История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро
Рис. 24.1 Уолтер Манк, получающий премию Крафорда – «Нобелевскую премию» в области геологии. 2010 г. Источник: Wikimedia Сommons
После войны Манк вернулся в аспирантуру и в 1947 г. получил докторскую степень в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, а затем стал работать в Институте Скриппса, с которым связал дальнейшую карьеру. Он способствовал созданию в этом центре Института геофизики и планетарной физики и участвовал во многих океанографических экспедициях. Одним из самых важных его открытий стало определение того, как пассаты порождают замкнутую циркуляцию воды в умеренных и тропических широтах. Он также продемонстрировал, что приливные силы связали Луну с Землей и что одна лунная сторона всегда обращена к нашей планете. Однако известнее всего его вклад в развитие такого научного направления, как прогнозирование прибоя.
Самый амбициозный проект Манка (в сотрудничестве с Гарри Хессом из Принстона) – попытка добраться до мантии Земли, пробурив дно океана. В 1952 г. по инициативе Хесса и Манка группа ученых (включавшая, в частности, Мориса «Дока» Юинга, главу Обсерватории Ламонт, и Роджера Ревелла, директора Института Скриппса) создала AMSOC[96] – неформальное междисциплинарное сообщество, с целью консультировать правительство по вопросам выгоды и осуществимости разнообразных научных проектов. В 1956 г. эти выдающиеся люди привлекли консорциум нефтяных компаний CUSS (Continental, Union, Superior и Shell) к масштабному замыслу: пробурить океаническую кору с судна и добраться до мантии. В итоге проект был передан тогда еще молодому Национальному научному фонду (NSF), работавшему в сотрудничестве с консорциумом CUSS. Проект получил название «Мохол» (от англ. hole – «дыра», «скважина» и Мoho, то есть имелось в виду «Скважина до поверхности Мохоровичича») и отличался не менее грандиозной программой, чем космическая гонка, которая началась в 1957 г. в ответ на запуск первого спутника в СССР.
Испытания прошли возле Института Скриппса, а затем в марте 1961 г. началось пробное бурение у мексиканского острова Гуадалупе. «Мохол» заключил контракт с компанией Global Marine из Лос-Анджелеса на использование ее новейшего бурового судна CUSS 1. Оно стало первым кораблем, которое нефтяные компании построили для бурения дна океана в поисках новых нефтяных месторождений: ни одно предприятие в одиночку в то время не могло бы это осуществить.
Сотрудничество между NSF и консорциумом CUSS было взаимовыгодным. Ученые пожинали плоды результатов исследований, а нефтяные компании эксплуатировали новые шельфовые ресурсы. Бурение было сложным делом: прежде чем добраться до дна океана, приходилось пройти 3600 м морской толщи. Самая глубокая из пяти пройденных скважин достигала 183 м. Из нижней призабойной части этой скважины были отобраны пробы базальта океанической коры длиной всего лишь 14 м. В первом рейсе не намеривались продвигаться намного глубже, поскольку предполагалось, что это пилотная экспериментальная стадия для проверки самой возможности бурения в океане. Однако у проекта «Мохол» так и не оказалось шанса повторить попытку. Вмешалась политика. Когда ответственность за управление проектом перешла к NSF, AMSOC распалось и появилась масса трудностей. Конгресс в такой ситуации решил прекратить финансирование. «Мохол» сочли неудачным проектом.
…Растут розы успеха
Между тем трудности бурения через твердый базальт выявили еще кое-что: верхние 159 метров были легко пройдены, так как бур погружался в мягкие океанические илы и раковины планктона миоценового возраста. Эти глубоководные керны дали ученым первую качественную летопись океанических отложений, которую нельзя было составить путем обычного отбора кернов морского дна с помощью стальных труб, сброшенных с научного судна. Хотя к 1966 г. «Мохол» потерял популярность и лишился финансирования, ученые и нефтяники, получившие связанный с ним опыт, обрели понимание, что бурение слоев океанических осадков относительно простая и очень ценная процедура. Действительно, нефтяные компании интересовались только осадочными породами, поскольку именно в них формировалась и залегала нефть; твердая базальтовая лава под этими отложениями была добытчикам ни к чему. Ученые же осознали, что бурение осадочных пород по всему миру может рассказать подробную историю всех океанов и разных их изменений на протяжении многих миллионов лет. В отличие от летописи наземных отложений, которая скудна и эпизодична, илы и раковины планктона, опускающиеся с поверхности океана на морское дно, обеспечивают практически непрерывную хронику земной истории с небольшими пропущенными временны́ми интервалами.
К июню 1966 г. Институт Скриппса и консорциум уже других нефтяных компаний стали реализовывать Проект глубоководного бурения (DSDP), спонсируемый совместно NSF и частными нефтяными структурами. В октябре 1967 г. началось строительство судна Glomar Challenger (рис. 24.2) – более совершенного, нежели CUSS 1. Название нового корабля было образовано от названия судостроительной компании Global Marine, Inc. (сокращенно Glomar), а также увековечивало знаменитое британское парусно-паровое судно Challenger, которое с 1872 по 1876 г. совершило кругосветное плавание в рамках первой в мире океанографической экспедиции. «Гломар Челленджер», спущенное на воду 23 марта 1968 г., было 120 м в длину и 20 м в ширину и могло двигаться со скоростью 22 км в час, совершая плавания продолжительностью до 3 месяцев. Увенчанное 60-метровой буровой вышкой, оно было способно выполнять бурение на морских глубинах до 6100 м, а буровая колонна позволяла пройти скважину до 800 м в осадочных породах морского дна.
Рис. 24.2 Океанографическое буровое судно Glomar Challenger («Гломар Челленджер»). Источник: UC San Diego Library
Судно совершило два пробных рейса в Мексиканском заливе для проверки работоспособности. Третья экспедиция стала первым настоящим научным исследованием, и, естественно, ученые решили обратиться к самой жгучей геологической идее того времени и узнать, реален ли спрединг – расширение морского дна. Судно отправилось в Южную Атлантику и взяло серию кернов по обе стороны Срединно-Атлантического хребта. Действительно, отложения в нижней части каждого керна оказались тем старше, чем дальше породы находились от хребта; это доказывало, что морское дно действительно расширяется (см. главу 21).
В течение 15 лет до 1983 г. «Гломар Челленджер» использовался почти непрерывно, поучаствовав в 96 экспедициях, или «этапах». Он прошел 695 670 км, пробурил 624 скважины на морском дне и извлек из них 19 119 кернов. В ходе этих исследований ученые получили поразительную летопись истории Мирового океана, которая дала ответы на множество загадок – от причин ледниковых периодов (см. главу 25) и вымирания динозавров (см. главу 20) до вопроса, как именно океанические течения влияли на климат планеты в течение последних 150 млн лет. Многие считают эти экспедиции одним из важнейших достижений в истории науки
