Что хотят найти ученые в Марианской впадине?

Ровно полвека назад батискаф «Триест» впервые в истории совершил погружение в глубочайшую точку Мирового океана — Марианскую впадину. Внутри аппарата находились сын его разработчика швейцарец Жак Пикар и лейтенант ВМС США Дон Уолш.

Достигнув глубины в 10 916 метров за 5 часов, первопроходцы провели на дне всего 12 минут. По рассказам исследователей, на глубине они наблюдали необычных живых существ, но сфотографировать их не смогли якобы из-за треснувшего иллюминатора. С тех пор на дно впадины люди не погружались. Но сегодня туда засобирались ученые. Что, кроме чудо-животных, они хотят там увидеть?

Глубинные тайны

В первую очередь при словах об 11 километрах с вожделением потирают руки геологи и биологи. Хотя они мечтают не только о Марианской впадине, но и о подобных ей глубоководных желобах, которых во всем Мировом океане известно около сотни: это те самые 1,5 процента дна, наименее изученные к настоящему времени. Доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий лабораторией геофизики и тектоники дна океана Института океанологии РАН имени П. П. Ширшова Анатолий Шрейдер объясняет свой интерес: «Желоба — это зоны поддвига литосферных плит, где рождаются катастрофические землетрясения. Освоив и изучив эти желоба, можно прогнозировать, например, землетрясения». Марианская впадина — яркий пример глубоководного желоба, звено цепи устройства Мирового океана, который определяет и нашу сухопутную жизнь.

Для биологов в самой впадине, как и в остальных глубоководных желобах, прежде всего интересны не просто образцы жизни, а их генетический код. «Сейчас, — рассказывает доктор биологических наук, заведующий лабораторией структуры и динамики планктонных сообществ Института океанологии РАН им. П. П. Ширшова Александр Верещака, — серьезно развивается такое направление биологии, как метагеномика. Упрощенно говоря, это охота за генами. Ученым интересен генетический код животных, которые способны выдерживать чудовищное давление в 1100 атмосфер. При этом они не случайно попали туда, а в ходе эволюции как-то приспособились к жизни. На глубине все идет по-другому. Например, недавно на конференции в США нам показали макруруса, добытого с глубины около трех километров. Он был семидесяти сантиметров в длину, мог расти и дальше. Сколько, вы думаете, ему было лет? Семьдесят! Это же дедушка для нас».

Однажды в биомедицине уже случился прорыв, когда в морских организмах нашли светящиеся белки (позже они стали использоваться как биомаркеры). Именно так можно вести охоту за генами, которые могут обладать совершенно необыкновенными свойствами. А, например, на гидротермах большой глубины многие прокариоты и беспозвоночные живут при очень высоких температурах и у них не сворачиваются белки. В Марианской впадине вероятны не менее интересные открытия. Там живут голотурии, морские огурцы,  — донные животные с нейтральной плавучестью, которые не тонут в иле. Способ жизни у них простой: они поглощают грунт, выводя потом его через длинный кишечник. Все, что есть в грунте полезного, они усваивают. Как и везде в глубоководье, там должна быть специфическая фауна стервятников. Что она представляет собой и каковы ее свойства — не менее интересно. Есть знаменитый пример «бутербродов „Алвина“ — американского глубоководника. Однажды перед погружением в глубоководный аппарат загрузили завтраки, но аппарат затонул. Несколько месяцев он пролежал на дне. Когда же его подняли, то увидели, что бутерброды с ветчиной и сыром были словно вчера приготовленными. Их положили в холодильник, но наутро они испортились. Никто не смог сказать, что же сохранило их на глубине.

„Трудно прогнозировать, что найдешь там и для чего это нужно, — говорит Александр Верещака. — Однозначно можно сказать, что наиболее интересны механизмы приспособления к высоким давлениям, но как они пригодятся, никто толком не знает“.

Исследования на больших глубинах пока носят исключительно теоретический характер. Но это лишь пока. Рыбы там не наловишь, зато можно вникнуть, например, в механизмы старения. Сколько лет, к примеру, способно прожить на глубине 11 километров существо, если там настолько замедляются процессы старения? Может быть, там до сих пор обитают доисторические рыбы, жившие на Земле 170 миллионов лет назад: примерно такой возраст ученые определяют структуре морского дна.

А еще предполагают, что в глубоководных желобах могло сохраниться то, что существовало в момент их появления, то есть два миллиарда лет назад. Разгадка этих тайн достанется тому, кто первым начнет исследования во впадине. По некоторым сведениям, этим вплотную собирался заняться американский миллионер Стив Фоссет. Глубоководный аппарат по его заказу уже был практически изготовлен, и экспедиция планировалась едва ли не на 2010 год. Но таинственная смерть миллионера нарушила эти планы. Самое глубокое место на Земле пока остается неприступным, и тот, кто первым из ученых попадет туда, получит уникальный научный материал. Но как это сделать?

Почем секрет бессмертия

То первое погружение „Триеста“ и сейчас-то выглядит невероятным, не то что в 1960 году. Спуск в Марианскую впадину сравним с полетом американцев на Луну, сам факт которого оспаривается до сих пор. Однако в том, что Пикар и Уолш были на самом дне океана, специалисты не сомневаются — факт погружения задокументирован в деталях и придраться тут не к чему. Удивительно другое. Несмотря на то что прошло целых 50 лет, ни один человек с тех пор так больше и не побывал в Марианской впадине — мешают технические сложности: 98,5 процента дна Мирового океана находится на глубине не более 6 километров. Для исследования подобных глубин имеется несколько обитаемых аппаратов, в том числе и российские „Мир-1“ и „Мир-2“. Помимо прочего, у американцев есть необитаемые аппараты-роботы, в отличие от наших „Миров“ управляемые не изнутри, а с борта исследовательского судна пятью-шестью операторами. Справедливости ради стоит отметить, что подобные роботы опускались в Марианскую впадину, но число таких спусков можно пересчитать по пальцам одной руки. Среди них три погружения японского робота „Кайко“, первое из которых было неудачным, а в 2003 году аппарат вообще затонул в другой точке Тихого океана. 31 мая прошлого года американский аппарат „Нереус“ успешно опустился на глубину 10 902 метра, собрал для исследований образцы донных отложений и подводного животного мира. На этом, если не считать промеров глубин при помощи эхолотов с надводных кораблей и других гидроакустических исследований, история изучения самой низкой точки Земли заканчивается. Но, считают ученые, без человека тут не обойтись. Цена же аппарата, способного опуститься на 11 километров, исчисляется миллионами. Доктор технических наук, заведующий лабораторией научной эксплуатации глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии РАН им. П. П. Ширшова Анатолий Сагалевич называет цифру 50-60 миллионов долларов. Однако есть и куда более нескромные расчеты. Доктор технических наук, руководитель группы поисковых технологических исследований Института океанологии РАН имени П. П. Ширшова и главный конструктор „Миров“ Игорь Михальцев утверждает, что такой аппарат будет стоить как минимум 150 миллионов долларов. При этом Михальцев уже разработал и полностью просчитал конструкцию „Мира-12К“, который сможет выдержать давление и будет успешно работать на глубине до 12 километров. Вопрос в деньгах, но не только. Среди проблем, с которыми конструктор столкнулся при постройке первых двух „Миров“, главной оказалась неспособность отечественной промышленности воплотить в жизнь замыслы разработчиков. Во всех трех специализировавшихся на подводной технике тогда еще советских конструкторских бюро идею создания глубоководных аппаратов, конечно, поддержали, но когда дело коснулось непосредственно производства, оказалось, что ни один завод не способен технически осуществить задуманное. В итоге „Миры“ строились в Финляндии. „Мир-12К“, если бы нашлись деньги, можно делать на том же заводе. При этом конструктор уверяет, что на изготовление уникального аппарата уйдет всего 32 месяца. То есть менее чем через три года российские ученые могли бы начать познавать самые сокровенные тайны Мирового океана. Ни одна страна не может сделать это быстрее — столь детально разработанных аппаратов нет сегодня ни у кого, уверен Михальцев.

Однако и тут не все так просто. Если даже новый глубоководник сойдет со стапелей финского завода „Локомо“, его пока просто не на чем перевозить к месту работы. Единственный российский исследовательский корабль, на котором возможны морские работы с глубоководными аппаратами, — „Академик Мстислав Келдыш“ — сегодня на капитальном ремонте, и у океанологов вряд ли в ближайшее время получится выйти куда-нибудь в море или океан даже со старыми „Мирами“. Но даже если деньги на новый „Мир“ и найдутся, на этом траты не закончатся. По словам Анатолия Сагалевича, „месяц похода в океан и обслуживания глубоководного аппарата будет стоить миллион долларов“.

Затраты, правда, можно сократить, построив по примеру американцев или японцев необитаемый аппарат. При этом не нужно заботиться о системах жизнеобеспечения экипажа. Но российские ученые единогласно поддерживают разработку именно обитаемых глубоководников. Игорь Михальцев просто уверен, что никакое дистанционное управление не заменит человеческий разум при столь тяжелых исследовательских работах: „Когда американский ученый Роберт Баллард изучал в Галапагосской впадине дно океана при помощи робота, он по кабелю управлял фотокамерой, снимающей дно океана. При последующем просмотре снимков он заметил некие трубки, изменившие свое положение в промежутке в 8 кадров. Но фотографии не позволили разобрать, что это были за предметы. Тогда ученому пришлось вызвать и погрузить обитаемый аппарат „Алвин“ с биологом и физиком на борту. Они, рассмотрев предметы в режиме онлайн, смогли сделать величайшее открытие XX века — новую форму анаэробной жизни, имеющую все виды систем и работающую не на кислороде, а на сере“.

Сегодня все ученые признают, что соотношение цены вопроса и данных, которые могут получить ученые на дне Марианской впадины, для инвесторов или чиновников, выделяющих деньги на научные проекты, выглядит сомнительно. В тяжелые времена, когда вопросы выживания превалируют даже над вечной мечтой человечества — решением проблемы продления жизни, — выбить десятки миллионов долларов на проект трудно. Однако дивиденды от исследования океанических глубин могут оказаться фантастическими. Надо только смотреть вглубь. Иначе кто-то сделает это без нас.