Информационный сайт JohnnyBeGood

Сергей Снегов

Какая наука ходить и дышать! А если ходить не по чему да дышать нечем? Исследователи океана решают задачу вот с такими простенькими условиями. Вездесущая архимедова сила упрямо выталкивает тебя на поверхность. Почти все существа, обитающие на суше,— и ты, читатель, тоже! — имеют положительную плавучесть, иными словами, не тонут, пока живы, пока не нахлебались воды.
Для подводного «пешехода» с аквалангом за спиной невесомость приятна и непривычна. Свобода
парения веселит душу. Поначалу так и хочется лишний раз ощутить свою ангельскую бесплотность. Затаив дыхание, зависаешь между переливающим зеленью и голубизной, пропускающим яркие солнечные вспышки небом и сочной, буйно обжитой землей. Никаких усилий, смотри в оба — вот и вся работа. Что если поднять тот внушительный камень? Нет,
без опоры ничего не выйдет — только подтянешься к нему. Встаешь на дно. Вес взят, но серая пелена мути заволакивает окружающее. Несколько шагов вслепую — и нехитрый эксперимент окончен.
А каково работать под водой хотя бы на той же семиметровой глубине? Положим, геологу нужно добраться до коренной донной породы. Приналечь бы на ручной бур, а как — вернее, чем — приналяжешь? Действие равно противодействию. Третий закон Ньютона, попробуй обойди его!
Как и в космосе, невесомость под водой задает множество головоломок. Но в межпланетном пространстве лишается веса все: и работник и его инструмент. А на глубине, к примеру, массивная дрель все-таки упадет на дно, да еще и водолаза за собой утащит. Выход один — оснастить ее неким поплавком, а самому прикрепиться к тому, что хочешь просверлить. Иначе дрель превратится в карусель.
В синем мире, непримиримо исторгающем человека, приходится учиться заново пусть не буквально ходить, таю плавать (грубо говоря, все равно отталкиваться от земли или от воды), учиться самым несложным делам, вроде заколачивания гвоздей.
И все же эта проблема попроще, чем добиться того, чтобы под водой дышалось так же легко и
непринужденно, так же само собой, словно на суше. Способности по желанию оборачиваться рыбой, наверное, суждено остаться мечтой фантастов, смелой, если не сказать даже шокирующей людское сознание идеей некоторых специалистов. Вживленные акульи жабры? Думается, лучше без них.
Рискованно. Слишком тонка и замысловата гармония человеческого организма, на отладку которого у природы ушли многие и многие тысячелетия.
Пересечь границу «воздух — вода» и не потерять связи с родной атмосферой. Наверняка неведомые пионеры, додумавшиеся до этого, торопились опробовать первые модели шнорклей — дыхательных трубок, а попросту — камышинку или что-нибудь в том же духе. Их ждало разочарование.
Десяток-другой сантиметров глубины — и дыхание стеснялось непомерно. Еще немного вниз — и легким уже не под силу набрать порцию воздуха.
Другой способ — прихватить с собой про запас кусочек атмосферы — воздушный пузырь. С момента рождения этого способа до его осуществления тоже должны были пройти сотни лет.
«Как и почему я не пишу о своем способе оставаться под водой столько времени, сколько
можно оставаться без пищи? Этого не обнародую и не оглашаю из-за злых людей, которые этот
способ использовали бы для убийства на дне моря, проламывая дно кораблей и топя их вместе с находящимися на них людьми». Гениальный гуманист Леонардо да Винчи сохранил свое изобретение в тайне, объяснив высокую причину, побудившую его поступить именно так. Знал ли великий итальянец, как каверзно высокое давление воды — невидимая преграда на пути человека в океан?
Так или иначе, но можно смело утверждать: изобретение Леонардо было годно лишь для мелководья.
Вроде той бочки с оконцем — прообраза водолазного колокола,— из которой-де наблюдал царство Нептуна юный Александр Македонский. Чтобы надежно сдерживать нарастающий напор глубины, человеку предстояло открыть ее законы и неизвестные прежде материалы — скажем, резину.
Каждый десятиметровый слой — тонкая пленка океанской толщи — «весит» примерно столько
же, сколько вся атмосфера! Погрузился на десять метров — давление удвоилось, на двадцать —
утроилось и т. д. Расчет несложный.
На счастье, наше тело слеплено не из хрупкого теста. Состоящие на 80 с лишним процентов из воды ткани человеческого организма способны выдержать довольно высокое давление, соответствующее немалым морским глубинам. Правда, пока предел нашей механической прочности еще не установлен, но не она препятствует освоению новых океанских горизонтов. Слабое место акванавта, не защищенного скорлупой жесткого скафандра или подводной лодки,— уже упомянутый воздушный пузырь, который он берет с собой. Я имею в виду не только легкие
(куда же без них!), баллоны акваланга или атмосферу глубинного дома-лаборатории, но и те превращения, что происходят в условиях высокого давления с газами, потребными для дыхания.
Если вы человек здоровый, полны энтузиазма и располагаете временем, можно так натренироваться, чтобы задерживать дыхание под водой на срок, вдвое-втрое больший доступного простым смертным. Тогда рекорды ныряльщиков, перевалившие за рубеж 60 метров, не покажутся фантастическими.
Итак, вы нырнули, набрав полную грудь свежего воздуха и прихватив с собою увесистый камень. Выбирая камень, будьте осторожны: не польститесь на слишком тяжелый. Скорость погружения ограниченна! Хотя бы крепостью ваших барабанных перепонок. Они могут не выдержать резкого нарастания давления на первых метрах, ведь «воздушный пузырек» внутренних полостей уха сожмется.
Но у вас все благополучно: так называемой баротравмы не случилось. Вниз, вниз! Ноги в ластах работают на совесть. Легкие стараются выжать изо всех шести литров воздуха, уместившихся в них, как можно больше топлива — кислорода. Но вот запас его подходит к концу, и в ваших легких, кроме основного разбавителя кислорода в земной атмосфере — инертного азота, становится все больше углекислого газа. Бросайте камень. Пора наверх. Минута пятьдесят. Почти две!
Что ж, неплохо. Конечно, вы не ловец жемчуга. За его три с лишним минуты можно было бы успеть больше, чем схватить первую попавшуюся раковину. Но и три с лишним тоже не век...
Водолазный колокол даже самой первой, несовершенной конструкции несравнимо продлил время погружений. Как-никак в перевернутом вверх дном большущем стакане хранилось воздуха на тысячи глотков. Газовый пузырь снизу подпирала вода. Мышцы дыхательной системы работали без перегрузки, как на поверхности. Сама собой и поэтому гениально просто решилась и такая проблема: человек в колоколе без усилий дышал воздухом, давление которого равнялось давлению глубины.
Капитан Жак-Ив Кусто и инженер Эмиль Ганьян — создатели акваланга — справились с этой же
проблемой лишь в 1943 году. Изобретенный ими клапан позволяет водолазу на любой доступной глубине делать вдох, затрачивая ничтожное усилие. Воздуха из баллонов, где он хранится в сжатом виде, автоматически поступает столько, сколько нужно для нормального дыхания. Легочный автомат даровал исследователю моря долгожданную автономию — никаких тебе шлангов и кабелей, привязывающих к поверхности. Каждый (само собой разумеется, пройдя
несложную подготовку) сумеет погружаться с аквалангом. Под его знаком начался новый этап — этап подлинного штурма тайн океана.
Но у давления, словно у Цербера, коварные повадки и цепкие челюсти. Заманивая, глубина готовит удар — кессонную (или декомпрессионную) болезнь. Во время погружения инертный азот насыщает кровь и ткани организма акванавта. Всплыви слишком быстро — и газ начнет выходить из крови и тканей в виде пузырьков — эмболов. Они способны закупоривать жизненно важные сосуды. Последствия неправильного подъема на поверхность проявляются подчас через годы — разрушением костной ткани, самыми серьезными неприятностями.
Предотвратить «кессонку» — прежде настоящий бич для профессиональных водолазов — можно единственным способом: избавляться от повышенного давления постепенно, подниматься на поверхность медленно, не допуская «закипания» крови. Один час работы на шестидесяти метрах стоит шести часов подъема! Дорого. И чем глубже, тем дороже. Выход был найден и на сей раз. Оказывается, что человеческий организм «впитывает» инертный газ не без предела и что притом полное насыщение не приносит вреда. Акванавт мог бы находиться под водой довольно долго, представься ему возможность отдохнуть и подкрепиться. Так родилась идея подводного жилища. И на морском дне устанавливается один дом за другим — французские «Преконтиненты», американские «Силэбы», советские «Черноморы».
Глубины разные — свыше ста метров, конструкторские решения несхожи, но принцип один: колокол на современный лад, комфортабельный и оснащенный сложным оборудованием — в прямом смысле лаборатория. Используя «эффект насыщения», исследователи трудятся в океане по нескольку недель, а декомпрессию — освобождение из-под гнета давления — проходят лишь единожды, в конце подводной командировки. Но избыточное давление воистину злокозненная штука. Оно проявляет себя еще и в том, что начиная с определенной глубины инертный газ перестает быть инертным.
Глубина примерно сорок метров. В поведении аквалангиста вдруг наступают странные изменения. Он будто пьянеет: нарушаются координация движений и логика, возникают галлюцинации. Бурное веселье того и гляди заставит расхохотаться. И так бывало: водолаз выпускал загубник...
Азотный наркоз. Это преображение индифферентного до поры газа навело ученых на мысль подыскать ему замену. Место азота в баллонах аквалангов в атмосфере подводных домов занял гелий. Но, как оказалось, и он становится «наркотиком». Вблизи отметки 300 метров гелий вызывает мелкую дрожь (тремор), обеднение мимики и закостенение мышц. Правда, через некоторое время неприятные явления проходят.
Результаты, полученные в барокамерах, где повышают давление, имитируя погружение, обнадеживают специалистов. Дыша гелиево-кислородной смесью, экспериментаторы уже «покорили» на суше полукилометровый рубеж. Несомненно, в море это будет куда сложнее.
Кстати, у гелиевой атмосферы свои неудобства.
Температуру внутри подводного жилища нужно поддерживать довольно высокую, около 30 градусов.
Иначе обитатели мерзнут: необычный «воздух» отнимает больше тепла. К тому же он превращает человеческий голос в неразборчивое кряканье. Нужны специальные устройства — дешифраторы, чтобы, переговариваясь с акванавтом по телефону, понять его... В гелиевой атмосфере заурядное замыкание электропроводов вдруг оборачивается вольтовой дугой... Кто-то из постояльцев «Силэба-П» решил проверить, включилась ли электроплитка, и... обжег палец. Спираль не светилась, но была горячей. Прежде чем конструкторы наберутся глубоководного опыта, они тоже, видно, не раз обожгутся на «земных» мелочах.
Ведутся опыты и с еще более легким и менее плотным газом — водородом. Хотя он и кислород — соседи ненадежные. Чуть поближе к критическому соотношению — и возможен взрыв.
А что если вообще отказаться от инертного газа?
Дышать чистым кислородом? Нельзя. На глубине примерно в 20 метров наступает кислородное отравление. Заменить газ жидкостью — той же водой? Подопытные животные, в частности козы, легкие которых, как ни странно на первый взгляд, ближе всего к человеческим, дышали обогащенной кислородом жидкостью. Но сможет ли человек?
Считанные десятилетия проникновения в океан позволяют сделать очень важный вывод: шельф доступен подводному пловцу. А площадь этого царства, что простирается до глубины 200—300 метров, равна площади африканского материка. Великое поле деятельности!
Пищу для оптимизма дают не только и не столько рекордные погружения — в море на 311 метров
(швейцарец Ганс Келлер), на земле, в барокамере, почти вдвое «глубже»,— а экспериментальная и теоретическая доказанность того, что человек способен освоиться в агрессивной водной стихии.
В подводных лодках и батискафах пройдены практически все глубины. Но человек упрямо считает покоренными лишь те, куда ступала его нога. Нет, это не только жажда самоутверждения. Действительно, еще далеко до создания (если такое вообще возможно!) механизма, который заменил бы живого, непрочного человека — наблюдателя, мыслителя, творца.
Собственно, для чего нам океан? Рост населения земного шара, отличающий нынешнее столетие, неудержим. И в заботах о завтрашнем обеде человечеству волей-неволей придется навести порядок в океанской кладовой. Ловлю себя на том, что выразился неточно, ведь от слова «кладовая» попахивает теми не столь отдаленными временами, когда мало кто сомневался в неисчерпаемости пищевых ресурсов моря. Да, ресурсы колоссальны. Биомасса Мирового океана — масса всего, что живет и растет в нем (планктон не в счет), — составляет, по одним данным, 16—18, а по другим — около 30 миллиардов тонн. По подсчетам специалистов ООН, более половины людей на Земле постоянно испытывают чувство голода, в их рационе не хватает белка. Море способно дать 80 процентов белковых продуктов животного происхождения, необходимых человечеству, а дает пока лишь 20—25.
Но послушайте биологов. Они категорически предупреждают: при сегодняшнем естественном воспроизводстве рыбы максимальные мировые уловы не должны превышать 100—120 миллионов тонн, а они уже составляют без малого две трети этого предела. «Дары моря»! Конечно, магазины с таким названием переименовывать не стоит, и все-таки «дары» настраивают на этакий тунеядский лад. На самом деле рыбка дается все труднее и труднее. Девять десятых ее добывается на пятачках традиционных районов шельфа. Основательно истощены запасы таких ценных видов, как сельдь, треска, сардина, нототения...
Как, где, когда и какую рыбу ловить? Точно ответить на это без подводной разведки невозможно.
Закинешь удочку, и то хорошо бы знать заранее, какую приманку нацепить на крючок, какая добыча попадется. Огромный трал — снасть посложнее удочки. Как он ведет себя на глубине? Пустой ли, полный?
Калининградские конструкторы рыболовных орудий наблюдали за тралами из батиплана — своеобразного подводного планера — и подметили интересную особенность в поведении рыбы. Она вовсе не пытается прорваться на свободу сквозь сеть, а держится на некотором удалении от стенок трала. Непреодолимым препятствием представляются рыбе струи колеблющейся воды. Тралы, входная часть которых сделана из сети с крупной ячеей (на опытных образцах сторона каждой «клеточки» перевалила за метр!), оказались уловистей. Ведь сопротивление воды уменьшилось. Удалось увеличить «зев» трала.
Он способен теперь поглотить многоэтажное здание.
Жак-Ив Кусто писал: «Континентальное плато будет заселено тысячами мирных колонистов... образцовые фермы позволят выгодно заменить рыболовство развитием подводного промысла рыбы и разведением морских животных». И в этом не так уж много фантазии. Правда, в обозримом будущем умиленному наблюдателю вряд ли откроется пасторальная сценка — подводный пастушок, выгоняющий тучное рыбье стадо за околицу глубинной деревеньки; вряд ли художнику-урбанисту доведется опускаться «на натуру» на дно. Жить под водой слишком дорого и неудобно. В обозримом будущем человечеству не окажется тесно на суше. И все же попытки спроектировать подводный город предпринимались. Одна из них — город-спутник Токио. С инженерной точки зрения можно построить город, кварталы которого поднимутся на дне и над поверхностью моря. Но даже по самым скромным подсчетам, сооружение «морского Токио» далось бы непомерной ценой. И главное — жить под водой японцы отказались.
Работа — иное дело. Человек примет самое активное участие в повышении продуктивности океана. И первые шаги уже сделаны. Стоило удобрить воды одного из шотландских фиордов, как «урожай» камбалы резко возрос. Мелкие рыбы, переселенные в культурные угодья, росли в 4 раза, а набирали вес в 16 раз быстрее, чем их сородичи в неудобренной воде. По мнению некоторых ихтиологов, подкрепленному экспериментами, с одного гектара моря можно получить рыбы в два раза больше, чем мяса с гектара лучшего пастбища. К слову, сравнивая море с пастбищем, стоит помнить, что дно способно само прокормить несметные стада. По сравнению с  полем, засеянным клевером, с такой же по размерам плантации хлореллы соберешь в 20 раз больше высококачественного корма для животноводства.
Кого удивят сейчас нефтяные вышки в море? А алмазы со дна? Перспективы многих отраслей промышленности, затуманившиеся было угрозой минерального голода, просветляются. Геологи обнаружили целые районы на океанском дне, сплошь покрытые так называемыми железо-марганцевыми конкрециями. Но выгодный способ собрать железный «урожай» еще  не разработан. 
Подводным геологам предстоит обследовать сказочно богатую и большую страну. Площадь этой
скрытой под толщей океана страны вдвое больше поверхности Марса. Для того чтобы выполнять черновые дела вроде сбора образцов грунта, не обязательно спускаться под воду самому геологу. На помощь ему и специалистам многих других профессий придут роботы. Недавно на склонах средиземноморских подводных вулканов испытан робот-геолог «Краб», построенный в Институте океанологии Академии наук СССР. Если прежде, применяя черпаки, драги и тралы, ученые действовали вслепую, то теперь у них появилась возможность брать заинтересовавший предмет прицельно. «Краб» наделен телезрением, гидравлическая лапа его оканчивается клешней-черпаком, которым он действует очень ловко. Во время первого же погружения робот «поймал» хрупкую офиуру — животное, напоминающее морскую звезду с тонкими лучами,— и бережно доставил ее на поверхность. По своему назначению и способностям «Краб» сродни «Луноходу». Только передвигается не сам. Его опускает в нужную точку судно, с которого, глядя на телевизионный экран, роботом командует оператор.
Дно дном, но и саму морскую воду без всякого преувеличения можно назвать рудой. Различных
солей в ней растворено столько, что они, как подсчитал академик Л. Зенкевич, покрыли бы поверхность земного шара коркой сорокапятиметровой толщины. А если рассыпать всю соль моря по суше, толщина этого пласта составила бы 153 метра.
Одни только реки несут в океан золото, молибден, вольфрам —16 миллиардов тонн минералов в год. В нем растворено столько серебра, сколько не держало в руках человечество за всю свою историю. А попытки добывать из воды золото того и гляди увенчаются успехом. Грамм драгоценного металла, полученный современными методами из «жидкой руды», уже ненамного дороже чистого золота.
Тяжелой воды, необходимой для энергетического использования термоядерных реакций, хватит на миллиард лет. Таков ее запас в океане. А ценностью в наши дни становится и обычная питьевая вода. И не за горами то время, когда города и целые страны будут утолять жажду из чаши океана...
Сравнительно недавно на дне океана открыты рифты — гигантские трещины и горные цепи, тянущиеся вдоль них. Рифтовые породы гораздо моложе континентальных. Почему? Выдвинуты интересные гипотезы, объясняющие это явление.
Под глубокими расселинами дна, словно под родничком на голове младенца, угадывается биение ядра. Подобраться поближе к нему намечали американские ученые. Был разработан проект «Мохол», который отложен на неопределенный срок из-за дороговизны и многочисленных возражений широкой публики. Среди них, как сообщает Ассошиэйтед Пресс, наиболее распространенными были такие;
— если просверлить глубокую дыру в дне океана, то через нее вытечет вся вода — это все равно,
что вынуть пробку в ванне;
— если внутри планета раскалена, то вода, попав туда, образует такое количество пара, что нашу планету разнесет вдребезги;
— под корой Земля полая, как большая вакуумная камера, и если проделать дыру в эту камеру, то
всю кору втянет туда — произойдет взрыв, обращенный внутрь;
— там, внизу,— ад, и если вы, господа хорошие, просверлите вашу дыру, то пламень ада вырвется
наружу, не говоря уж о всех чертях.
Трудно предположить, чтобы сбылось хотя бы одно из перечисленных предостережений. Но нет сомнения, самый короткий путь к разгадке сокровенных тайн нашей планеты пролегает сквозь океан. И, возможно, сверхглубоководные геофизические экспедиции соберут новые сведения о тектонической деятельности, строении и происхождении Земли уже в недалеком будущем.
Написаны лишь первые строки истории освоения гидрокосмоса. А уже открыт ни много ни мало новый, особый тип животных — погонофоры. Странные существа подняты со дна одной из глубочайших на Земле впадин — Курило-Камчатской. Они живут в трубках, которые делают сами, наделены мозгом, но лишены органов дыхания, органов чувств, нет у них рта и кишок...
Пойман целакант — доисторическая рыба, жившая еще 250 миллионов лет назад, одновременно с динозаврами. «Старина четвероног» прежде попадался ученым только в ископаемом состоянии.
Неоглядный простор для хозяйственной деятельности, разгадки научных тайн глобального масштаба — все это океан словно приберегал к началу новой эпохи в жизни человечества. К тому сроку, когда человек научится ходить и дышать под водой.

Оптимизация статьи - промышленный портал Мурманской области