postheadericon Ледяные пещеры Антарктики

payday loans las vegas

Антарктика — гигантский природный холодильник нашей планеты: здесь сосредоточено около 90 процентов льда, имеющегося на Земле. Почти весь континент покрыт ледяным щитом, толщина которого достигает местами 2–3 километров. Под влиянием собственной тяжести лед медленно сползает в океан. У побережья от ледников отламываются огромные ледяные горы — айсберги. Сначала они движутся по дну, все сметая и раздавливая на своем пути. Достигнув значительной глубины, айсберг переходит в плавающее состояние, и начинается его долгое путешествие вслед за морскими течениями.

Над Антарктидой царит вечный холод, здесь зарегистрирована самая низкая температура воздуха — минус 87,4 градуса (станция Восток, 25 августа 1958 года). На побережье, где значительно теплее, температура воздуха редко поднимается выше нуля, даже во время антарктического лета. Море у берегов Антарктиды большую часть года сковано сплошным припайным льдом, толщина которого к концу зимы достигает двух-трех метров.
Температура воды постоянно близка к точке замерзания. Так как соленая морская вода замерзает не при нуле, а несколько ниже, термометр, опущенный в воду вблизи берегов Антарктиды, в течение 10 месяцев будет показывать минус 1,9 градуса. Только летом вода становится теплее, но и то всего лишь на 0,5–0,7 градуса!
Антарктида почти целиком лежит «внутри» южного Полярного круга, поэтому в продолжение длинной полярной ночи солнце там вообще не показывается. В остальное время года его лучи с трудом пробиваются в воду сквозь толстый слой льда. Количество солнечной радиации, кроме того, сильно снижается слоем лежащего на льду снега.
По всем материкам текут реки. Они выносят в море огромное количество органических веществ, плодородный ил. И то и другое способствует бурному развитию жизни в море вблизи берегов. В Антарктиде нет ни одной реки, значит, нет никакого речного сноса.
До недавнего времени предполагали, что жизнь на мелководье у берегов Антарктиды невозможна из-за темноты, низкой температуры воды, отсутствия питательных веществ, истирания дна подошвами сползающих айсбергов. Предполагали, но не проверяли. Проверить было очень сложно. Заглянуть в воду мешает припайный лед, который и летом опоясывает весь берег. Проводить исследования с судна тоже довольно трудно. Даже в разгар антарктического лета мощный ледокол «Обь» сутками бьется в припае, чтобы преодолеть всего несколько миль, а на мелком месте он вообще работать не может. По этим причинам сведения о том, что делается подо льдом антарктического припая на глубине до 50–60 метров, практически отсутствовали.
Первым, кто увидел подводный мир Антарктики глазами зоолога, был ленинградский аквалангист А. Пушкин. В этот день, 16 декабря 1965 года, в припайном льду невдалеке от советской исследовательской станции Мирный проделали лунку, и начались научные биологические исследования под водой. Уже через несколько минут после погружения, достигнув дна, А. Пушкин передал наверх по телефону ошеломляющее известие: «Полно ежей, звезд, актиний!» Вскоре на льду стояло ведро с образцами. Участник второй советской антарктической экспедиции (САЭ) опытный аквалангист-зоолог М. Пропп так описывает это событие: «Пурпурные морские ежи шевелили иглами, ярко-красные и фиолетовые звезды, гигантские извивающиеся черви почти в метр длиной, разноцветные актинии, какие-то красные и желтые кусты заполнили ведро. Это было совершенно необычное зрелище, такого никому из нас не приходилось видеть. Особенно поразителен был контраст — нас окружала однообразная ледяная пустыня, лишь кое-где выглядывали занесенные снегом угрюмые скалистые островки мрачного черно-коричневого цвета. Мы внимательно разглядывали необычайных животных, которые так успешно скрывались от человека на глубине каких-нибудь 15 метров».
Последующие работы биологов-аквалангистов во время антарктических экспедиций помогли составить четкое представление о жизни у берегов шестого континента. Оказалось, что морские организмы прекрасно приспособились к крайне суровым условиям. Некоторые животные даже могут надолго вмерзать в лед, оставаясь живыми. Им не страшна и полярная ночь. Только истирание льдами, безусловно, губит мелководных морских животных. Аквалангисты видели огромные безжизненные пространства дна — следы подвижки айсбергов. Но вскоре после прохода ледяной горы жизнь здесь возобновляется.
Уже первые погружения под лед Антарктики привели к открытиям, которые сначала кажутся парадоксальными. Естественно ожидать, что у самого берега должно быть значительно светлее, чем на глубине 15–20 метров. Ведь чем толще слой воды, тем меньше освещенность. В Антарктике это оказалось не совсем так. Наши аквалангисты были сильно удивлены, когда обнаружили, что по мере продвижения вверх по откосу дна, вокруг становится все темнее и темнее. Разъяснилось это очень просто. У самого берега поверх льда обычно лежит толстый слой непрозрачного снега. На некотором расстоянии от береговой кромки ветер сметает снеговой покров, и солнечные лучи пробиваются сквозь прозрачный лед, будь он даже толщиной в два метра.
Первые биологические исследования подо льдом Антарктики проводились летом. Как и в других морях земного шара распределение водных организмов оказалось подчинено строгим законам. Удалось установить несколько главных поясов, или зон, отличающихся и видовым составом, и биомассой — суммарной массой организмов, приходящихся на один квадратный метр дна. Вследствие темноты и некоторых других причин, о которых будет сказано ниже, самый верхний горизонт очень беден жизнью. За все время аквалангистам удалось обнаружить в этой зоне только десяток видов маленьких животных и тонкий налет одноклеточных диатомовых водорослей.
Эта антарктическая актиния питается морскими ежами.
Богатая жизнью зона начинается с глубины 12–15 метров. Аквалангистами было обследовано дно до глубины 50 метров. В этих пределах обнаружено несколько сот видов растений и животных. Видовое разнообразие и плотность поселения увеличиваются с глубиной. Здесь можно различить пояс морских ежей, пояс мягких кораллов, пояс голотурий (морских огурцов) вместе с зарослями гидроидов и, наконец, пояс крупных стеклянных губок.
Антарктические морские ежи стерехинусы держатся на глубине 15–20 метров. Они образуют массовые скопления, подобные скоплениям морских ежей стронгилоцентротусов в Баренцевом море. Этих ежей, несмотря на их довольно длинные тонкие иглы, захватывают щупальцами и поедают крупные актинии. Для защиты от прожорливых хищников стерехинусы постоянно носят на себе обрывки водорослей, раковины мертвых моллюсков, перья пингвинов и другие предметы, которые они подбирают на дне и удерживают при помощи специальных щипчиков. По наблюдениям американских исследователей Дейтона и Робилляра, ежи спасаются от своих врагов, оставляя в их щупальцах одни только перышки и водоросли. Кроме ежей, в этом поясе много фиолетово-красных морских звезд одонтастеров, встречаются морские пауки и равноногие раки.
На глубине 20–30 метров разрастаются мягкие кораллы — альционарии. Тысячи нежных полупрозрачных розоватых полипов, каждый с восемью перистыми щупальцами, усеивают разветвленную колонию. Тысячи ртов поглощают мельчайших обитателей толщи воды. Стоит только прикоснуться к одному из полипов, как он начинает сокращаться, втягиваться внутрь. Вслед за ним прячутся соседние полипы. Вскоре волна сокращения распространяется на ближайшие ветви, а затем и на всю колонию. Тогда она становится похожей на сморчок, только не коричневого, а розового цвета. Проходит несколько минут, и полипы снова распрямляются, распускают щупальца, начинают ловить добычу. Теперь альционарию лучше всего сравнить с цветущим кустом невиданного тропического растения.
На глубине 30–40 метров пышно разрастаются колониальные родственники пресноводной гидры — гидроиды освальделла. Колония по форме напоминает небольшое стройное деревце со множеством веточек. Крошечные полипы рядами сидят на ветвях в особых чашечках и неустанно ловят щупальцами добычу, которую немедленно заглатывают. В зарослях гидроидов обнаружены сотни видов различных обитателей: моллюсков, рачков, морских звезд. Прогалины между зарослями заселены множеством голотурий, или морских огурцов, из рода кукумария. (Напомним, что представители этого рода обитают и в наших северных морях.) Морские огурцы стоят плотными рядами, как солдаты в строю. Упругое фиолетовое тело голотурии по форме действительно похоже на огурец. Ротовое отверстие кукумарии обращено вверх и окружено десятью нежными, многократно разветвленными щупальцами. Животное поочередно засовывает щупальца в рот и обсасывает налипшую на них мелкую добычу.
На глубине 40 метров начинаются заросли губок. Среди них встречаются настоящие гиганты. Так, стеклянная губка сколимастра достигает в высоту 120 сантиметров при диаметре до 75 сантиметров. Аквалангистам пришлось немало потрудиться, чтобы поднять несколько таких губок наверх. Пока будущий музейный экспонат находился в воде, управляться с ним было просто: знай выбирай толстый капроновый шнур с привязанной губкой. Как только губка выходила из воды, она становилась невероятно тяжелой, а веревочная петля глубоко врезалась в ее нежные ткани. Все же несколько крупных экземпляров удалось благополучно извлечь из моря и высушить. Теперь их можно видеть в одной из витрин Зоологического музея в Ленинграде.
Некоторые антарктические морские пауки достигают внушительных размеров.
Среди губок прячется множество червей, актиний, морских пауков, моллюсков и других животных.
Довольно долго оставалось неясным, за счет чего существуют у берегов Антарктики все эти животные, среди которых много очень крупных? Что здесь происходит в течение длинной зимы?
Чтобы ответить на эти очень важные вопросы, необходимо вести круглогодичные наблюдения. И вот маленькая группа энтузиастов обосновалась на одном из островков архипелага Хасуэлл, в трех километрах от поселка Мирный. На протяжении целого года, не зная ни выходных, ни отпусков, они ежедневно отправлялись на работу… под антарктический лед. В ведении аквалангистов огромное хозяйство, без которого немыслима такая работа. Здесь и несколько теплых палаток, и передвижной деревянный домик-лаборатория, своя электростанция, компрессоры для зарядки аквалангов, сложная фотографическая и осветительная техника, вездеход, автокран. Каждый день в черную прорубь посреди палатки уходят парами, сменяя друг друга, аквалангисты. За ними тянутся сигнальные и страховочные концы. В палатке остаются страхующие, готовые в любую минуту прийти на помощь своим товарищам, которые в это время стынут в ледяной воде где-то на глубине 40–50 метров. Под водой полумрак, но время от времени все вокруг озаряется как молнией лампой-вспышкой. Сотни и сотни документальных фотографий: цветных и черно-белых, диапозитивных и негативных — сделаны на разной глубине в разные сезоны.
Наверху, в лаборатории и «дома», для отдыха почти не остается времени. Нужно подробно записать дневные наблюдения, проявить пленки, привести в порядок подводную технику, просушить теплое водолазное белье, что-то зашить, что-то заклеить, что-то постирать, приготовить обед, помыть посуду. А ведь еще остается работа с коллекцией: разобрать, зафиксировать, разложить по банкам и пробиркам, снабдить этикетками дневные сборы. Хозяйство большое, места мало, дел очень много. Известно, что у людей, долго живущих небольшой изолированной группой, часто не выдерживают нервы — возникают неоправданные конфликты. К чести биологов-аквалангистов нужно сказать, что в маленькой группе, тесно спаянной очень интересной и не менее опасной работой, не возникло никаких трещин. Более того, к ним, как в дом отдыха, доктор из Мирного иногда посылал на несколько дней тех, кому было необходимо побыть в новом обществе.
По дну ползают, извиваясь всем телом, многощетинковые морские черви.
Первая сильная метель отрезала маленькую группу от основной базы в Мирном. По просьбе биологов хлеб им доставили на самолете, а так как погода вновь могла надолго испортиться, был сброшен запас сразу на несколько месяцев. Особенно трудно с продовольствием стало к весне. Мясо и другие скоропортящиеся продукты прекрасно сохранялись, пока стояли морозы; с наступлением оттепелей хранить их свежими оказалось невозможно, а достать новые не давали полыньи и промоины во льду. Но житейские мелочи ничуть не омрачали настроения исследователей моря, которые во всем, даже в усиливающихся морозах, умели найти веселую сторону.
Наперебой придумывали способы, предохраняющие прорубь от замерзания. Наконец выход был найден: в воду опустили несколько мощных кипятильников, и круглые сутки при их помощи растапливали образующуюся ледяную корку. Однажды страхующий был удивлен и даже несколько взволнован неожиданным возвращением подводника. Заглянув в прорубь, он увидел поднимающуюся кверху темную фигуру. Казалось странным отсутствие у пловца акваланга. Решив, что случилось неладное, страхующий уже изготовился помочь товарищу выйти из воды и вдруг увидел перед собой лоснящуюся усатую морду тюленя Уэдделла.
Вначале этот эпизод служил всей компании поводом для острот, но затем стало не до шуток. Мороз сковал щели во льдах и прочно заткнул запасные дыхательные лунки тюленей. Звери все чаще стали наведываться в палатку и мешали вести наблюдения. Один из них проводил в теплой палатке каждую ночь. Ежедневно, идя на «работу», биологи уже издали слышали в палатке сопенье и фырканье непрошеного жильца. На вежливое подталкивание к лунке зверь только рычал и скалил зубы, но в воду лезть не желал.
Чтобы отделаться от назойливого гостя, зимовщики с трудом погрузили его на сани, отвезли к ближайшему айсбергу и свалили на снег вблизи широкой трещины. Когда довольные собой они вернулись к палатке, тюлень уже плавал в проруби.
Для изгнания тюленей испытывались разные средства, но лучшим оказался табак. Небольшая щепотка, всыпанная в ноздри зверя, немедленно приводила к желанному результату: тюлень тут же нырял, промывал нос водой, громко чихал и больше не пытался выбраться на дощатый пол палатки. Окончательно избавиться от тюленя все же не удалось. Он до самой весны жил поблизости и спал, положив голову на край проруби, но вылезать из воды уже не решался. При спусках водолазов, чтобы тюлень посторонился, его слегка хлопали ластом по голове.
Круглогодичные наблюдения, которые были проведены невдалеке от Мирного, дали возможность составить ясную картину жизни подо льдами Антарктики. Вот что увидели там аквалангисты-биологи.
Морские звезды одонтастеры одни из немногих обитателей моря у берегов Антарктиды, которые активны круглый год.
Прошли так называемые летние дни, когда температура воздуха нет-нет да и поднимется выше нуля. В конце марта, первого осеннего месяца в Антарктиде, начинает образовываться припайный лед. Пока его толщина не превышает нескольких сантиметров, он еще прозрачен. В воде продолжается развитие и размножение одноклеточных диатомовых водорослей. Они в виде буроватого налета покрывают всю нижнюю сторону льда, оседают и на ледяных иглах, которые образуются в воде. Масса таких игл (шуга) всплывает к поверхности и рыхлым слоем обволакивает снизу припай. Вскоре шуга смерзается, и тогда клетки водорослей оказываются замурованными.
Но еще до этого в шугу пробираются рачки-бокоплавы. Здесь они находят и пищу и укрытие. Питаются бокоплавы диатомовыми водорослями, выгрызая их изо льда. Эти маленькие рачки, длиной всего в несколько миллиметров, активны в течение круглого года. Исследованиями установлено, что размножение бокоплавов не останавливается даже в самые суровые зимние месяцы. Кажущийся совершенно стерильным припайный лед на самом деле начинен жизнью: в крошечных пещерках дружно работают челюстями рачки-бокоплавы. Тут же встречаются веслоногие рачки и целые стайки мальков рыбы широколобика. Вслед за ними подо льдом появляются более крупные рыбы. В случае опасности они стремительно исчезают в расщелинах и трещинах льда.
К апрелю лед становится непрозрачным, размножение водорослей и фотосинтез прекращаются на целых семь месяцев. По-разному ведут себя все это время обитатели моря. О жизни бокоплавов уже было сказано. Для тех, кто питается одноклеточными водорослями или другими планктонными организмами, но не может грызть лед, наступает голодный период. Морские огурцы кукумарии сокращают свои разветвленные ловчие щупальца, съеживаются, пригибаются ко дну. В оцепенении они неподвижно лежат, дожидаясь весны. Их состояние очень напоминает зимнюю спячку наших лягушек, змей, ежей (не морских, конечно, а обыкновенных), бурых медведей и других животных, которые не могут ни найти зимой пропитания, ни улететь, подобно перелетным птицам, в далекие, теплые и богатые кормом места. Полная неподвижность в условиях вынужденной длительной голодовки сохраняет кукумариям жизнь.
Зимой кукумарии неподвижно лежат на дне.
В это же время большие изменения происходят и в зарослях гидроидов освальделла. С уменьшением в воде планктонных организмов сначала прекращается рост колоний, а затем от стволов отламываются и падают на дно веточки с полипами. Внешне это похоже на картину осеннего листопада. В течение всей долгой зимы в зарослях гидроидов можно видеть лишь голые стволики, на которых нет ни одного полипа. Зато актинии, морские звезды и другие хищники активны во все сезоны. Их кормовые объекты — моллюски, морские ежи и другие животные всегда имеются в изобилии.
Но и хищные животные не гарантированы от зимних невзгод. Как уже говорилось, температура морской воды у берегов Антарктиды круглый год близка к точке замерзания. Зимой при сильных морозах более тонкий слой прибрежной воды охлаждается настолько, что ледяные кристаллы начинают возникать на дне. Отдельные иглы, спаиваясь вместе, образуют донный лед, достигающий толщины от нескольких сантиметров до метра. В него вмерзают все донные животные и растения. Как известно, лед легче воды. Рано или поздно он отрывается от дна и всплывает, а на его месте остается голая, безжизненная скала. Прикрепленные донные организмы, такие, как губки, гидроиды, альционарии, оторванные всплывшим донным льдом, конечно, гибнут. Но морские звезды, морские ежи и другие подвижные животные остаются живыми, даже будучи замурованы в ледяную глыбу. В течение зимы на нижней стороне льда постоянно увеличивается слой шуги. Из нее образуется особый пористый рыхлый лед, толщина которого местами достигает четырех метров. Зимний подводный пейзаж у берегов Антарктиды, наверное, больше всего походил бы на сказочное заколдованное и застывшее берендеево царство, все сверкающее от ледяных кристаллов. Но на самом деле зимой там темно.
Первыми на приближение весны реагируют диатомовые водоросли. Как только удлиняются дни, водоросли начинают размножаться прямо в толще льда, точнее в пространстве между иголками шуги и в мириадах крошечных пещерок, выгрызенных бокоплавами. Вскоре весь пористый слой льда становится зеленовато-бурым от диатомовых водорослей. Сюда перебираются и бокоплавы, за ними — мальки рыб, которым рачки служат пищей. Вода постепенно теплеет. На ощупь потепление, конечно, незаметно, так как температура продолжает оставаться отрицательной. Но лед все же тает. Водоросли в массе переходят в воду, и начинается ее весеннее «цветение». Вытаивают вмерзшие в лед морские ежи и звезды, они снова падают на дно, откуда были подняты полгода назад. На стволиках гидроидов вырастают веточки, усеянные полипами. Поднимаются и распускают щупальца голотурии. Рачки-бокоплавы и рыбы переселяются из растаявшей шуги в пещерки припайного льда.
Летом, в конце января, припай взламывается ветром, и его обломки течением уносит в море. Но еще перед этим вода у берегов заметно мутнеет от обильно размножившихся одноклеточных водорослей и питающихся ими маленьких рачков. Тут же плавают и обитатели крошечных ледяных пещер, после таяния пористого слоя оказавшиеся в воде. Особенно много появляется рачков эвфазиид, которых рыбаки называют крилем. Криль — основная пища усатых китов. С началом весны множество малых полосатиков подходят к самому берегу. Киты плавают в разводьях между льдинами и поглощают жирных рачков в несметном количестве. Вместе с китами рачков истребляют также тюлени-крабоеды. Целые стада этих зверей весной и летом держатся у самого берега, зиму они проводят у кромки льдов в открытом море. Пингвины, которым зимой приходилось совершать многокилометровые походы до открытой воды, в теплое время года также кормятся у берега. Пищи хватает всем.
На колониях гидроидов освальделла появляются веточки.
Круглогодичные наблюдения подо льдами Антарктики обогатили науку множеством новых фактов. Были обнаружены и собраны ранее неизвестные животные, прослежены сезонные изменения в жизни подводного мира, но главным результатом этой самоотверженной работы было установление роли льда как среды обитания. Лед, такой холодный и такой бесплодный, вдруг оказался полон жизни. В нем обнаружены целые сообщества, или биоценозы. От греческих слов «криос» — лед и «пелагос» — море такие биоценозы получили название криопелагических.
Только на первый взгляд кажется, что лед оказывает на жизнь лишь отрицательное воздействие. На самом деле наличие его для растений и животных, обитающих у берегов Антарктиды, — необходимое условие существования. Конечно, теплолюбивым организмам в таких условиях не выжить, но ведь оледенение Антарктики началось много миллионов лет назад, за этот период антарктические растения и животные сумели приспособиться к крайне низким температурам и к тяжелым ледовым условиям. Приспособились все, начиная от одноклеточных водорослей и кончая огромными китами. Более того, теперь все они не могут жить ни при каких других условиях. Неожиданное потепление Антарктики стало бы для них просто катастрофой.
Жизнь всех обитателей шестого континента, как морских, так и наземных, в конечном счете зависит от криопелагических биоценозов. Нижняя поверхность льда по сравнению с толщей воды находится в более благоприятных условиях освещения, и потому именно здесь наиболее интенсивно идут процессы фотосинтеза, приводящие к первичному накоплению органических веществ. Вмерзшие в лед водоросли в течение зимы лишь частично истребляются рачками-бокоплавами. Весной они оказываются в воде и с невероятной быстротой размножаются. Их поедают планктонные рачки, которые, в свою очередь, служат пищей рыбам, тюленям-крабоедам и даже гигантам моря — усатым китам. Рыбой питаются пингвины, а пингвинами крупный хищный тюлень — морской леопард. Донные морские животные, такие, как губки, гидроиды, морские огурцы — голотурии также кормятся планктонными организмами; осевшие на дно диатомовые водоросли соскребают морские ежи. Лед служит укрытием рачкам и малькам рыб. И те и другие играют очень важную роль в жизни антарктического моря.
Открытие криопелагического сообщества не было полной неожиданностью. Предположение о его существовании еще до начала подледных работ высказал член-корреспондент Академии наук СССР А. Андриящев, который руководит всеми биологическими исследованиями советских ученых, ведущимися в Антарктиде. Моряки уже давно замечали зеленовато-бурый налет водорослей на нижней стороне льдин, перевернутых ледоколом. Только этому не придавали значения. Полярники — любители рыбной ловли, опуская свои удочки под припайный лед, всегда возвращались с обильным уловом. Значит, жизнь подо льдом имеется. Поэтому изучение подледных биоценозов и было включено в программу исследований, в результате которых предположение подтвердилось. Более того, сходные криопелагические сообщества обнаружились несколько позднее и в Арктике. Не знали о них только потому, что не искали.

Комментарии запрещены.