Блакитна безодня: як людство підкорювало Маріанську западину

23 січня 1960 стало важливою датою в дослідженні глибин океану. Саме цього дня Жак Пікар та лейтенант ВМС США Дон Уолш розпочали своє епохальне занурення у Маріанську западину – найглибше місце на планеті. Ця подія відкрила нову сторінку в освоєнні людством морських глибин. Наша стаття розповість про те, як було здійснено цю неймовірну подорож, про труднощі та відкриття, які супроводжували цей шлях до невідомих глибин Землі.

Історія підкорення найглибшої точки Світового океану нерозривно пов'язана з ім'ям швейцарського вченого Огюста Пікара, фізика та винахідника. Огюст Пікар, який народився в сім'ї професора хімії, у 1930-х роках захопився аеронавтикою і розробив перший у світі стратостат — повітряну кулю зі сферичною герметичною гондолою з алюмінію, що дозволяє здійснювати польоти у верхніх шарах атмосфери.

На своєму апараті Пікар, якому на той момент було вже 47 років, здійснив 27 польотів, досягнувши висоти 23 000 метрів.

У ході експериментів зі стратостатом Пікар зрозумів, що самі принципи можна використовувати й у підкорення морських глибин. Так швейцарський вчений почав працювати над створенням апарату, здатного занурюватися у великі глибини.

Друга світова війна перервала роботи Огюста Пікара. Незважаючи на те, що Швейцарія залишалася нейтральною країною, наукова діяльність у цей час була серйозно ускладнена і там.

Проте в 1945 році Огюст Пікар (на фото) закінчив будівництво глибоководного апарату, який отримав назву батискаф.

Батискаф Пікара був високоміцною герметичною сталевою гондолою для екіпажу, яка прикріплювалася до великого поплавця, наповненого бензином для забезпечення позитивної плавучості. Для занурення використовувалося кілька тонн сталевого або чавунного баласту як дробу, утримуваного в бункерах електромагнітами. Для зменшення швидкості занурення і спливання електричний струм в електромагнітах відключався, і частина дробу висипалася. Такий механізм забезпечував спливання навіть у разі відмови обладнання, через певний час просто розряджалися акумулятори — і весь дріб висипався.

Батискаф отримав назву FNRS-2. FNRS означало абревіатуру Бельгійського національного фонду наукових досліджень (Fonds National de la Recherche Scientifique), який фінансував роботи Пікара. Цікаво, що назва FNRS-1 мала стратостат Пікара. Сам учений із цього приводу жартував:

«Ці апарати надзвичайно подібні між собою, хоча їхнє призначення протилежне. Можливо, долі було завгодно створити цю подібність саме для того, щоб працювати над створенням обох апаратів міг один учений».

Створення «Трієста»

Перше випробувальне занурення FNRS-2 відбулося в Дакарі 25 жовтня 1948, і пілотом батискафа був, зрозуміло, сам його творець. Щоправда, жодних рекордів на той раз поставлено не було — апарат занурився лише на 25 метрів.

Подальші роботи з батискафом виявилися ускладненими тим, що бельгійський фонд припинив фінансування. Огюст Пікар у результаті продав FNRS-2 ВМФ Франції, фахівці якого запросили вченого для будівництва нової моделі батискафу, який отримав назву FNRS-3.

Ідеї ​​батискафів тим часом захоплювали світ і нову модель мали намір будувати в Італії.У 1952 році Огюст Пікар, залишивши FNRS-3 на французьких інженерів, вирушає до Італії, щоб зайнятися розробкою та будівництвом батискафу, який отримав назву «Трієст».

"Трієст" був спущений на воду в серпні 1953 року. У роботах з будівництва батискафа Огюсту Пікару допомагав його син, Жак Пікар, який мав стати головним пілотом нового глибоководного апарату.

У 1953-1957 роках «Трієст» проводить серію успішних занурень у Середземному морі і навіть досягає фантастичної на той час глибини 3100 метрів. У перших зануреннях «Трієста» нарівні з Жаком Пікаром бере участь і сам творець батискафа Огюст Пікар, якому виповнилося на той час 69 років.

Проект «Нектон»

Дослідницькі роботи «Трієсту» вимагали серйозних капіталовкладень. Кожен спуск апарату необхідно забезпечувати підтримкою кількох суден супроводу. Батискаф Пікара до місця занурення необхідно було буксирувати, оскільки свого горизонтального ходу він не мав.

У 1958 році «Трієст» був придбаний ВМФ США, який виявив інтерес до дослідження морських глибин. Разом з апаратом в Америку вирушив і Жак Пікар, який мав навчати управлінню батискафом американських фахівців.

Міцність, закладена у конструкції «Трієста», дозволяла занурюватися на максимальні глибини, відомі у Світовому океані. При цьому сам Жак Пікар наголошував на тому, що для більшості досліджень цього просто не потрібно, оскільки 99 відсотків дна Світового океану розташовано на глибинах не більше 6000 метрів. Правоту Пікара підтвердила наступна історія — пізніші глибоководні апарати, включаючи відомі Росії Джерело статті журнал Новини у фотографіях, у якого всі копіюють контент - BigPicture.ru ські «Мир-1» та «Мир-2», будувалися саме з розрахунком на глибину близько 6000 метрів.

Однак людство любить ставити перед собою максимальні завдання, тому «Трієст» вирішено було направити для підкорення найглибшої точки Світового океану — Маріанської западини у Тихому океані, глибина якої сягає 11 кілометрів.

Ця операція, в якій були задіяні сили ВМФ США, отримала кодову назву «Проект Нектон». Для її здійснення було проведено серйозні доопрацювання апарату — зокрема, в Німеччині на заводі Круппа було виготовлено нову, міцнішу гондолу.

Наприкінці 1959 року "Трієст" був доставлений на військово-морську базу США на тихоокеанському острові Гуам. У роки Другої світової війни острів був ареною кровопролитних битв, а на момент проведення «Проекту «Нектон»» у джунглях продовжував ховатися як мінімум один японський солдат, який не вважав війну закінченою.

Втім, це ніяк не вплинуло на підготовку історичного занурення. Після кількох пробних спусків на 5 км та 7 км (що вже було рекордом для того часу) було дано добро на так зване «Велике занурення».

«Велике занурення»

Тут, щоправда, виникло нерозуміння між Пікаром та американською стороною. Американці заявили, що у «Великому зануренні» Пікар не братиме участі. Можливо, у ВМФ США вважали, що історичне досягнення має бути суто американським, а не американо-швейцарським.

Не зумівши переконати колег, Пікар навів останній аргумент — дістав контракт і показав пункт, у якому вказувалося, що він має право брати участь у «особливих зануреннях». Те, що нирок на 11 кілометрів — особливий випадок, американські представники не заперечували і допустили Пікара до занурення.

Сам Пікар потім згадував, що наполягав не просто на бажанні встановити рекорд — він пірнав на «Трієсті» понад 60 разів, тоді як у його колег із США була мінімальна кількість самостійних занурень.

На точку спуску «Трієст» був відбуксований у ніч на 23 січня 1960 року.

Вранці 23 січня 1960 року Жак Пікар і лейтенант ВМС США Дон Уолш почали історичне занурення. вони поринали, говорила про те, що занурення триватиме 30 годин, що було абсолютно нереально. На щастя, потім швидкість вийшла на розрахункові показники.

О 13:06 23 січня 1960 року, після п'яти годин занурення Пікар і Уолш досягли дна Маріанської западини на позначці 10 919 метрів.

Історичний спуск «Трієста» вирішив питання, що мучило вчених-океанологів: чи можуть жити на такій глибині складні організми. Пікара було піддано сумніву через відсутність документальних доказів.

Дослідники пробули на дні 20 хвилин, після чого апарат протягом трьох годин повертався на поверхню. Там Пікар та Уолш потрапили в обійми інших учасників історичного проекту.

Третім у безодні став творець «Аватара»

Погодні умови та технічні складності призвели до того, що занурення Пікара та Уолша на дно Маріанської западини стало єдиним у рамках Проекту Нектон. А для самого Жака Пікара воно вийшло і прощальним — з цього моменту «Трієст» остаточно перейшов до рук спеціалістів ВМС США, і швейцарець з ним більше не працював.

Жак Пікар у книзі, присвяченій історичному зануренню, писав, що з досягненням дна Маріанської западини людині більше не буде де встановлювати подібні рекорди — залишиться тільки вирушити в космос. Вчений не помилився: трохи більше, ніж через рік, 12 квітня 1961 року Юрій Гагарін на кораблі «Схід» підкорив земну орбіту.

Сімейний потяг Пікаров до винаходів передалася і синові Жака, Бертрану Пікару. У 1999 році він став першою людиною, яка здійснила кругосвітню подорож на аеростаті. Батискаф "Трієст" до 1963 року входив до складу ВМФ США, а нині є експонатом військово-морського історичного центру у Вашингтоні.

З 1960 по 2012 рік жодна людина, крім Пікара та Уолша, не опускалася на дно Маріанської западини. У 2012 році на одномісному батискафі Deepsea Challenger дна Маріанської западини досяг легендарний голлівудський режисер Джеймс Кемерон, творець «Титаніка» та «Аватара». Саме на зйомках «Титаніка», пірнаючи на російських апаратах «Мир» до загиблого судна, режисер і захопився глибоководними зануреннями. А в підготовці підкорення Кемероном дна Маріанської западини брав участь не хто інший, як напарник Пікара з історичного занурення Дон Волш.

Скільки разів людина була на дні Маріанської западини

Маріанська западина (Маріанський жолоб) – вузька депресія (ложина) на дні Тихого океану (в його західній частині), найглибша у світі. Вона простяглася вздовж. РІА Новини, 23.01.2020

Маріанська западина (Маріанський жолоб) – вузька депресія (ложина) на дні Тихого океану (в його західній частині), найглибша у світі. Вона простяглася вздовж Маріанських островів на 1340 кілометрів, має V-образний профіль та круті асиметричні схили. Острівний схил вищий і крутіший за океанічний, розчленований каньйонами і ускладнений сходами. Маріанська западина має плоске дно шириною 1-5 км, розділене порогами на кілька замкнутих ділянок з глибиною 8-11 км. Океанічний схил та дно вкриті малопотужним (до 200 метрів) шаром опадів. Від ложа океану западина відокремлена валом, де знаходиться багато підводних вулканічних гір. Тиск води біля дна досягає 108,6 мегапаскаля (1100 атмосфер), що більш ніж у 1100 разів більше за нормальний атмосферний тиск на рівні поверхні Світового океану. Маріанська западина знаходиться на стику двох літосферних плит. Уздовж її осі відбувається піддвиг Тихоокеанської літосферної плити під Філіппінську. Характерна висока сейсмічність. Маріанська западина була виявлена ​​в 1875 році британською експедицією, що проводила перші системні проміри глибин в Тихому океані на океанографічному судні "Челленджер", переобладнаному в 1872 році для проведення гідрологічних, геологічних, геохімічних, біологічних і метеорних. Вимірювання лотом, що опускається на прядив'яному тросі з борту цього судна, показали глибину 8 184 метри, але ці дані неодноразово уточнювалися. У 1899 році з борту американського судна "Неро" тим же способом було виміряно глибину 9636 метрів. Перші оцінки глибин у районі Маріанської западини за допомогою ехолотів були отримані в 1925-1931 роках з японських суден "Мансуї", "Косуї" та "Іодо".Максимальна глибина, визначена в цей період, - 9814 метрів. У 1951 році нове англійське гідрографічне судно "Челленджер", що успадкувало назву відомого дослідницького корвета, зробило ряд вимірювань глибин Маріанської западини. При цьому використовувався вдосконалений ультразвуковий ехолот, за допомогою якого було виміряно нову максимальну глибину Маріанської западини – 10 863 метри. Судном було виконано також кілька тросових вимірів глибин, причому максимальна глибина виміряна була 10 830 метрів. За допомогою трубкового лота з глибини 10504 метра була отримана проба грунту (коричневого мулу). Його аналіз показав, що в мулі міститься велика кількість радіолярій (одноклітинні планктонні організми) і діатомових водоростей (одноклітинні водорості, що відрізняються наявністю у клітин своєрідного "панциру", що складається з діоксиду кремнію), а також сліди вулканічного пилу. Найглибша точка в Маріанській впадині знаходиться на заході Тихоокеанського басейну. Вона розташована за 1,8 тисячі кілометрів від Філіппін на південно-західній стороні западини. Це місце отримало назву Безодня Челленджера (Challenger Deep). Максимальну за всю історію глибину у цьому місці виміряли 1957 року з радянського науково-дослідного судна "Витязь". Вона становила 11 022 метри, проте пізніше з'ясувалося, що вчені при знятті свідчень не врахували зміну умов середовища на різних глибинах. На різних глибинах дуже відрізняються температура, і це вимагає складного перерахунку показань приладів. Максимальна глибина Маріанської западини 1984 року була уточнена японськими гідрографами. Вона становила 10 924 метри. Експедиції "Витязя" відіграли велику роль у дослідженні глибоководної фауни в Маріанській западині.У 1958 та 1975 роках внаслідок тралінь у ній на борт судна підняли 24 види тварин, 10 з яких вперше були описані вченими Інституту океанології ім. П.П. Ширшова. Перше занурення людини на дно Маріанської западини було скоєно 23 січня 1960 лейтенантом Військово-Морських Сил США Доном Уолшем (Don Walsh) і швейцарським дослідником Жаком Піккаром (Jacques Piccard) на батискафі Trieste. Вони досягли глибини 10916 метрів, виміряли температуру і радіоактивність води і виявили в її товщі живі організми. Батискаф провів на дні 20 хвилин, а все занурення тривало близько дев'ятої години. Після цього лише в 1995 році японський підводний апарат з дистанційним керуванням Kaiko опустився на дно Маріанської западини у місці, що має глибину 10 911 метрів. Надалі цей апарат використовувався головним чином для біологічних досліджень у Маріанській западині. У ході них у 2002 році було виявлено безліч видів невідомих науці одноклітинних організмів, що існують у незмінному вигляді майже мільярд років. У 2009 році на дно западини опускався гібридний (автономно-прив'язний) апарат Nereus, створений у США зусиллями кількох організацій. Він вперше зробив фото- та відеозйомку, були проведені локальні вимірювання гідрофізичних та гідрохімічних параметрів, взяті проби ґрунту. Апарат також захопив кількох мешканців рекордних глибин. Це дозволило вченим виявити колонії "автономних" бактерій на самому дні Маріанської западини. З серпня по жовтень 2010 року американська океанографічна експедиція провела зйомку ділянки дна Маріїнської западини площею близько 400 тисяч квадратних кілометрів за допомогою багатопроменевого ехолота, який працював із роздільною здатністю не більше 100 метрів.Ці дослідження допомогли вченим вперше створити точну карту та тривимірну модель рельєфу дна западини. В результаті вони виявили чотири хребти заввишки до 2,5 кілометра, які перетинають Маріїнський жолоб. На думку вчених, хребти сформувалися близько 180 мільйонів років тому під час постійного руху літосферних плит. У ході "підповзання" крайової частини Тихоокеанської плити, як більш старої та "важкої", під Філіппінську утворюється складчастість через те, що більш щільні породи "опираються" цьому процесу і формують "складки", здіймаючись у вигляді гір поблизу кордону літосферних. плит. Експедиція також уточнила параметри найглибшої точки Маріанської западини. Нові виміри "поглибили" її на 23 метри (10 994 метри проти 10 971 метри за даними 2009 року). Проте вчені наголошують, що можна гарантувати точність у межах до 40 метрів. У 2012 році канадський режисер Джеймс Кемерон поринув у Маріанську западину на глибоководному апараті, розробленому його власною командою. Будівництво дванадцятитонного Deepsea Challenge коштувало приблизно сім мільйонів доларів. Експедиція готувалася близько семи років, у конструкторських розробках та плануванні наукової програми брали участь Інститут океанографії імені Скрипса (США), Лабораторія реактивного руху НАСА та Університет штату Гаваї. Занурення тривало майже сім годин. Кемерон провів у "Безодні Челленджера" близько шести годин, протягом яких вів відеозйомки підводного світу. Через несправність однієї з металевих "рук", що керуються гідравлікою, він не зміг відібрати зразки, необхідні вченим для вивчення геології дна.Джеймс Кемерон став третьою людиною в історії, що досягла найглибшої точки Світового океану, і першою, яка зробила це поодинці. У наступні роки китайські та американські дослідники вивчали глибоководну фауну Маріїнської западини за допомогою підводних апаратів. Крім різних апаратів, що спускаються, вчені активно вивчають Маріанську западину за допомогою сейсмографів, встановлених на дні океану в її околицях, а також на сусідніх островах. Вивчення структури дна Маріанської западини допомогло геологам вирахувати приблизну кількість води в надрах Землі. Як виявилося, пласт кори, що "тоне", під Маріанською западиною майже повністю йшов у глибинні шари мантії Землі, зберігаючи свою структуру навіть на глибинах в 50-60 кілометрів. Це, у свою чергу, означає, що в надра планети потрапляє значно більше морських гірських порід, багатих на воду та її сполуки, ніж вважалося раніше. За оцінками вчених, Маріанська западина "закачала" понад 79 мільйонів тонн води в глибинні шари мантії Землі за останній мільйон років, що приблизно в 3-4 рази вище за попередні оцінки, обчислені за даними спостережень за менш глибокими і великими жолобами. У 2019 році в рамках експедиції Five Deeps американський дослідник Віктор Весково здійснив три спуски в районі Маріанського жолоба. В один з них підводний човен Весково DSV Limiting Factor за 3,5-4 години досяг глибини 10 927 метрів. Дослідник встановив рекорд із одиночного занурення. Під час занурення йому вдалося виявити чотири нові види ракоподібних, а також на дні Безодні Челленджера він знайшов пластиковий пакет та обгортки від цукерок, що свідчить про забруднення Світового океану.Російський мандрівник Федір Конюхов також збирається опуститися на дно Маріанської западини на батискафі, який для нього збудує Об'єднана суднобудівна корпорація (ОСК) У червні 2019 року стало відомо, що ОСК почала проектування апарату для занурення та відкритих джерел