Обитатели земных глубин. О самых странных существах на планете - Карен Ллойд

А если мы хотим пробурить морское дно гораздо глубже? На сотни метров? Для этого недостаточно сбросить тяжелую стрелу с кормы корабля, сколько бы тонн стальных пластин мы ни прикрепили к ее головке. Для таких целей требуется промышленное буровое оборудование, а оно стоит дорого, и такая работа должна быть организована на государственном или международном уровне.

В настоящее время научные изыскания, требующие глубокого бурения морского дна, проводятся тремя ведущими группами из США, Европы и Японии, а глубокое бурение на континентах осуществляется в рамках крупного международного проекта. В этих программах задействовано несколько кораблей: “Джойдес Резолюшен” (США), “Тикю” (Япония) и суда, переоборудованные для бурения в ограниченном пространстве (Европа). Судно “Джойдес Резолюшен” долгое время было главной рабочей лошадкой в научных проектах по глубоководному бурению, с его помощью в морском дне можно бурить скважины длиной около километра – в зависимости от глубины воды в выбранном месте и от типа пород в составе донных отложений. Мощные стабилизаторы удерживают судно на поверхности воды, даже когда волны или течения пытаются сдвинуть его с места. Благодаря этому из-под судна удается выдвинуть сотни или тысячи метров “бурильной колонны”, которая на самом деле представляет собой полую металлическую трубу, прикрепляющую судно к морскому дну, так что получается как бы огромный плавучий леденец на палочке. Через эту трубу пропускают массивное буровое сверло, пробивающее ил и породы, а морская вода служит смазкой.

Однако в морской воде тоже есть микробы, и они могут загрязнять образцы. Чтобы этого избежать, бурильщики, если позволяет ил, используют технологию Advanced Piston Coring (“отбор кернов поршневой трубкой”). По дну скважины производят мощный удар, в результате чего девять метров трубы продавливаются вглубь морского дна меньше чем за три секунды – и контакта с буровой жидкостью не происходит. В качестве другой меры предосторожности мы работаем только с центральной частью керна и добавляем в буровую жидкость летучее вещество. И периодически проверяем материал из керна на наличие этого вещества, чтобы удостовериться в отсутствии контакта с буровой жидкостью. Эти меры предосторожности вполне оправданны: если вы высверливаете в придонных отложениях дыру глубиной в несколько сотен метров под километровыми слоями морской воды, десятки таких труб возвращаются на корабль с ценными подповерхностными отложениями, которые не контактировали с океаном, не говоря уже о солнечном свете, сотни тысяч или миллионы лет. С помощью летучих маркеров мы проверяем, аккуратно ли проведено бурение и не заражены ли образцы обычными морскими микробами.

К сожалению, судно “Джойдес Резолюшен” вскоре будет выведено из эксплуатации, а следовательно, его уже нельзя будет использовать в научных экспедициях. Пока я пишу эти строки, у США еще нет конкретных планов по его замене, поэтому скоро мы не сможем бурить морское дно в рамках государственных научных проектов. Частные компании продолжат работу, извлекая богатства из подводных недр, однако общество получит выгоду от этой деятельности лишь в той степени, в какой компании захотят продать нам то, что обнаружат. И все же я надеюсь, что общество увидит пользу от научного бурения и продолжит его поддерживать.

Японское судно “Тикю” было сконструировано для решения такой задачи, которая не ставилась никогда прежде: для бурения сквозь всю земную кору вплоть до мантии. Помните, я говорила, что никто раньше не бурил скважины до мантии? Так вот судно “Тикю” предназначено именно для этой работы. И хотя эта ранее невыполнимая задача пока так и не реализована, на сегодняшний день в рамках проекта Leg 370 судно осуществило научные поиски жизни на глубине 1,2 километра в морском дне у берегов Японии. Чтобы пробурить кору в самом тонком месте и достать до мантии, придется продвинуться еще на несколько километров. Участники этого проекта, объединяющего ученых из Японии, Германии, Дании, США, Великобритании, Канады, Швейцарии, Австралии и Кореи, показали, что живые организмы процветают в морских отложениях по всей этой глубине. В образцах отложений обнаружено множество микробов, захороненных много миллионов лет назад¹. Судя по всему, даже в этой отдаленной части глубинной биосферы по-прежнему есть какое-то тепло, подогревающее захороненную пищу и делающее ее более питательной. Поскольку на сегодняшний день лишь несколько экспедиций сумели пробурить кору достаточно глубоко, чтобы наблюдать такую реактивацию источников пищи, пока трудно сказать, насколько это распространенное явление.

Однако, несмотря на все эти впечатляющие усилия, жизнь на самых больших глубинах была обнаружена не за счет бурения морского дна. Жизнь в самых глубоких недрах Земли была обнаружена учеными, спускавшимися в горнорудные шахты в ужасно шатких и душных шахтерских клетях. Для тяжелой промышленности, например для добычи золота, необходимо прокладывать многокилометровые туннели вглубь земной коры. Недра Земли горячие, и поэтому в шахтах жарко – из-за слабого излучения первозданного тепла, оставшегося от момента возникновения планеты. Если ученым удается наладить отношения с владельцами шахт, им позволяют время от времени спускаться и откачивать жидкость из глубинных трещин в породах. И, как и в случае морских отложений, на какой бы глубине ни проводился анализ, ученые всегда обнаруживают изобилие живых организмов. Одним из самых значительных достижений было открытие бактерии Desulforudis audaxviator, упомянутой в предыдущей главе, которая питается продуктами разложения воды под действием радиоактивного излучения. Вот так. И как вы, возможно, помните, ее нашли на глубине 2,8 километра в золотоносной шахте в Южной Африке².

Но не отчаивайтесь, если у вас нет погружных устройств, гравитационных бурильных установок и судов, а также знакомых среди владельцев шахт. Есть другой способ отбирать образцы из земных глубин: нужно подождать, когда они сами выйдут на поверхность. В предыдущей главе я рассказывала, что на Земле много мест, где в результате движения тектонических плит, плавучести солевых отложений или тепловой конвекции грунтовых вод происходит перемешивание химических соединений, служащих пищей для хемолитоавтотрофных организмов. Если повезет, эта богатая микробами вода выходит из глубин на поверхность. Прямо туда, где мы можем ее поймать.

Такие выходы подповерхностных вод в океане называют гидротермальными источниками. Они часто образуют трубообразные структуры из минеральных отложений, накапливающихся в результате реакции между растворенными в этой жидкости веществами и холодной, богатой кислородом морской водой[14]. Гидротермальные источники подобны природным портам для отбора проб глубинной подповерхностной жидкости³. Понятно, что для отбора проб на дне океана нужно спуститься туда на погружном устройстве. Следующая