История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро
Рис. 22.1 Мари Тарп и Брюс Хейзен возле их карты океанского дна. Начало 1960-х гг. Источник: Wikimedia Сommons
К началу 1950-х гг. Тарп нанесла на карту данные Хейзена и составила первую в истории полную карту Атлантического океана; она была опубликована в 1957 г. Но уже в 1952–1953 гг. Мари стала первой, кто осознал, что существуют срединно-океанические хребты, тянущиеся по всему земному шару, и что это самые длинные горные цепи на планете. Более того, она заметила идущую по всей оси хребта огромную рифтовую долину, которая была масштабнее Большого каньона. Как геолог Мари знала, что рифтовые долины означают растяжение земной коры, и потому твердо считала, что океанское дно должно расширяться. Однако Хейзен и Морис «Док» Юинг, основатель и руководитель Обсерватории Ламонт, не разделяли ее уверенности. Они были ведущими составителями карты и соавторами опубликованных статей, поэтому сдерживали Тарп и оставляли без внимания ее догадки. Спустя несколько лет Гарри Хесс, Фредерик Вайн и Драммонд Мэтьюз (см. главу 21) объединили все сведения по данной проблеме и получили заслуженные почести за открытие и подтверждение спрединга морского дна. Однако именно Мари Тарп стала первым исследователем, обнаружившим те же факты и предложившим их правильное истолкование – за 10 лет до того, как представили свои доказательства Вайн и Мэтьюз.
К концу 1960-х гг. Тарп и Хейзен закончили картирование всего океанского дна, и в 1977 г. National Geographic опубликовал культовую карту глубин, на которой росли все новые поколения. Но в мои школьные годы на глобусах и картах мировые океаны обозначались сплошным бледно-голубым цветом, поскольку о том, что скрывается под волнами, практически ничего не было известно. Я познакомился с Хейзеном и Тарп будучи студентом в Ламонт в 1976 г. и помню шок, который испытали все сотрудники обсерватории, когда в 1977 г. услышали, что Хейзен умер от сердечного приступа на подводной лодке во время картографирования и съемок морского дна. Тарп закончила свою работу, уволилась из Ламонт в 1983 г. и спокойно жила на доходы от своих карт, пока не скончалась в 2006 г. в возрасте 86 лет. Она нанесла на карту больше территорий планеты, чем любой другой человек (как в прошлом, так и в будущем), но очень немногие люди вообще слышали о ней или о том, как она оказалась первопроходцем в той науке, где в ее времена доминировали мужчины.
На картах Мари появилась одна из величайших загадок океанов: чрезвычайно глубокие области морского дна, известные как океанические желоба. В Мировом океане их насчитывается примерно 50; их общая длина достигает 50 000 км, хотя они настолько узки, что включают только 0,5 % морского дна (рис. 22.2). Почти все они находятся по краям Тихого океана, но есть и расположенные у той части побережья Индийского океана, где он омывает Индонезию, а также в других местах. Глубина большинства из них – от 3000 до 4000 м, при этом глубина Марианского желоба составляет 11 034 м: это самая глубокая впадина на поверхности планеты. Вы можете опустить в нее Эверест, и у вас останется еще 2186 м до поверхности. Некоторые из этих желобов были открыты британским «Челленджером» – парусно-паровым исследовательским судном, которое в 1872–1876 гг. участвовало в океанографической экспедиции, производя измерения глубин и извлекая образцы со дна. Участники экспедиции обнаружили место, известное сейчас как Бездна Челленджера – одну из самых глубоких частей Марианского желоба.
Рис. 22.2 Карта основных глубоководных желобов в западной части Тихого океана. Предоставлено Национальным управлением океанических и атмосферных исследований
Азия
На такой глубине холодно и темно, а давление воды столь велико, что выжить могут совсем немногие организмы. Его не выдержит даже большинство подводных лодок, и только в 1960 г. на дно Марианской впадины опустился специально сконструированный батискаф «Триест» (рис. 22.3) с прочным корпусом, рассчитанным на колоссальный напор воды. Он стал первым аппаратом, который взял образцы и сфотографировал самые глубокие уголки океана. С тех пор на дно Бездны Челленджера и других желобов опускались несколько специально разработанных автоматических или управляемых людьми подводных аппаратов. Одно из недавних погружений в одиночку осуществил режиссер Джеймс Кэмерон (снявший фильмы «Терминатор», «Титаник» и «Аватар»), который управлял батискафом под названием Deepsea Challenger. 26 марта 2012 г. Кэмерону потребовалось почти 3 часа, чтобы спуститься на глубину 10 898 м, затем он еще 3 часа занимался исследованиями, а еще через 2 часа вернулся на поверхность. Это было всего лишь второе подобное погружение в самую глубокую впадину океана и рекордное на тот момент по времени, затраченному на исследования. Кроме того, Кэмерон до сих пор остается рекордсменом по глубине пилотируемого погружения.
Рис. 22.3 Батискаф «Триест» – первое судно, погрузившееся на дно Марианской впадины. Источник: Wikimedia Сommons
Хотя Тарп и Хейзен зафиксировали множество глубоководных желобов, в 1950-х гг. их происхождение все еще оставалось загадкой. Одним из ключевых шагов стала гравиметрическая съемка дна океана, которую вел с подводной лодки голландский геофизик Феликс Андрис Венинг-Мейнес. С 1923 по 1939 г. этот высоченный голландец регулярно втискивался в крохотную подводную лодку и бороздил океаны. Затем началась Вторая мировая война, немцы захватили нейтральные Нидерланды, и Венинг-Мейнесу пришлось отложить науку в сторону и сражаться в рядах голландского Сопротивления. После войны он вернулся к своим обязанностям в Утрехтском университете. К 1948 г. он опубликовал результаты собственных многолетних исследований гравитационных профилей морского дна. Одним из самых поразительных результатов оказалась крайне низкая гравитация, отмечаемая под океаническими желобами. В соответствии с основными принципами гравиметрии это означало, что кора под желобами была гораздо менее плотной, чем ожидалось. В большинстве других мест плотность морского дна, напротив, была весьма высокой из-за пород очень плотной мантии, залегающих непосредственно под тонкой океанической корой. Иными словами, что-то должно было вытеснить плотную мантию на большой глубине под желобом – что-то вроде материала земной коры с низкой плотностью.
Фрагмент головоломки № 2: Зона сильных землетрясений
Во время послевоенного бума наук о Земле сейсмология развивалась семимильными шагами. Благодаря средствам, полученным по ходу наблюдений за советскими ядерными испытаниями (ядерные взрывы создают четкие ударные волны, которые сейсмографы
