Глава 1 ОКЕАНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ «ВИТЯЗЯ» ЗА 30 ЛЕТ ПЛАВАНИЯ

А теперь о самом корабле. «Витязь» (бывший «Марс») был построен в Германии в 1939 г. как грузовой теплоход, предназначенный для перевозки фруктов из тропиков в Западную Европу. После войны в числе трофейных судов он находился в распоряжении Министерства морского флота. А затем решением правительства корабль был передан Академии наук для использования в научных целях.

Он был перестроен в экспедиционное судно на верфи в Висмаре (ГДР). Были уменьшены грузовые трюмы и увеличены жилые каюты для экипажа и научного персонала. Значительно увеличены рабочие помещения для развертывания многочисленных лабораторий, наконец, судно было оснащено разнообразной, по тем временам современной специальной техникой для производства океанологических исследований в Мировом океане на всех глубинах — для глубоководных тралений, драгировок, собирания проб грунта дночерпателями, трубками, для длительных буйковых станций и т. п. Работа потребовала обширных знаний, опыта, творческой инициативы и настойчивости, другими словами, энтузиазма. Много сил отдали этому делу талантливый инженер и конструктор Н. Н. Сысоев, профессор (позднее академик) Л. А. Зенкевич и В. Г. Богоров, заместитель директора института, позднее член-корреспондент АН СССР. Богоров же и предложил название корабля — «Витязь».

«Витязь» долгие годы был флагманом советского научного флота. Это большой корабль водоизмещением 5600 т. Сильная по тем временам машина — дизель в 3200 лошадиных сил позволял развивать ход в 12–13 узлов. Судно на редкость остойчивое, хорошо держится на волне и позволяет вести работы даже при волнении в 6–7 баллов.

Жилые помещения вмещают 70 человек экипажа и такое же количество научных сотрудников. На судне много лабораторий, оснащенных приборами для океанологических исследований. Гордостью корабля были мощные, специально сконструированные тяжелые лебедки, предназначенные для траления на океанских глубинах и для постановки судна на якорь в открытом море. Траловая 12-тонная лебедка и самая мощная 22-тонная якорная лебедка установлены на палубе. Но барабаны, на которые намотано по 14 км толстого стального троса (ваера), расположены глубоко внизу, в трюме, так как многотонная тяжесть этого троса, лежащая на палубе, отражалась бы на остойчивости судна. Автономность плавания доведена была с 6000 до 18 500 миль, установлены дополнительные танки для топлива и воды.

Конечно, тем, кто плавал на наших более новых и крупных экспедиционных судах, таких, как «Академик Курчатов» или «Дмитрий Менделеев», «Витязь» показался бы тесным и недостаточно комфортабельным, но надо помнить, что это были первые послевоенные годы. Нам, «старикам», прошедшим школу морских экспедиций на мелких, валких, тесных, необорудованных судах, таких, как «Персей» (400 т) или «Николай Книпович» (120 т), «Витязь» казался роскошным. Основным его недостатком было то, что на нем не было установок для кондиционирования воздуха. В жаркую погоду в каютах и других внутренних помещениях бывало душно, особенно во влажных тропиках. Все эти усовершенствования, конечно, есть на наших новых экспедиционных судах.

За 30 лет экспедиционных плаваний, а это срок для корабля немалый, «Витязь» оставил за кормой путь, выражающийся астрономической цифрой — 800 тыс. миль, что составляет 37 окружностей Земли по экватору. Конечно, в коротком очерке трудно рассказать о колоссальной работе, проделанной экспедициями на «Витязе» за все годы его напряженной, неустанной деятельности. Кроме того, рассказать квалифицированно обо всем, что сделано в экспедициях «Витязя» за всю его жизнь, одному человеку невозможно: надо быть специалистом во всех областях океанологии, что в наше время также невозможно. Но дать общее представление, конечно, следует.

Окидывая взором всю «эпоху «Витязя»» в советской океанологии, можно сделатьодно общее замечание. В первых рейсах «Витязя» происходило как бы общее знакомство с природой дальневосточных морей и Тихого океана. Каждая экспедиция выполняла комплексную программу. Комплексный подход был необходим и полезен в начальный период морских исследований.

Впоследствии комплексные экспедиции сменились специализированными, изменился подход к организации исследований. Каждая экспедиция имела четкую программу, будь то программа физическая, геологическая, химическая или биологическая, и усилия исследователей были направлены на решение одной сложной задачи.

Первые плавания «Витязь» совершил в наших дальневосточных морях — Японском, Охотском и Беринговом, бывших в начале 50-х годов «белым пятном». Из Курильских проливов он выходил в Тихий океан. В результате этих первых экспедиций вместо впадины Тускарора на карте появился грандиозный Курило-Камчатский желоб с глубинами свыше 10 тыс. м. В этом желобе на глубине свыше 8 км была поймана рыба, что тоже было сенсацией. В 1954 г. «Витязь» приступил к планомерному исследованию Тихого океана. У Марианских островов в Марианской впадине была открыта самая большая глубина Мирового океана — 11022 м. Итоги многолетних исследований в Тихом океане обобщены в многотомной монографии «Тихий океан», за которую большой группе сотрудников Института океанологии в 1980 г. присуждена Государственная премия СССР.

«Витязь» всегда принимал активное участие в международных исследованиях океана. В 1957 г. экспедиции на этом судне внесли важный вклад в изучение Тихого океана по программе Международного геофизического года. Шесть лет, начиная с 1959 г., «Витязь» работал в Индийском океане по программе Международной Индоокеанской экспедиции. В последние годы корабль участвовал в советско-американском эксперименте по изучению океанских вихрей в так называемом Бермудском треугольнике (экспедиция «Полимоде»).

Уже с первых экспедиций «Витязя» в дальневосточные моря уделялось внимание изучению рельефа морского дна с помощью эхолотов-самописцев. И в Японском, и в Охотском, и в западной части Берингова моря обнаружены котловины и разделяющие их возвышенности или подводные хребты. Выйдя на простор Тихого океана, «Витязь» приступил к систематическому изучению всей системы глубоководных океанских желобов западной и юго-западной окраин Тихого океана — желобов Алеутского, Курило-Камчатского, Японского, Филиппинского, Идзу-Бонинского, Марианского, Яп, Палау, Ново-Британского, Бугенвиль, Тонга, Кермадек. Особенно ценные исследования выполнены в районе Курило-Камчатской дуги. В результате работ «Витязя» изменились представления о характере склонов желобов. Ученые детально исследовали поднятия ложа Тихого океана и определили типы этих поднятий — сводовые, глыбовые и краевые валы.

В Индийском океане (в восьми рейсах, начиная с 31-го рейса в 1959 г.) «Витязь» произвел запись рельефа дна протяжением во много тысяч миль и сделал около 20 геомагнитных съемок. Он исследовал единственный в этом океане глубоководный желоб Зондский и разломы ложа Индийского океана — Амирантский, Витязь, Чагос, Ланка, Маврикий и др. Были получены новые данные о срединно-океанском хребте Индийского океана, о строении рифтовых зон. В результате многочисленных рейсов на картах этого наименее изученного из всех океанов появились горные хребты и отдельные подводные горы, например гора Афанасия Никитина. Было открыто идущее вдоль экватора подповерхностное течение, названное течением Тареева (в честь безвременно умершего ученого, работавшего в Институте океанологии).

Геологические исследования в дальневосточных морях стали школой советских морских геологов, в которой отрабатывались приемы геологических исследований на больших глубинах, в условиях качки или льдов, испытывались новые приборы. На основе собранного материала была составлена первая карта донных осадков Охотского моря. Она коренным образом отличалась от карт донных осадков, составленных ранее. Были исследованы также Японское и Берингово моря.

Детально изучался химический состав донных осадков, причем кроме обычных анализов на соединения кремния и карбонаты исследовалось распределение таких элементов, как ванадий, вольфрам, молибден, а также распределение сульфидов и свободного H2S. Широко стали применяться дночерпатели и взятие колонок грунта. Были развернуты работы по изучению осадкообразования (А. П. Лисицын, 1956). Разрабатывались методы определения абсолютного возраста осадков иониевым методом и обломочных материалов калий-аргоновым методом. После работ «Витязя» по донным осадкам и процессам их образования дальневосточные моря в этом отношении стали одними из наиболее изученных.

Используя приобретенный опыт, геологи «Витязя» перешли к изучению Тихого океана. Были собраны в ранее трудно доступных районах океана, в частности в глубоководных океанических желобах, высококачественные пробы донных отложений, изучены основные типы глубинных осадков, выяснены закономерности их накопления, составлены современные карты распределения донных отложений. Все это было подытожено в монографии «Осадкообразование в Тихом океане».

Плодотворны были геологические исследования и в Индийском океане. Они ознаменовались крупными открытиями в изучении морфологии дна. Были уточнены границы и рельеф главных подводных хребтов и котловин, открыты неизвестные хребты, валы, горы, вулканы, желоба и долины.

«Витязь» был пионером и наших геофизических исследований в Мировом океане. Впервые испытывались и внедрялись в практику океанологических исследований многие геофизические методы и приборы: гидрофоны, сейсмическая регистрирующая аппаратура, магнитометры, определялась мощность земной коры и осадочных слоев. Геосейсмическое зондирование было проведено на хребтах Аравийском, Индийском, Мальдивском, Зондском и др. Обнаружены новые рифтовые долины.

Гидрологические исследования проводились во всех экспедициях «Витязя», так как океанология — это прежде всего характеристика водной среды, ее физических и динамических свойств. Первый период гидрологических исследований «Витязя» был ограничен изучением дальневосточных морей, их водообмена с Тихим океаном. Эти исследования показали, откуда происходят воды разных районов этих морей, связаны ли они генетически, например в Беринговом море, с субарктической зоной Тихого океана или с мелководной арктической областью.

По программе Международного геофизического года экспедиции в Тихом океане дали богатые результаты, обобщенные в монографии «Гидрология Тихого океана». Все данные по температуре, солености, плотности, течениям, волнам, льдам вошли и в более позднюю монографию «Общая циркуляция вод Тихого океана».

Работы в Индийском океане также дали совершенно новое понимание структуры и циркуляции его вод. В Индийском океане выделена особая муссонная зона, где ветры и течения верхнего слоя меняют свое направление в зависимости от сезона более чем на 90°. Большие исследования проведены «Витязем» по проблеме поровых вод.

Не меньшее значение имеют исследования «Витязя» в области химической океанологии. Геохимические исследования касались, в частности, круговорота серы, поступления ее в океан с речными стоками, образования H2S в условиях биогенного круговорота серы в Мировом океане и накопления этого элемента в донных осадках.

Много сделал для развития химической океанологии в нашей стране С. В. Бруевич. Во всех океанах изучались биогенные соединения (фосфаты, нитраты, нитриты и др.), кислород, рН, силикаты и другие элементы химии вод. Эти исследования помогли понять естественное районирование океанов, прежде всего Тихого, по горизонтали и по вертикали и связать химию вод с биологической продуктивностью моря. Нашими учеными показана трехслойная гидрохимическая структура Тихоокеанского бассейна, развиты представления о закономерностях распределения и изменчивости солевого состава морской воды.

Биологические исследования, произведенные экспедициями на «Витязе», не менее впечатляющи, чем его вклад в физико-географическую характеристику океанов. Это касается всех сторон изучения биологии моря — изучения планктона, нектона, бентоса, ихтиологии и др. Достаточно просмотреть сводку Г. М. Беляева, одного из ветеранов «Витязя», посвященную описанию ранее неизвестных науке животных и растений, открытых в экспедициях «Витязя». За 30 лет плаваний на «Витязе» биологами собраны громадные зоологические коллекции, описано более 1100 новых видов и установлено более 170 новых родов, более 25 новых семейств, отрядов, до нового типа (Pogonophora) включительно. Подавляющее большинство ранее неизвестных науке ультраабиссальных животных собрано в глубоководных впадинах Тихого океана на глубинах от б до 11 км. Одних погонофор установлено 49 новых видов.

Изучение жизни в морях и океанах — огромная проблема, которая складывается из нескольких направлений: изучения пелагиали, т. е. населения открытого моря, нектона — обитателей толщи вод, бентоса, т. е. придонной фауны; изучения планктона, т. е. мелких, взвешенных в воде организмов, рыб и т. д. В капитальных исследованиях планктонологов детально исследовались все компоненты биологического сообщества моря: бактерии, простейшие, животный и растительный микро- и макропланктон. Неизбежно проводятся сопутствующие гидрофизические и гидрохимические измерения, без которых трудно было бы объяснить многие вопросы изменчивости биологической продуктивности океана. Обобщение проведенных в свое время исследований позволило В. Г. Богорову построить схему биологической структуры Тихого океана. Многолетние исследования М. Е. Виноградова и сотрудников с привлечением методов математического моделирования осветили проблемы биологической продуктивности на широких океанских акваториях.

Столь же широкие задачи ставит изучение придонного населения, или бентоса, его происхождения, качественного и количественного состава. Это направление было создано у нас академиком Л. А. Зенкевичем и успешно развивается его последователями — 3. А. Филатовой, Н. Г. Виноградовой, Г. М. Беляевым и др. Ими поставлены и изучаются широкие проблемы биогеографического районирования Тихого океана, вертикальная зональность фауны в качественном и количественном отношении, история возникновения и развития океанической фауны.

Особенно ценный вклад в науку о жизни океана внесли исследования Л. А. Зенкевича и его школы глубоководной фауны, бентоса океанических желобов. Собранные ими на «Витязе» коллекции — наиболее обширные из существующих в настоящее время коллекций глубоководных животных. Изучение этих материалов позволило выделить самостоятельную ультраабиссальную зону жизни в желобах, на глубинах свыше 6000 м.

Специальный интерес имеют ихтиологические исследования «Витязя». Начиная уже с его первых рейсов в дальневосточные моря ихтиологи (Т. С. Расе, позднее Н. В. Парин и др.) уделяли большое внимание ихтиологическим исследованиям с применением самых разнообразных приборов — оттертралов, плавниковых сетей, ярусов, большой конической сети, хамсерозной сети, тралов Сигсби и Галатея, разноглубинных тралов Айзекс-Кидда и др. Изучались промысловые ресурсы дальневосточных морей, размножение и развитие многих видов рыб, имеющих промысловое значение, и другие вопросы.

С выходом «Витязя» в дальние плавания по Мировому океану исследования воспроизводства и развития рыб охватили важнейшие группы ихтиофауны эпимезо и батипелагиалей Тихого и Индийского океанов, т. е. поверхностных, средних и глубоких горизонтов моря.

Специально исследовали развитие ряда видов, участвующих в образовании звукорассеивающих слоев, в частности циклотонов и др. Наконец, нельзя не сказать о большой помощи, которую ихтиологи оказывали на борту «Витязя» специалистам другого профиля, например нам, биохимикам, или физиологам, изучающим рыб со своей точки зрения.

В настоящее время приобрел особую актуальность вопрос о радиоактивности морской воды, морских осадков и морских организмов. Речь идет не только о природной, естественной радиоактивности (что представляет особую, весьма интересную проблему), но и в периую очередь об антропогенной радиоактивности, связанной с испытаниями ядерного оружия и захоронением радиоактивных отходов. Этот вопрос является одной из сторон более общей проблемы — загрязнения вод океана. Одним из частных вопросов этой общей проблемы явился вопрос о возможности захоронения радиоотходов в глубоководных впадинах океана. Вопрос был и остается весьма актуальным, так как известно, что американцы заявили о намерении использовать впадины океана, в частности впадину Тонга, как свалку этих опасных для жизни веществ. В. Г. Богоров и Е. М. Крепе, основываясь на всестороннем изучении глубоководных впадин Тихого океана, проведенном экспедициями «Витязя», и в частности впадины Тонга, на анализе данных по гидрологии, гидрохимии, биологии, показали, что впадины вообще и Тонга в частности активно промываются как горизонтальными течениями, так и вертикальной циркуляцией. Поэтому все, сброшенное в эти глубоководные впадины будет выноситься в верхние слои и отравлять всю толщу вод, включая животный мир. Эти положения были изложены мной на Второй международной конференции ООН по применению атомной энергии в мирных целях в Женеве в 1958 г. и получили должное признание. К сожалению, американцы в дальнейшем не очень считались с решениями ООН, хотя и согласились с ними на Женевской конференции.