Факты о глубинах океана: зоны, источники, исследования

Глубокий океан — это всё, что ниже примерно 200 метров, где солнечный свет слишком слаб для роста растений и водорослей, и на него приходится подавляющая часть объёма океана. Там холодно, темно и колоссальное давление, но в нём есть целые экосистемы, некоторые из которых живут на химической энергии, а не на солнечной. Насколько он «исследован», зависит от того, что считать, и ответ на этот вопрос интереснее привычной одной цифры.

Ниже факты, которые стоит знать, изложенные как можно аккуратнее.

#Насколько велик и глубок океан?

Океан покрывает около 71% поверхности Земли. Его средняя глубина около 3700 метров, и это удивляет тех, кто представляет море в основном мелким с несколькими глубокими ямами. На деле наоборот. Большая часть дна — глубокая широкая равнина, а мелкие материковые шельфы — исключение.

Самая глубокая известная точка — бездна Челленджера в Марианском жёлобе на западе Тихого океана, примерно 10 900–11 000 метров. Съёмки расходятся на несколько десятков метров. Если поставить на дно Эверест (около 8850 метров), его вершина всё равно окажется примерно в двух километрах под поверхностью.

Самая длинная горная цепь на планете тоже под водой. Система срединно-океанических хребтов тянется через все океанические бассейны примерно на 65 000 километров. Там образуется новое морское дно, когда тектонические плиты расходятся.

#Какие бывают зоны океана?

Учёные делят открытый океан на слои по глубине. Границы приблизительны, а популярные названия — прозвища, но схема служит удобной мысленной картой.

Хороший способ запомнить: зона солнечного света — тонкая кожица. Если бы океан средней глубины был бассейном глубиной два метра, часть, где идёт фотосинтез, составила бы примерно верхние десять сантиметров.

#Насколько сильное там давление?

Давление растёт примерно на одну атмосферу на каждые десять метров морской воды. Это правило делает расчёты простыми.

Разберём пример. На средней глубине океана около 3700 метров добавьте примерно 370 атмосфер к одной атмосфере воздуха сверху, и получится давление примерно в 370 раз больше, чем на уровне моря. На дне бездны Челленджера оно превышает 1000 атмосфер, то есть больше семи тонн на каждый квадратный дюйм.

Глубоководные животные справляются, потому что устроены не так, как мы. У них нет заполненных воздухом лёгких, которые можно раздавить, а тела в основном состоят из воды, которая почти не сжимается. Многие также несут молекулы, помогающие белкам работать под давлением. Исследователи иногда опускают на подводных аппаратах пенопластовые стаканчики как демонстрацию: воздух из пены выдавливается, и стаканчики возвращаются уменьшенными до малой доли размера.

#Правда ли, что там совсем темно?

Ниже примерно 1000 метров — да, если говорить о солнечном свете. Но это не мёртвая тьма. Значительная часть животных в толще воды умеет создавать собственный свет, это называется биолюминесценцией. Они используют его, чтобы находить пару, заманивать добычу, сбивать с толку хищников или скрывать свой силуэт на фоне слабого света сверху (контризлучение).

Ещё один факт, меняющий представление о глубине: каждую ночь огромное количество мелких рыб, криля и других животных поднимается из сумеречной зоны к поверхности кормиться, а до рассвета опускается обратно. Эту ежедневную вертикальную миграцию часто называют крупнейшей на Земле по количеству живого вещества.

Большая часть жизни в глубине зависит от пищи сверху. Мёртвый планктон, фекальные комочки и другие остатки медленно опускаются в виде «морского снега». Когда умирает кит и тонет, его туша может годами или даже десятилетиями кормить специализированное сообщество.

#Что такое гидротермальные источники?

Гидротермальные источники — это отверстия в морском дне, обычно вблизи срединно-океанических хребтов, из которых выходит морская вода, просочившаяся в кору и нагретая магмой внизу. Температура воды может превышать 350 °C, оставаясь жидкой из-за огромного давления. Когда горячая, богатая минералами жидкость встречается с холодной морской водой, выпадают сульфиды металлов и вырастают трубы. Самые тёмные из них прозвали чёрными курильщиками.

Источники впервые наблюдали напрямую в 1977 году у Галапагосских островов учёные, погрузившиеся на аппарате «Элвин». Они ожидали найти горячую воду. Они не ожидали найти жизнь, да ещё в изобилии: гигантские трубчатые черви, моллюски, мидии и крабы теснились вокруг отверстий.

Объяснение — хемосинтез. Микробы используют химическую энергию, в основном сероводорода в жидкости источника, чтобы превращать углекислый газ в пищу. У гигантских трубчатых червей во взрослом возрасте нет ни рта, ни кишечника; они принимают этих бактерий внутрь тела и живут за счёт того, что те производят. Это стало крупным открытием, потому что показало, что целая экосистема может существовать без солнечного света в основании, и это одна из причин, почему источники вспоминают, когда учёные обсуждают, где ещё в Солнечной системе может быть жизнь.

#Какую часть океана мы действительно исследовали?

Вы, вероятно, слышали, что «мы знаем о поверхности Луны больше, чем о дне океана» или что исследовано лишь 5% океана. В обоих утверждениях есть правда, но они смешивают три разные вещи.

• Картографировано с низким разрешением. Всё морское дно снято из космоса спутниками, которые измеряют крошечные выпуклости морской поверхности, вызванные притяжением подводных гор и жёлобов. Разрешение грубое, порядка километров, поэтому мелкие детали исчезают.
• Картографировано подробно. Суда с гидролокаторами (многолучевыми эхолотами) делают гораздо более чёткие карты. Международный проект Seabed 2030 сообщает, что так снята примерно четверть морского дна, и доля растёт с каждым годом.
• Видено напрямую. Доля глубоководного дна, действительно наблюдавшаяся людьми, камерами или роботами, намного меньше. Оценки грубые, но это малый процент.

Так что честная версия такая: форму всего морского дна мы знаем в размытом очертании, меньшую часть подробно и совсем немногое видели своими глазами. Сравнение с Луной верно для подробных карт, но не для очертаний.

На самое дно люди добирались всего несколько раз. Жак Пикар и Дон Уолш достигли бездны Челленджера на батискафе «Триест» в 1960 году. Никто не возвращался туда, пока кинорежиссёр Джеймс Кэмерон не погрузился в одиночку в 2012 году, а с 2019 года последовали новые пилотируемые погружения.

#Распространённые заблуждения, с которыми пора расстаться

• «Глубокое море безжизненно». Жизнь там реже, чем у поверхности, но учёные находят её на всех глубинах, где брали пробы, включая жёлоба.
• «Глубоководные рыбы взорвались бы, если их поднять». Эффектно, но так не бывает. Рыбы без газовых плавательных пузырей не взрываются; их может повредить перепад давления и температуры, а ткани могут обвиснуть или деформироваться.
• «Большинство видов океана известно». Экспедиции в глубину регулярно находят животных, новых для науки. Никто не знает реального числа, а оценки сильно расходятся.

#Хороший способ продолжать изучение

Глубокий океан лучше изучать небольшими регулярными порциями, чем одним марафоном, потому что каждый факт облегчает размещение следующего. Начните с таблицы зон выше, затем идите по одной нити: источники, жёлоба или биолюминесценция.

Если хотите, чтобы эта нить приходила сама, океан — одна из тем в каталоге тем Topicly, а сузить её можно с помощью собственной темы, например «Жизнь вокруг гидротермальных источников» или «Как глубоководные животные переносят давление». Под каждым открытием Тяните за эту нить предлагает связанные понятия для дальнейшего чтения. Статьи пишет ИИ, и они могут содержать ошибки, поэтому всё важное считайте отправной точкой и сверяйте с надёжным источником. Для чего-то более далёкого от дома хорошей парой станут наши факты о космосе для начинающих.

Попробуйте сегодня: не подглядывая, набросайте на клочке бумаги пять зон океана с примерными глубинами, а потом сверьтесь с таблицей. Topicly можно бесплатно скачать для Android, версия для iPhone скоро появится, а подробности есть на странице загрузки.