Хелен Скейлс – Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям (страница 15)

Опубликованное в 2020 году исследование показало, что кожа с меланиновыми гранулами встречается у глубоководных рыб весьма часто. Карен Осборн с коллегами выявили семь случаев автономного развития рыб с кожей ультрачерного цвета в шестнадцати отдаленно родственных видах. Некоторые из них пользуются своей чернотой, чтобы не пасть жертвой других светящихся животных, другие не дают своим биолюминесцентным приманкам отражаться от собственного тела, чтобы не выдать себя. Все эти наблюдения показывают, что в бессолнечном царстве морских глубин нужно не только уметь создавать свет, но и прятаться в тени, которая темнее самой морской пучины.

В мире хемосинтеза

Когда ученые обнаружили крабов-йети, было бы поэтично, если бы оказалось, что они питаются морским снегом. На самом деле они делают нечто более странное. Впервые эти ракообразные отвратительного вида были замечены в 2005 году во время глубоководной исследовательской экспедиции в восточной части Тихого океана, к югу от острова Пасхи. Краб-йети – бледноокрашенное существо с туловищем размером с большой палец и длинными передними клешнями, покрытыми пышным ворсом, или щетинками. Глядя на его клешни, оканчивающиеся дурацкими округлыми щипцами, и на светлую ворсистую шкурку, кажется, что этот глубоководный краб похож на персонаж из «Маппет-шоу».

Один из таких крабов был недавно извлечен из глубин и официально назван «пушистой Кивой» (Kiwa hirsuta) в честь полинезийского бога моря – Кивы, а hirsuta в переводе с латыни означает «волосатый», «лохматый». Но все по-прежнему называют их крабами-йети[38].

На теле первого найденного краба-йети обнаружили колонии нитчатых бактерий. Это натолкнуло ученых на мысль, что у этого вида довольно необычный способ питания: он выращивает в своих мохнатых «рукавах» микробов, а затем поедает их. И бактерии эти необычные; они способны делать то, что еще несколько десятилетий назад считалось невозможным. Нетипичное поведение микробов позволяет крабу, а также множеству других животных успешно обитать в гидротермальных кратерах – одних из самых невероятных, неприступных и опасных мест в океане.

Впервые ученые увидели гидротермальный кратер в 1977 году, погрузившись на дно в спускаемом аппарате «Элвин» в другом районе восточной части Тихого океана, к северу от Галапагосских островов. «Разве глубокий океан не должен походить на пустыню? – изумился геолог Джек Корлисс, говоря по телефонной связи из „Элвина“ с кораблем, находящимся в двух с половиной километрах над ним. – Здесь полно всякой живности».

Глядя в иллюминатор «Элвина», Корлисс увидел высокие жерла, из которых лилась мерцающая жидкость, а вокруг находились тысячи животных. Он заметил червей длиной более двух с половиной метров с алыми перьями и моллюсков размером с суповую тарелку. Сам того не ведая, Корлисс смотрел на лишенную солнечного света экосистему, которая произведет революцию в представлениях о жизни на Земле.

С тех пор было обнаружено более 650 глубоководных гидротермальных районов с десятками или даже сотнями жерл в каждом. Около трехсот из них подтверждены визуально, остальные выявлены на основе химических и геологических тестов. Гидротермальные источники образуются вдоль срединно-океанических хребтов – подводных горных цепей, пересекающих планету по краям тектонических плит. Их можно обнаружить и в средних частях плит, на склонах и вершинах подводных гор, а также в зонах субдукции, где цепи подводных вулканов расположены дугами вдоль океанических впадин. Во всех этих вулканических районах из мантии в океаническую кору поднимаются камеры с расплавленной магмой. Морская вода просачивается в них через трещины в морском дне на глубину до пяти километров, в зависимости от глубины магматической камеры. Достигнув раскаленной расплавленной породы, вода перегревается и устремляется вверх по глубоким трещинам в коре. По пути морская вода вступает в реакцию с окружающими породами, захватывая растворенные минералы и металлы. Существенно изменив свой химический состав, циркулирующая морская вода превращается в так называемый гидротермальный раствор, который продолжает подниматься вверх и в конце концов прорывается через морское дно, подобно глубоководному аналогу горячих источников и гейзеров на суше, только гораздо горячее и токсичнее. Как правило, гидротермальные источники выбрасывают растворы, температура которых измеряется сотнями градусов, лишь огромное давление морских глубин не позволяет им закипеть и превратиться в газ.

Было подсчитано, что весь объем океана проходит через гидротермальные источники каждые десять-двадцать миллионов лет. Эта так называемая гидротермальная циркуляция действует как гигантский реактор, она уравновешивает химический состав океана и забирает тепло из недр Земли.

При столкновении извергающегося раствора с холодной морской водой некоторые из растворенных минералов и металлов выпадают в осадок и застывают, со временем образуя шпили и жерла, причем скорость роста некоторых из них достигает 30 сантиметров в день.

Гидротермальные жерла состоят из различных типов пород, содержащих металлы, часто сульфиды железа, и могут достигать более 30 метров в высоту.

Одно из самых высоких, которое ученые назвали Годзиллой, находилось в районе гидротермальных источников Индевор (Endeavour) на хребте Хуан-де-Фука, у западного побережья острова Ванкувер. Этот гигантский монстр был высотой с пятнадцатиэтажный дом (более 45 метров) и шириной более десяти метров, пока в 1990-х годах не рухнул из-за своей неустойчивости. В гидротермальных жерлах имеются центральные каналы, по которым устремляется обжигающий, насыщенный металлами мутный раствор, который, как правило, извергается из верхней части и выливается из щелей по бокам. Такие жерла называют «черными курильщиками», хотя на самом деле ни дыма, ни огня там нет.

Гидротермальные источники есть во всех океанах. Многие из них обнаружены вдоль Срединно-Атлантического хребта, который рассекает Атлантику с севера на юг, и Восточно-Тихоокеанского поднятия, растянувшегося от Калифорнийского залива до Антарктиды. В Средиземном море есть источники на Эллинской дуге, где Африканская тектоническая плита погружается под менее обширную плиту Эгейского моря. Совсем недавно это явление обнаружено вдоль хребтов в Индийском океане и вблизи Антарктиды, у краев малой Шотландской плиты, у оконечности Южной Америки. В 2008 году область гидротермальных источников была открыта в Северном Ледовитом океане, на хребте Гаккеля, который проходит через самые северные районы планеты. Одно из таких мест получило название «Замок Локи» – в честь бога коварства из норвежской мифологии, отчасти потому, что скопление из пяти жерл напоминает фантастическую цитадель, где мог бы обитать Локи, а также из-за сложности поиска в труднодоступных морских районах между Норвегией и Гренландией. Несомненно, обнаружатся новые гидротермальные области, особенно в отдаленных морях, куда пока никто не заглядывал, в том числе на крайнем юге, вдоль Юго-Восточного Индийского и Тихоокеанско-Антарктического хребтов.

Где бы они ни находились, найти гидротермальные области нелегко, поскольку расположены они на глубине от полутора до пяти километров и окружены мутной взвесью мельчайших частиц, препятствующих работе оборудования для дистанционного картографирования, таких как судовые гидролокаторы. К тому же это небольшие и редко встречающиеся участки. Большинство из них уместилось бы в зрительном зале, а общая площадь всех гидротермальных областей мира, по оценкам, составляет менее двадцати квадратных миль[39], что меньше Манхэттена.

Даже самые легкодоступные и хорошо изученные места с гидротермальными источниками постоянно преподносят сюрпризы. С 1980-х годов идет изучение Индевора, где когда-то возвышалось жерло Годзилла, а также сорока шести других жерл, имеющих свои названия и разбросанных по пяти областям. В 2020 году ученые представили результаты нового исследования зоны Индевора, в ходе которого они при помощи гидролокатора на автономном подводном аппарате – беспривязном, с автоматическим управлением – составили карту морского дна этого участка с разрешением примерно 1,2 метра. На карте видны десятки жерл с уходящими вверх пиками, расположенные вдоль узкой долины длиной около 13 километров. В общей сложности группа из Научно-исследовательского института океанариума залива Монтерей обнаружила в сегменте Индевора 572 жерла высотой от трех до двадцати семи метров. Многие из них оставались незамеченными, хотя находятся рядом с жерлами, изучавшимися на протяжении десятилетий.

Состав гидротермальных жерл и бьющих из них растворов в разных районах варьируется. Самой горячей и глубоководной является гидротермальная зона Биби, расположенная недалеко от Каймановых островов и названная в честь пионера глубоководных исследований Уильяма Биби. Узкие жерла, состоящие из сульфидов металлов, находятся на глубине до 5000 метров и извергают гидротермальные смеси температурой почти 403 градуса Цельсия[40]. В Тихом океане самые глубокие из известных жерл находятся в бассейне Пескадеро, у побережья мексиканского полуострова Нижняя Калифорния, на глубине более 3800 метров. В отличие от «черных курильщиков», эти источники относятся к более редкому виду – так называемым «белым курильщикам», извергающим прозрачные субстанции при более низких температурах. Они клубятся, как пар над горячим асфальтом, и образуют жерла из светлых минералов, таких как кварц и сульфат бария. В жерлах бассейна Пескадеро, с температурой источников 290 градусов Цельсия, откладываются белые и коричневые карбонаты. Из них образуются остроконечные пики и нависающие гроты, в которых собираются гидротермальные растворы, чтобы затем каскадом устремиться вверх, образуя серебристые завесы, похожие на водопады наоборот.