менее, в лучах прожектора вы вдруг видите какие-то неземные картины, яркие окраски. И все это живое, все насыщено жизнью. Причем, жизнь здесь идет на хемосинтезе. То есть здесь сероводород, метан и другие газы, которые поступают из глубин земли, превращаются хемосинтезирующими бактериями в органическое вещество, а дальше по пищевой цепи оно потребляется, и возникает богатейшая жизнь, просто богатейшая. Об этом тоже можно говорить очень много.
А.Г. У нас целая передача была посвящена как раз биологии черных курильщиков.
А.Л. Да, это замечательные совершенно вещи. И там многие организмы были впервые открыты.
Но я хотел о другом сказать. На примере изучения гидротерм и коренных пород, базальтовых лав, которые там выходят, мы пришли к выводу, что огромное количество вещества подается не только из глубин земли – об этом никогда раньше не было известно. Да, извергаются вулканы на суше. Это грандиозно, это явление может быть и уровня глобальной катастрофы. Но оказалось, что масштабы вулканизма, связанного с срединными хребтами, приблизительно в 10 раз больше вулканизма на суше. А следовательно совершенно по-другому нужно оценить вклад эндогенного вещества. Мы всегда знали, что вещество сносится реками, что-то приносится по воздуху, небольшие количества из космоса. Но оказалось, что многие элементы приносятся в основном из глубин земной коры. В частности, такой элемент как марганец. Удалось определить, что около 90 процентов марганца происходит из этих глубин.
Почему это интересно – потому что одним из источников полезных ископаемых в океане являются железо-марганцевые конкреции. И у нас эти работы велись в свое время. И даже удалось получить первый металл из этих конкреций. Вот я из кармана достаю медаль, которая сделана из первого металла, полученного из конкреций со дна океана. Таких медалей было сделано около десятка. Потом оказалось, что это пока экономически не очень целесообразно. Но, во всяком случае, в центральной части Тихого океана наша страна имеет участок, который в будущем, когда для этого будут подходящие экономические условия, предполагается разрабатывать.
Стало очевидно, что мы неправильно раньше оценивали вклад различных геосфер в формирование морской воды. Потому что морская вода – это тоже ископаемое. Морская вода существует, по крайней мере, миллиард лет приблизительно в том же составе, что и сейчас.
Но нельзя себе представить, что ее состав всегда был одинаков, она все время меняется. И одно из крупнейших открытий состоит в следующем. Мы сейчас историю морской воды, так же как историю всей тверди, и океанской коры, и связанную с ней историю континентальных океанских плит, все это мы изучаем в динамике – сколько поступает и сколько уходит. Там циркуляционная система – холодная вода входит, потом нагревается до высоких температур на контакте с лавами и дальше поднимается вверх в виде гидротермальных источников. Так вот, когда морская вода входит, то она отдает несколько элементов соединений, которые забираются практически целиком – это магний и ион SО4. Таким образом, получается, что срединные хребты – это как бы совершенно гигантский природный химический реактор, который работает при высоких температурах и давлении, где перерабатывается морская вода. Это сопровождается и образованием рудных построек, и особым миром животных, и всем прочим, что мы сейчас знаем. Во всяком случае, этого раньше не знали и даже не предполагали. Но дальше – больше.
Итак, эндогенное вещество воздействует, причем обратимо, с морской водой. Но дальше мы стали изучать саму морскую воду совершенно с другой точки зрения – не как жидкость или как раствор, а как вещество во взвешенном состоянии. Потому что это источник донных осадков. О донных осадках мы знаем немало, пробурили их, можно сказать, до основания до базальтов, но каким образом они произошли? До сих пор это было неизвестно. А почему это важно? Потому что без этого нельзя понять, как происходят процессы осадкообразования, рудные процессы и прочие.
С применением методов нанотехнологий, которые сейчас стали внедряться, мы стали изучать эти мельчайшие частицы в ничтожных количествах. Достаточно сказать, что в среднем в одном литре океанской воды содержится одна десятитысячная грамма взвешенного вещества. Не буду рассказывать, как мы умудрились это сделать (в нашей стране впервые тоже это удалось сделать), но мы изучили эти осадочные вещества в толще вод. И оказалось, что здесь масса открытий, что все основные представления об осадочном процессе, которые были раньше, приходится оставить, к сожалению. И это интересно не только с точки зрения фундаментальной науки осадочного процесса, но это касается и загрязнений. Каким образом они распространяются, каким образом они удаляются? То есть теперь можно понять эти процессы. Это, конечно, очень большие и очень сложные работы, но, в конце концов, удалось установить, что распределение донных осадков и осадочного вещества идет совсем не так, как считалось раньше.
В частности, только один пример приведу. Человечество живет с древних времен на материках и все в большей и большей мере своей деятельностью загрязняет реки и воздушные массы. Сейчас считается, что громадные масштабы этого загрязнения просто должны привести к большим бедам – прежде всего это выбросы углекислоты, а отсюда парниковый эффект, потепление климата, дальше тает вечная мерзлота, поднимается уровень океана – и катастрофа. Так вот, чтобы это выяснить, необходимо было изучение этих проблем, в том числе и с учетом океана.
Потребовалось изучение этого тонкого осадочного вещества не только в морской воде, но также в морских льдах, в воздухе над океаном, понадобилось понять, каким образом биосфера реагирует в целом. То есть потребовалось провести изучение всех систем, которые образуют единую систему Земли. Когда говорят про потепление климата и катастрофы, то исходят из того, что этим должны заниматься метеорологи. И действительно, вроде бы температура, атмосфера – это то, чем прежде всего они занимаются. Но новый подход, который дает современное изучение океана, говорит, что мы должны изучить, хотим мы этого не хотим, взаимодействие всех внутренних и внешних сфер.
О внутренних сферах я уже говорил, о внешних сейчас не хватает времени рассказать, но в целом Земля уже сейчас представляется не как стабильная и фиксированная система, а как система очень подвижная, в которой происходит взаимодействие всех сфер – и внутренних и внешних. И когда мы говорим, скажем, о потеплениях, связанных с углекислотой, то выясняется (это опять-таки данные океанологии), что в океане углекислоты в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. И что эти процессы изменения углекислотного баланса связаны, прежде всего, с биогеохимическими процессами в океане. И поэтому все прогнозы потепления, разговоры о квотах и так далее, с точки зрения современных данных океанологии – мягко говоря, неосновательны. С моей точки зрения, они не отвечают действительности, потому что масштабы тех процессов, о которых я мельком говорил, намного превышают то, что творит человек.
И еще бы хотелось сказать (я об этом уже начинал говорить), о загрязнениях, которые с материков стекают в океаны и моря, например, в Балтийское море. Там живут 160 миллионов человек, кроме того, промышленность – все это сбрасывается постепенно реками в море, и Балтийское море вообще часто, – может быть, сгоряча – называют "помойкой Европы". Но если вы поработаете в Балтийском море, то увидите, что дай Бог, чтобы таких помоек было побольше. А почему это происходит? Это тоже одно из открытий последних лет, названо оно мною явлением биофильтра на границе река-море. Объясню в нескольких словах, что здесь происходит.
Итак, все эти взвешенные и растворенные загрязнения поступают в море, и здесь происходит взаимодействие, с одной стороны, очень тонких, в значительной мере коллоидных, растворов и взвесей, с электролитом морской водой.
И в результате вначале происходит осаждение крупных частиц, в том числе и крупных частиц загрязнений. Затем коллоидные частицы начинают коагулировать и захватывают растворенные формы элементов, переводят их в донные осадки. Таким образом вода просветляется, и возникают условия для развития фитопланктона. Те растворенные остатки, которые прошли, забирает фитопланктон, это диатомовые водоросли, многие другие микроскопические организмы. А после этого фитопланктон является пищей для зоопланктона. Зоопланктон все это дело отфильтровывает (это система биофильтра) и переводит в донные осадки в виде крупных частиц, пиллетов.
Таким образом, получаются – не очень научно выражаясь – как бы противогаз с тремя ступенями очистки, который надет на устье каждой крупной реки. Мы таким образом изучили великие реки Сибири – это Лена, Обь, Енисей. И сейчас работаем уже на Северной Двине. Оказалось, что 90 процентов взвешенных загрязнений, а точнее – 93, осаждаются здесь. Таким образом, природа сделала так, что человек, как он ни старается, но океан ему далеко еще не удалось загрязнить. И я думаю, что и нашим потомкам это не удастся.
А.Г. А чем объясняется все-таки такое незначительное, если сравнивать с материковыми отложениями, количество осадков на дне? Все-таки 300 метров – это не так много, как можно было бы себе представить.
А.Л. Это мало, конечно, это очень мало. Мы сумели определить не только распределение количеств этого взвешенного материала, но и потоки. Есть такие новые приборы, они внедрены всего около десяти лет тому назад, называются "седиментационная ловушка". Это, попросту говоря, большая воронка диаметром около метра, которая устанавливается на тросе, на определенных глубинах. И частицы, которые опускаются сверху вниз, там накапливаются. А снизу – приемные флаконы, там за определенное время, – месяц, несколько месяцев, год – этот материал улавливается. И мы теперь можем знать, где, что, как, какие потоки существуют, это уже совершенно новая область количественной литологии и геохимии.
И совершенно четко можно сказать, какой материал, где и как распространяется. И оказалось, что главная часть осадочного материала, 93%, как я говорил, садится в устьях рек. Но тогда, казалось бы, там должны быть какие-то тысячеметровые громадины. Действительно, геофизика показывает, что это так. Но не совсем это и так, если смотреть во времени. Глубоководное бурение показало, что главная часть осадочного вещества накапливается не в середине океанов, а по краям материкового склона. Континенты имеют подводную окраину, которая называется "шельф". Потом бровка шельфа, обычно это глубина от 100 до 200 метров. Дальше идет крутой склон до глубин в 3-4 тысячи метров, и здесь как раз, у основания склона идет граница двух типов коры, континентальной и океанической. И эта граница прикрыта сверху громадной толщей донных осадков. Что значит громадной? Это порядка 10-16, 20-ти километров.
А.Г. Ничего себе разброс.
А.Л. А какой же механизм? Раньше мы совершенно не представляли, каким образом это может произойти. А механизм очень интересный – теми же работами по тектонике литосферных плит в сочетании с другими методами удалось установить, что в истории океана были многократные моменты понижения уровня на несколько сот метров. А что при этом произойдет? Скажем, это у нас шельф, он сейчас под водой, здесь глубина 100-200 метров. Когда уровень воды понижается, скажем, на 300 метров, с шельфа рыхлый материал сбрасывается течениями, волнами. Получается, что сначала всё это накапливается в устьях рек и в предлежащих частях шельфа, а потом сбрасывается, как бы бульдозером сметается к основанию склона.
Это явление я назвал лавинной седиментацией. Она имеет два уровня. Верхний уровень – в устьях рек, и нижний уровень – уровень постоянного хранения осадочного вещества, он отделен двумя-тремя тысячами метров от верхнего. Так вот, может быть, самое существенное то, что оказалось, что именно в маргинальных фильтрах накапливается значительная часть нефти и газа. И многие наши месторождения Сибири именно таким образом сейчас объясняются.
Но возникает сразу мысль: хорошо, если там накапливается, а здесь бульдозером сбросило, то, может быть, и там есть нефть? И долгое время считали, что ничего там нет, пока не начали бурить и почувствовали, уже во время работы "Гломар Челленджера", что там тоже есть признаки газов. У меня на глазах пеналы, в которых хранились керны, разрывало, а это значит, что это газ в твердой форме и в форме газогидратов. А следовательно, может быть и нефть.
Но дело в том, что эти месторождения можно так неудачно разбурить, что потом эти выходы нефти не закроешь. Поэтому в районе склонов до сих пор бурение не производится – именно из боязни загрязнения океана.
А.Г. И в принципе, там могут быть определенные запасы.
А.Л. Да. Но сейчас провели геофизические исследования, которые подтвердили потом бурением, пока только опытным, с применением всяких предохраняющих мер. И оказалось, что именно у основания склона находятся гигантские месторождения. Такие месторождения обнаружены у берегов Западной Африки и у атлантических берегов Южной Америки, это Бразилия и страны Африки. Запасы, которые там обнаружены, относятся к категории гигантских и супергигантских.
Таким образом, всякие мрачные прогнозы о том, что нефти нам хватит на 20-30 лет, не имеют силы. Сейчас все прогнозы отодвигается на большие сроки. И, по-видимому, первой, кто начнет добывать, будет Бразилия...
Вверх