Мировой океан интересные факты

Мировой океан интересные факты

Роль океана в формировании атмосферы. Лекарственные препараты со дна океана. Полезные ископаемые из мировых вод.
13.01.2017 / 09:56 | Варвара Покровская

Великий метеоролог — океан

 

Погода зарождается в Мировом океане. Как это происходит? Чтобы найти ответ, ученые используют весь арсенал современной техники — от крупных научно-исследовательских судов до специальных буев. Собранные данные позволят когда-нибудь прогнозировать погоду на несколько лет вперед.

«Мы думаем, что скоро это удастся», — говорит Эрнст Майер-Раймер. Таких специалистов, как он, во всем мире наберется лишь два с половиной десятка. Эти люди занимаются созданием глобальных моделей климата. Речь идет ни много ни мало о предсказании погоды на целых полгода вперед! Как подобает ученому, Майер-Раймер немедленно уточняет сказанное: «Конечно, мы и впредь, встречая новогодний праздник, не в силах будем сказать: пятого августа после обеда будет солнечный, теплый день. Зато мы сможем уверенно заявить лето будет жарким и сухим. Вероятность такого события — 70%».

Но даже это уверение звучит как сенсация! Любой фермер, думающий об урожае, любой «белый воротничок», загодя планирующий отпуск, хотел бы знать, каким будет лето — жарким и сухим, сырым и прохладным или же так себе, «середина на половину». Миллионы людей, располагай они точными прогнозами, постарались бы изменить свои планы. Целые отрасли промышленности (например, текстильная) развивались бы иначе, если бы можно было знать, что будет летом, а какие сюрпризы преподнесет зима.

Сотрудники Германского центра моделирования климата разрабатывают все новые схемы, в которые пытаются втиснуть поведение океанов и атмосферы. Самый большой успех ожидал их четыре года назад, когда удалось предсказать приближение «Эль-Ниньо». Катастрофа разразилась в конце 1997 — начале 1998 года. Тогда почти все части света охватило ненастье. В Северной Австралии и Юго-Восточной Азии разразилась засуха. На Южную Америку обрушились мощные ливневые дожди. Все это не застало людей врасплох. О климатической смуте ученые узнали заранее — за год с лишним до грянувших перемен.
Итак, долгосрочные прогнозы — вещь вполне реальная, и залогом тому — не только мощь современных компьютеров.

Метеорологи приступили к самому фандиозному исследованию Мирового океана, которое когда-либо затевалось Их проект называется WOCE (World Ocean Circulation Experiment. Опыт по циркуляции Мирового океана). Ученые из тридцати стран мира уже лет десять исследуют Океан в рамках этого общего проекта. Никогда прежде наука не уделяла столько внимания водной среде, объемлющей шар земной. По некоторым параметрам всего за какое-то десятилетие количество собранной информации об Океане увеличилось в десятки раз.

«Собственно говоря, приступая к проекту WOCE, мы думали создать нечто вроде моментальной фотофафии Океана», — вспоминает профессор Эрнст Аугштайн, заместитель директора Института морских и полярных исследований им. Альфреда Вегенера.

Где таится судьба атмосферы

 

Океан, как полагали ученые прежде, это нечто неизменное, неторопливое, спокойное Медленно, равномерно катятся волны. Одна и та же картина повторяется изо дня в день, из года в год. Разве изменится что-нибудь за какой-то десяток лет? Океан «тяжел на подъем».

Как они заблуждались! Никакого однообразия и постоянства никогда не существовало Океан менялся на глазах, но этого не замечали. И вот ученые открыли «неожиданно высокую изменчивость океанических процессов», как подчеркнуто в отчете WOCE. Выяснилось, что «Свободная стихия» наделена непостоянным и буйным норовом Величавая торжественность, с которой она «катит волны голубые», обманчива.

Океан, — теперь это очевидно, — сродни атмосфере. Его просторы бороздят гигантские водовороты, которые можно сравнить с областями циклона и антициклона. Волны, скрывшись под поверхностью Океана, обегают весь земной шар. Громадные морские течения образуют петли и меандры. Они то распадаются на отдельные рукава, то снова сплетаются в единый поток. «Теперь мы знаем, что всего за несколько лет Гольфстрим может изменить свое положение», — поясняет Аугштайн. В морских глубинах царит тот же хаос, что и в воздухе. Волны как вихри, валы как ветры. Смятение небес отражается в пучине вод.

Изучая этот хаос, невозможно опираться на привычные представления и прежний опыт. «Процессы, происходящие в океане, столь грандиозны, что зачастую наша интуиция нас лишь обманывает», — сетует океанолог Эндрю Бакун. Вот простой пример. Если мы, уютно расположившись в ванне, проведем рукой по воде, создавая волну, то она помчится прямо вперед. В море, повинуясь действию силы Кориолиса (инерционной силы, вызванной суточным вращением Земли), любые волны, любые течения отклоняются от прямой линии. В Северном полушарии они поворачивают вправо, в Южном полушарии — влево.

Продолжаем наши опыты в ванной: когда волна докатится до стенки, она тут же отступит назад. Совсем иначе ведут себя волны, достигшие берегов континента. Они обычно огибают сушу, а близ экватора — и вовсе поворачивают в открытое море.
Итак, стихия воды, прикасаясь к остову материков, ведет себя неожиданным образом. Еще сложнее описывать отношения океана и атмосферы. Вот идиллическая картина вдали от берегов: бескрайняя морская гладь, покой, безмятежность. Лишь ветер монотонно веет над тихо ропщущей водой. За счет силы трения ветер гонит перед собой волны. Возле берега они набегают друг на друга, сбиваются. Море вздыбливается. Его уровень поднимается порой более чем на метр.

Здесь, у берега, скапливаются огромные массы воды. Даже у самого дна чувствуется, как возросло давление водяной толщи. Под ее напором вода в глубине моря начинает течь назад. Итак, на поверхности моря волны бегут в одну сторону, а в его глубине — в другую. За счет силы Кориолиса оба этих течения — глубинное и поверхностное — отклоняются в сторону. Образуются водовороты. Если в данном месте на поверхность моря поднимаются потоки холодной воды, остужая воздух, возникает циклонический вихрь. В противном случае формируется область антициклона (все зависит от местных атмосферных условий).

Итак, можно уверенно заявить, что роза ветров в этом районе меняется: воздушные потоки крепчают или слабеют. Дело клонится к штилю или буре.

Подобные процессы очень сложны. В атмосфере возникают многочисленные области циклонов или антициклонов. Мы легко можем представить себе метеорологическую карту, испещренную витиеватым узором линий, овалов, кругов. Мы много раз видели нечто подобное на экранах телевизоров. Теперь же ученые убедились, что в океане так же сложно распределяются области течений и водоворотов. Их чересполосица остается скрыта от наших взоров.

Неужели в этом хаосе можно обнаружить хоть какую-то систему? Ученым удалось это сделать. Им помогла важнейшая особенность, отличающая воздушную среду от водной: океан гораздо инерционнее атмосферы! Так, если циклонический вихрь преодолевает какое-то расстояние всего за четыре дня, то водяной вихрь повторяет этот путь в течение нескольких лет. Если воздушные течения остаются неизменными несколько недель кряду, то океанические — несколько десятилетий. Если атмосферные процессы меняются с каждым рассветом и закатом, то морская пучина реагирует разве что на чередование зимних и летних месяцев.

Уже по этому описанию нетрудно догадаться, что «союз Воды и Воздуха» весьма неравноправен. Какие бы бурные изменения не происходили в атмосфере, они мало затрагивают жизнь морских глубин. Там образовался свой мир, почти неподвластный воздушной стихии. Зато атмосферные процессы невольно «вторят» тону, заданному громадным, инертным Океаном. Делаем естественный вывод: чтобы предсказывать погоду, чтобы прогнозировать климатические изменения, надо понимать, что происходит с Океаном. Его бытие определяет судьбу атмосферы планеты.

В пучине морей покоятся точнейшие метеопрогнозы, которые предстоит расшифровать!

Однако понять смысл этого откровения, начертанного движением волн, подводных струй и водоворотов, вовсе не просто. Мировой океан — это огромный, бескрайний мир. Он занимает 71% всей поверхности Земли.

Обширная толща океана мало изучена. Первые глубоководные погружения начались всего несколько десятилетий назад. До тех пор людям была ведома лишь тонкая оболочка, укрывающая этот грандиозный резервуар воды. На протяжении многих тысячелетий корабли двигались по водной глади. Навигаторы и натуралисты наблюдали лишь за тем, что происходит на поверхности воды и на небольшой глубине под ней. Морские пучины оставались для них «тайной великой и непостижимой».
Это кругосветное путешествие длится целый век

Проект WOCE предусматривает наблюдение во всех морях Мирового океана. Для этого вдоль заранее определенных маршрутов установили приборы, закрепив их с помощью «якорей». Круглый год эти аппараты собирали информацию обо всем, что происходило в данном районе моря. Даже его глубины были для них прозрачны.

Нетрудно предположить, что основной частью этих устройств были длинные тросы, уходившие в глубину на километры. К нижнему концу троса, изготовленного из кевлара, крепили громоздкую связку отслуживших свое железнодорожных колес Получался якорь, легко уходивший к самому дну. На верхнем конце троса привязывали полые шары из стекла или стали. Они плавали по морю, туго натягивая трос. На нем, как бисеринки на нити, нанизывались целой россыпью термометры, измерители скорости течения, сенсоры, фиксирующие содержание соли, а также уловители осадочного материала. Все эти приборы были оснащены аккумуляторами и запоминающими устройствами и заключены в прочные оболочки, защищавшие их от водной стихии.

Длина троса и место его установки выбираются заранее. Трос, с нанизанными на него приборами, сбрасывают в море… Вернутся к нему лишь через год: вытащат из глубины, снимут показания приборов, запишут на компьютер все, что запечатлелось в их памяти…

Подобная процедура кажется довольно простой, но простота ее обманчива Прежде всего, среди бескрайнего океана, где от горизонта до горизонта тянется одинаково унылая гладь, надо найти то место, где вы когда-то опустили трос с приборами. Когда же наконец трос найден, остается только надеяться, что разъединяющий механизм, приводимый в действие звуковым сигналом, не испортился и балласт — эти массивные колеса — вовремя пойдет ко дну, а трос вместе с приборами можно спокойно будет поднять на борт судна. Впрочем, даже в лучшем случае фраза «спокойно поднять» — это, конечно, преувеличение, языковый штамп, который не дает ни малейшего представления о том, как трудно вытягивать непослушный, скользкий, бесконечный трос, унизанный приборами.

Приборы, закрепленные на якоре посреди океана, — это стационарный метод наблюдения за ним. Если же ученые намерены исследовать морские течения, они используют мобильную технику: плавучие буи.

Новейшие модели буев позволяют наблюдать даже за подводными течениями! Они погружаются на определенную глубину и дрейфуют, изо дня в день отмечая температуру моря и его соленость. Через каждые десять дней они всплывают и передают по спутниковой связи свои координаты и собранные ими данные. Сразу после этого сеанса они снова погружаются на заданную глубину и продолжают вести наблюдения. Сейчас в разных частях Мирового океана используют несколько тысяч подобных буев. Они помогли воссоздать детальную картину глубинных течений.

Еще обширнее информация, собранная метеоспутниками. За три-четыре месяца они успевают обследовать весь земной шар, наблюдая за движением волн и температурой воды. Многие из них определяют и средний уровень моря, фиксируя самые крохотные перепады высот, равные всего нескольким сантиметрам! Казалось бы, эта неровность очень мала, но она порождает морские течения.

Но вот все данные собраны. По ним составляется подробная карта Мирового океана. Только теперь ученые-океанографы узнали, почему их предшественникам было так трудно выяснить местонахождение Гольфстрима. Эта громадная океаническая «река» начинается в Мексиканском заливе, но, приближаясь к Европе, разветвляется на множество мелких потоков, образуя обширную дельту, напоминающую дельту таких крупных континентальных рек, как Волга, Амазонка или Нил. В Северной Атлантике и Северном Ледовитом океане воды Гольфстрима остывают и погружаются вглубь. Здесь, на средних глубинах, эта «безбрежная река» поворачивает на юг. Ее поток достигает окрестности Южного полюса. Здесь образуется самое мощное из всех известных нам морских течений. Оно огибает полюс. Затем часть водяных масс поворачивает на север и, миновав побережье Австралии, достигает южной оконечности Африканского континента. Далее этот поток пересекает Атлантику и впадает в Мексиканский океан, где его воды, совершив кругосветное путешествие, длившееся почти сто лет, вновь питают Гольфстрим.

Ученые уже подсчитали, что лишь один Гольфстрим переносит около 1,4 петаватт (десять в пятнадцатой степени) энергии, что в сотни раз больше всего потребляемого на нашей планете количества энергии. А еще выяснилось, что примерно такое же количество энергии переносят водовороты, образующиеся на всем протяжении Гольфстрима. На экваторе эти водяные вихри достигают нескольких сотен километров в поперечнике, в северных широтах — нескольких десятков.

Идеальный океан встретит вас жутким штормом

 

Трудно выведать секреты Океана, но еще труднее ими воспользоваться. Без помощи компьютера не обработать собранные данные. Причина очевидна: Мировой океан так громаден, что наблюдениями охвачена лишь малая его часть. Обширные просторы Океана остались бы белым пятном на карте исследователей, если бы не компьютерная интерполяция. Только так можно устранить лакуны и пробелы: заполняя их какими-то усредненными показателями, воссоздавая по обрывочным сведениям целостную картину бытия Мирового океана. «Лишь подобные искусственные модели, тщательно выстроенные на компьютере, позволяют систематизировать наши сведения о мировом климате и прогнозировать его развитие», — говорит Моджиб Латиф, сотрудник Германского центра моделирования климата.

В компьютер стекается беспорядочный поток данных, собираемых, разнообразными приборами. Машина превращает этот хаос в четкую, хорошо понятную схему. По ней можно судить о том, как живет Мировой океан, какие процессы в нем наблюдаются, к чему они могут привести. Работа компьютерщиков так же трудна, как и их коллег, занятых измерениями на палубе корабля. Сперва в компьютер вводят карту всех мировых морей с точной разметкой их глубин. Затем на нее наносят сетку, содержащую от 10 до 35 тысяч точек. Рядом с каждой из этих точек отмечают еще 15-30 точек, находящихся на разной глубине. В общей сложности получается как минимум 200 000 точек. Для каждой из них указывают температуру, содержание соли, скорость воды, а также координаты, описывающие направление морского течения, — всего пять цифр. Однако сама по себе эта подробная карта не так уж важна.

Весь этот титанический труд необходим для того, чтобы зафиксировать состояние Мирового океана в какой-то конкретный момент времени. Но, как известно, в любом процессе важны не сиюминутные показатели, а общая тенденция. Нужно оживить эту карту, чтобы понять, что будет через несколько месяцев, например, в тот загадочный день «5 августа».

Итак, надо привести в движение тщательно выстроенную систему. Иначе нельзя исследовать океанические течения — эту тайную жизнь Океана. Нам известны пять цифр, характеризующих состояние той или иной точки Мирового океана, — и известны пять уравнений (для специалистов поясним, что речь идет о сложной системе дифференциальных уравнений), которые описывают, как и в какие моменты времени одни точки нашей пространственной сетки влияют на состояние соседних с ними точек. Однако эту систему уравнений надо еще постараться решить!

Здесь-то и начинаются настоящие трудности! Увы, эта система не имеет общего знаменателя. Можно получить лишь какие-то приближенные ответы, и вся мощь компьютера будет занята постепенным подбором наиболее точного из возможных приближенных решений. Наконец, они получены. Теперь машина, зная состояние моря в определенный момент времени, вычисляет, что произойдет через несколько часов, а для этого оценивает, каким образом каждая из наших десятков и сотен тысяч значимых точек повлияет на состояние соседних с ней участков Океана.

И разумеется, ученым приходится постоянно считаться с тем, что полученные решения не точны, а весьма приближенны. С каждой последующей операцией накапливается погрешность. Если дать волю компьютеру, если доверчиво положиться на его машинный разум, то он выстроит модель нарастающей энергии Океана, с волнами, которые будут вздыматься все выше, морские течения помчатся все неудержимее, а водовороты превратятся в какой-то ненасытный «мальстрем», куда низвергнется все, что ни плывет в Океане.

Сейчас самый большой модельный расчет, в котором имитируется целых сто лет из жизни океана, длится от шести до восьми месяцев. Ученые внимательно следят за тем, как протекает расчет, чтобы прервать его, если модель далеко отклонится от реальности. Как показывает опыт, даже самые удачные модели нужно «обкатывать» по части корректировки в течение 2 лет, пока наконец они не станут давать стабильные прогнозы.

Европа во льдах

 

Исследователи провели интересный эксперимент с одной из таких моделей. На своих компьютерах они увеличили приток пресной воды в море Лабрадор, лежащее у берегов Канады, — самую уязвимую зону мировой системы течений. Подобное событие вполне возможно, если в результате глобального потепления начнут таять льды Гренландии, окаймляющей море Лабрадор с другой стороны.

Итак, что произойдет в ближайшие два с половиной столетия, если пресная вода будет все прибывать. Нарушится глобальная циркуляция воды. Гольфстрим уже не сможет беспрепятственно втекать в море Лабрадор. Мотор мировых океанических течений начнет работать с перебоями. Гольфстрим замедляет, а затем прекращает свой бег. Последствия этой перемены начнут чувствительно ощущаться: средняя температура в Европе понизится до 10 градусов Цельсия. Еще недавно в Гренландии текли талые воды. Теперь арктические льды стремительно разрастаются, продвигаясь на юг. Ветер разносит холодный воздух по всему северному полушарию. Даже в Гималаях средняя температура воздуха падает на два градуса.

Как только ученые остановили компьютерное таяние ледников в Гренландии, все вернулось на круги своя. В последующие два с половиной столетия климат постепенно нормализовался. Возобновил свое течение Гольфстрим — бойлерная Европы. Быстро потеплело. Люди стали заново обживать часть света, еще недавно изнывавшую под сугробами и льдами.

Ободренные подобными виртуальными успехами, ученые стали подумывать о регулярных прогнозах погоды на долгий срок. «Лет через 15 мы будем так хорошо разбираться в процессах, происходящих в атмосфере и мировом океане, что сумеем предсказывать все, что только можно предсказать в этой хаотической системе», — заявляет Аугштайн.

Конечно, для этого ученым надо постоянно вносить в компьютер самую свежую информацию, собранную во всех морях мира. На ее основе составляются прогнозы. Данный модельный расчет повторяется десять раз — и всякий раз начальные условия чуть-чуть меняются. В конце концов, готовится прогноз-предупреждение: «Внимание! Лето на побережье Северного моря выдастся сырым и холодным. Вероятность такого события — 80%».

Впрочем, уже сейчас можно с уверенностью сказать, что этот точный прогноз обрадует не всех. «Многие турагентства вовсе не хотят, чтобы люди заранее знали, какой будет погода в сезон отпусков, — считает профессор Аугштайн. — Если метеослужба принесет плохие новости, мало кто вздумает появиться на курорте, где ожидаются затяжные дожди».

Аптека под «Океан»

 

В поисках новых лекарств ученые устремляют свой взор в глубь океана. Их интересуют водоросли, морские губки, моллюски. Ткани этих растений и животных содержат ценные вещества, которые можно использовать в борьбе с раком и СПИДом.
Калифорнийский Институт океанографии расположен в курортном месте. Зеленовато-синие волны мерно набегают на золотистый песок. Пляж пестрит от зонтиков и шезлонгов. Любители серфинга скользят по морским валам, провожаемые верещанием чаек. Воздух пьянит ароматами.

Однако в самом здании института этой идиллии нет и в помине. Искусственный свет резко очерчивает лабораторные столы, на которых громоздятся склизкие, дурно пахнущие морские твари — моллюски и горы полувысохших водорослей. В затхлой воде бассейна кишат микроорганизмы, а биореакторы пестуют все новые полчища бактерий, снабжая их пищей и кислородом.

«Эти морские организмы, — объясняет руководитель института Уильям Феникал, — изобретают будущие лекарства». На лицах посетителей, обескураженных непрезентабельным зрелищем и ужасными запахами, читается удивление. Сделав красноречивую паузу, Феникал — сей «проводник в ад подводного мира» — продолжает: «Нам очень нужны новые виды лекарств, которые помогли бы в борьбе с теми возбудителями болезней, что давно уже не реагируют на привычные медикаменты. Нам нужны препараты и против таких недугов, как рак или болезнь Альцхгеймера, ведь медики пока не знают, как справиться с ними».

Вот зачем фармацевты забрасывают сети в море. Там таится настоящая кладовая лекарств, чьи запасы мы не в состоянии даже представить. Темные воды океана населяют десять миллионов видов водорослей, три миллиона штаммов бактерий и полмиллиона видов животных, большинство из которых до сих пор еще не исследованы.

Оптимизм фармацевтов, ищущих новые снадобья, основан не только на обилии организмов, обитающих в океане, но и на том, что эволюция морских растений и животных шла совсем иным путем, нежели развитие сухопутных видов. Приноравливаясь к водной среде, ее обитатели придерживались совсем иной стратегии выживания. Так, морские животные редко ведут одиночный образ жизни. Чаше всего они селятся колониями, вступая в симбиоз с другими организмами — прежде всего с бактериями и грибами, выделяющими очень действенные вещества, способные исцелять от различных недугов. Кроме того, морские животные — в отличие от обитателей суши — общаются посредством неких химических сигналов, идущих в воде. Тут-то и открываются самые широкие перспективы для медицины.

Особый интерес у ученых вызывают те обитатели океана, что постоянно пребывают в стрессе: например, жители коралловых рифов. Здесь царит беспощадная борьба за жизнь. Хищники приканчивают своих жертв с помощью яда; в свою очередь, те придумывают изысканные противоядия, оберегающие их. «Эта гонка вооружений, длящаяся уже миллионы лет, обогатила нас множеством самых необычных химических веществ. Мы и сами не догадываемся, как мы богаты!» — говорит немецкий биолог Петер Прокш. Его внимание привлекают губки. Животные эти, ведущие неподвижный образ жизни, впитывают вместе с морской водой различные бактерии и одноклеточные организмы. Продукты обмена веществ этих микробов являются своего рода химическим оружием, направленным против тех, кто попытается полакомиться губкой. Итак, морские губки и бактерии образуют настоящий симбиоз, от которого выигрывают и те, и другие: бактерии обретают надежное убежище, а их «домовладельцы» вооружаются, грозя отравить всех, кто на них нападет. Используемые ими химикаты можно применить на благо людям.

Уже сейчас ученые выделили более 2000 весьма эффективных субстанций — в том числе вещества, сдерживающие воспалительные процессы или же способные спасти человека от малярии. «Сейчас малярия — самая распространенная в мире инфекционная болезнь, хотя страдают от нее в основном жители беднейших стран мира. Поэтому поиск лекарств от малярии окупится с трудом, — говорит профессор биологии Габриэла М. Кониг. — Со дна моря выгоднее добывать противоопухолевые препараты; на них выше спрос».

Лучший тому пример — судьба таких противораковых препаратов, как эзтеинасцидин-743 и асцидин. Медики выделили их из организма асцидий — небольших мешковидных животных, лишенных глаз. Чаще всего они образуют колонии на дне моря и ведут неподвижный образ жизни.

Уже первые исследования показали, что под действием препарата ЕТ-743 злокачественные образования в легких и груди стали резко уменьшаться в размерах. Акции испанской фирмы «Pharma Mar», которой принадлежат права на это лекарство, в кратчайший срок выросли в цене втрое. Сейчас испытания этого морского «чудо-лекарства» продолжаются. Если оно и впрямь будет изживать смертоносные опухоли из организма, оборот этой фирмы достигнет, по оценке экспертов, миллиарда долларов в год.

Однако изготовление животворного препарата обходится очень дорого. Это «та же добыча радия»: чтобы получить один грамм (!) лекарства, надо переработать тонну асцидий. Если действовать по старинке, придется плавать по всем морям и океанам в поисках их колоний. Понятно, что подобное примитивное собирательство не окупилось бы. Кроме того, асцидий со временем были бы обречены на вымирание. Вот почему в Средиземном море, близ острова Форментера, строится подводная ферма, на которой будут разводить этих неприметных морских животных, столь ценных для людей.

Вот еще пример удачного подводного бизнеса: крем «Resilience», выпущенный знаменитой фирмой «Estee Lauder», содержит экстракт рогового коралла, смягчающий воспаления кожи. Открыл этот препарат профессор Феникал. Теперь косметическая фирма каждый год перечисляет его институту 750 000 долларов — своего рода процент от прибыли за продажу крема. По мнению экспертов, сумма эта в будущем лишь умножится. Ведь фирма начала выпуск еще и зубной пасты с этим экстрактом, которая оберегает десны от воспалений.

Вообще роговые кораллы (горгонарии), образующие перистые или ветвистые колонии в тропической зоне Тихого, Индийского и Атлантического океанов, кажутся ученым сущей «морской аптекой». Во время клинических испытаний разнообразные препараты, полученные из этих животных, помогали при лечении астмы, артрита и псориаза (чешуйчатого лишая).

А водоросли? Как не сказать о них! Некоторые их виды можно почти без остатка пускать в медицинский оборот. Так, красные водоросли содержат вещества, понижающие содержание жиров в крови. В зеленых водорослях имеются полисахариды, помогающие при язве желудка. В бурых водорослях есть компонент, который препятствует свертыванию крови. Даже невидимые простым глазом микроводоросли не пропадут для практического применения! Ведь они богаты витаминами и протеинами, а также веществами, поднимающими тонус. Недаром их добавляют в косметические маски и лечебные ванны; они помогают при ревматизме и сосудистых заболеваниях и лечат даже целлюлит.

Эти краткие сведения далеко не исчерпывают колоссального потенциала водорослей. На Земле насчитывается около десяти миллионов их видов. По-настоящему же исследованы всего 800 видов.

В последнее время ученые обратили свои взоры даже в те области океана, которые довольно долго не привлекали их внимания. Прежде Мировой океан неизменно делился на две части: считалось, что в теплых водах тропиков жизнь буквально бурлит, зато в приполярных районах флора и фауна очень бедны. Однако некоторые ученые восстали против этого установившегося представления. Их внимание привлекли льды Арктики и Антарктики, в которых отыскались микроорганизмы, выделяющие особые ферменты при очень низких температурах. С их помощью можно было бы наладить выпуск необычных продуктов питания: для приготовления их следовало бы ставить в холодильник, а не на огонь.

Здесь же, в паковых льдах Арктики, нашлись микроорганизмы другого рода — те, что защитят нашу кожу от солнечных ожогов. В летнее время ультрафиолетовые лучи проникают здесь почти беспрепятственно к поверхности планеты. Казалось бы, они должны выжечь все живое, но микробы стойко выдерживают радиационную атаку. Теперь ученые надеются раскрыть их тайну, чтобы использовать ее для изобретения особо эффективных солнцезащитных кремов.

Еще один морской обитатель — брюхоногий моллюск Conus magnus, что водится в Красном море, — способен помочь врачам-анестезиологам. Охотясь на рыбешек, он пускает в ход ядовитый зуб, напоминающий крохотный гарпун. Это орудие убийства изливает в тело жертвы коктейль из восьмидесяти различных ядов. Среди них есть и два вещества, которые мгновенно парализуют настигнутую рыбу, прерывая передачу всех сигналов нервной системы. Эти яды в сотни, а то и в тысячи раз сильнее морфия. В определенных дозах они подействуют и тогда, когда обычная анестезия откажет.

Впрочем, Мировой океан — это не только огромная аптека, в которой найдутся рецепты против всех человеческих недугов. Это еще и уникальная лаборатория селекционеров! Австралийский биолог Джим Бернелл, обследуя Большой Барьерный риф, обнаружил, что здешние растения очень медленно растут. И это на рифе, где прижилось столько животных! Быть может, здесь выделяются какие-то вещества, которые сдерживают рост подводной травы? Используя новейшую технику, Барнелл попробовал отыскать эти вещества. Он взял пробы примерно у пяти тысяч организмов, замеченных в окрестностях рифа, и проанализировал эти образцы. Еще пару десятилетий назад ученые могли провести за день всего сотню подобных тестов.

Современные роботы, обученные методу «просеивания» (скринингу), выполняют до трехсот тысяч тестов в день. Тысячи раз подряд они меняют молекулярную структуру образцов, вновь и вновь определяя, как эта вариация повлияет на биосистему.

В конце концов, Барнелл нашел группу веществ, которые снижают в растениях действие определенного фермента, тормозя их рост. Конечно, мир растений очень разнообразен, и не все из них страдают от химической атаки, столь эффективной в подводном сообществе. Важно, что сорняки, столь досаждающие нашим полям, тоже прекращают расти, стоит подействовать на них этим веществом. До сих пор с сорняками справляются, применяя в основном гербициды: искусственные яды, от которых страдает вся окружающая среда — от полезных растений до пчел, птиц, людей. Новое химическое оружие куда приятнее гербицидов! Оно подавляет лишь рост сорняков и никак не вредит организмам, случайно оказавшимся рядом.

Вот и в судостроении на смену ядам идут химикаты, извлеченные из недр океана, — своего рода «точечное оружие» XXI века. Сейчас остовы кораблей выкрашивают ядовитыми красками, иначе они быстро покроются огромным ковром водорослей. Однако недавно ученые открыли фермент, который сдерживает рост водорослей, бактерий и грибов, не вредя окружающей среде. В природе этот фермент защищает листья подводных растений от всяческих паразитов, готовых укорениться в их ткани. Если добавить его в краску, которой покрывают нижнюю часть корабля, то водоросли не будут к ней приставать и не помешают свободному ходу судна.

Даже фирмы, занятые выпуском моющих средств, заинтересовались дарами моря. Недавно из организма одной морской бактерии удалось извлечь фермент, разлагающий протеины. Он нечувствителен к действию кислот и колебаниям температуры, зато усиливает моющий эффект.

Итак, Мировой океан — это подлинная кладовая. Но пользоваться ею значит безжалостно истреблять морских животных и подводную растительность. Жертвой недальновидных людей, готовых ради сиюминутной выгоды избавить планету от многих видов живого, могут стать не только колонии мшанок или кораллы, но и акулы. Четыреста миллионов лет эти подводные охотницы не знали себе равных, владея всеми океанами от Арктики до Антарктики, и вот теперь их будущее оказалось в руках человека — хищника, еще более ужасного и брутального, чем акула. Ежегодно в мире добывают около 680 000 тонн акульего мяса. Люди научились выделывать из тела акул сырье для косметики, мази для спортсменов, масла для двигателей. Из хрящей акул изготавливают «противораковый порошок». И еще ее очень «полюбили» охотники за трофеями. Стены скольких квартир украшают челюсти этой нещадно преследуемой хищницы!

Что же делать? Как защитить живое, ставшее на пути человека? К счастью, ученым постепенно удается синтезировать вещества, которые иначе пришлось бы добывать, умерщвляя множество морских животных. Что же касается бактерий, то их легко разводить.

Поиск новых полезных нам организмов продолжается. Ученые в особенности рассчитывают на бактерии и грибы. Нам известен, пожалуй, лишь один процент из всего многообразия их видов. А ведь знаменитый пенициллин тоже был открыт благодаря особым грибам — Penicillium chrysogenum и Penicillium notatum. Почему бы где-нибудь в толще Океана нам не могут встретиться микроорганизмы, способные победить СПИД? У каждого яда имеется свое противоядие. Лекарство против «чумы XX века» наверняка лежит где-нибудь на дне морском и ждет своих сообразительных открывателей!

Последняя сокровищница Земли

 

Океан предлагает человеку полезные ископаемые и продукты питания, лекарства и источники энергии. Пока что мы небрежно используем это богатство. Но скоро все будет по-другому.

Пионеры прошлого века, открывавшие Дикий Запад, остановились возле береговой линии. Здесь окончился их путь. Впереди лежал Океан — территория ничейная и неизведанная. Первозданный мир, нетронутый вплоть до наших дней.

Попадая в морскую стихию, современный человек снова превращается в древнего охотника и собирателя. Он жадно хватается за лежащие у поверхности запасы нефти, а бесчисленные железомарганцевые конкреции, рассеянные по всему Океану, даже не думает добывать. Он не обращает внимания на чистую энергию, таящуюся в волнах, приливах, теплых тропических морях, зато выуживает из воды все, что плавает и ползает.

Лишь в наши дни люди, наконец, перестают относиться к Океану как к цепочке отмелей, заполненных рыбой, или как к огромному мусорному баку. Теперь в нем видят кладезь сокровищ. Еще в шестидесятые годы многие страны мира самовольно включили в свою территорию прилегающие к побережью районы Океана, чтобы беспрепятственно пользоваться таящимися в них запасами сырья. Так, на просторах Дикого Океана человек стал устанавливать свои собственные законы. Десять лет спустя представители уже более чем 150 стран мира вели спор о принципах морского права, стремясь отрегулировать разработку полезных ископаемых, правила рыбной ловли и экологические вопросы. В следующем десятилетии правительства разных стран занимались ратификацией принятого закона.

Наконец в 1994 году закон вступил в силу, но все еще «не начал работать как следует», считают юристы.

Конечно, крупнейшие фирмы мира вряд ли посчитались бы с этими юридическими достижениями, если бы речь шла о. высоких прибылях или дело затрагивало национальные интересы. Большинство морских месторождений руды все еще остаются нетронутыми лишь потому, что цены на сырье низки и это делает их разработку нерентабельной. Страх перед «сырьевым кризисом», охвативший общество в начале семидесятых годов, давно миновал. К тому же спрос на сырье умеряется благодаря открытию новых месторождений на суше. Интерес к освоению морских богатств упал.

Эта «передышка» позволила ученым просчитать последствия разработки морских месторождений. В глубоководной части океана любое изменение экосистемы может сказываться очень долго. Добыча железомарганцевых конкреций кажется делом тем более.разрушительным, что эти минеральные образования и многие живые организмы тесно связаны друг с другом. Животные, обитающие на морском дне (морские огурцы, черви), выискивая пищу, вновь и вновь переворачивают эти комки породы величиной с кулак. Так протекают миллионы лет, необходимые конкрециям для вызревания.

Сейчас Океан поставляет нам нефть, газ, алмазы, касситерит (оловянный камень), а также такие строительные материалы, как песок и гравий. Около 12 процентов всех мировых запасов касситерита добывается у берегов Индонезии, Малайзии и Таиланда. Мощные насосные установки, размещенные в прибрежных водах Южной Африки, поднимают на поверхность моря песок, содержащий крупицы алмазов. Помимо того с материковых отмелей добывают около 100 миллионов тонн фосфоритных конкреций в год; после переработки они идут на удобрения для сельского хозяйства.

Море напоминает богатейший рудник. В устьях рек наносимые водой осадочные породы зачастую обогащаются тяжелыми минералами (в том числе золотом и платиной); образуются россыпи. На большой глубине — помимо железомарганцевых конкреций — часто вырастает марганцевая кора, богатая кобальтом. Ее слои — сантиметровой толщины — обволакивают поверхность многочисленных подводных гор на глубине от 1100 до 2600 метров.

Наиболее изобилует полезными ископаемыми Срединный океанический хребет — горная цепь длиной около 60 000 километров, протянувшаяся через все мировые океаны. Здесь морское дно постоянно разламывается, и из недр вырывается магма. При этом вода проникает в расселины, вымывает из них минералы и вновь пробивается наверх, образуя подводные термальные источники. За десять миллионов лет через океаническую кору прошло столько воды, сколько содержится во всех морях мира. При охлаждении воды, разогретой до 400 градусов Цельсия, минеральные вещества оседают в виде коры или ила, содержащих цинк, медь, железо и другие металлы. Во многих океанических рудах концентрация металла намного превосходит тот уровень, при котором на суше начинают разработку месторождения. Например, в рудных илах из Красного моря содержится 29% железа, 1,3% меди и 1,4% цинка. Стоимость одного только этого месторождения, залегающего на глубине 2100 метров (поэтому разрабатывать его будет сравнительно нетрудно), составляет около 2,5 миллиарда долларов. Рано или поздно все эти сокровища будут подняты наверх.

Но если разработка морских месторождений дело будущего, то рыбный промысел давно уже процветает — и, к сожалению, «слишком» процветает. Такие объекты нещадного промысла, как треска, тунец и пикша, несмотря на свою плодовитость (одна-единственная самка трески мечет миллионы икринок) — во многих районах Океана находятся на грани исчезновения.
Однако любители морских деликатесов вовсе не намерены отказываться от своих пристрастий. Все, что недодаст море, можно вырастить. Еще в 1980 году в подготовленной в США программе «Global 2000» такая специфическая отрасль хозяйствования, как аквакультура, была названа в перспективе областью «национального приоритета». Теперь она переживает настоящий бум.

Начиная с 1985 года «урожаи» рыбы, моллюсков и ракообразных животных, разводимых на специальных плантациях, удвоились и достигли 20 миллионов тонн в год. В наши дни уже около 20% всех добываемых обитателей моря поступает из питомников; прежде всего это касается лосося, креветок и других дорогих деликатесов.

Пока, правда, неизвестно, как организовать воспроизводство многих других обитателей моря, поэтому молодняк для откармливания на плантации нередко приходится добывать прямо из моря, ибо выращивать его самим не удается. Нет пока средств и против многих болезней, выкашивающих целые косяки рыб. И все же специалисты многих стран мира спешно наверстывают упущенное, изучая особенности жизни морских животных.

Помимо «животноводства» другим направлением аквакультуры является «морское земледелие». Уже сегодня годовой оборот производства водорослей на плавучих полях достигает примерно 3,5 миллиарда долларов. Эти быстрорастущие морские растения (всего их насчитывается около 8000 видов) не только обогащают азиатскую кухню, но и давно уже стали привычными в нашем обиходе: например, такие вещества, как агар, карраген и альгин, .широко используются в качестве вяжущего компонента при приготовлении пудингов и фруктовых йогуртов, диетических маргаринов и сливочного мороженого.  Их добавляют в самые разные изделия: в корм для кошек и собак, в облатки пилюль, в туалетное мыло и шампунь.

Из высушенных и мелко помолотых бурых водорослей Laminari sacchanna получаются великолепные фильтры для улавливания тяжелых металлов. При очистке промышленных сточных вод они действуют гораздо эффективнее, чем традиционный активированный уголь. Порошок из водорослей не только тщательно очистит грязную жижу, но и вдобавок «устоит» в борьбе с нечистотами: после основательной очистки его можно снова применять — и так до десяти раз.

Возможности применения этих ослизлых водорослей кажутся безграничными. Например, перебродив, они образуют метан. Итак, водоросли являются еще и энергоносителями. Пока добыча природного газа из водорослей — дело слишком дорогое; ни о какой конкуренции с традиционными видами топлива не может быть и речи. Но если сравнить с дизельным топливом из рапса, то тут преимущество за водорослями. Ведь для выращивания их не нужно занимать пахотную землю, которая становится все дороже и дороже.

Американские ученые, изучающие водоросли, настолько восхищены ими, что рисуют прямо-таки завораживающую картину будущего: гигантские фермы, на которых разводят водоросли, помогут сократить количество углекислого газа в атмосфере и решить проблему «парникового эффекта». Согласно исследованию, проведенному в Калифорнийском университете (Беркли), плавучие ковры из растений могли бы ежегодно впитывать до пяти гигатонн углерода — то есть большую часть всей той гадости, что человек выбрасывает в атмосферу (нашими стараниями в атмосферу попадает всего около семи гигатонн). Этот дерзкий план обошелся бы как минимум в ежегодные 200 миллиардов долларов на каждуь гигатонну собранного углерода; зато океанический метан во многом бы заменил ископаемое горючее.

Пусть гигантские замыслы так и останутся дерзкими, удивительными мечтами, все равно роль Мирового океана в нашей жизни будет все более возрастать. Пока промышленность еще не взялась своей мертвой хваткой за малоизведанную морскую стихию, у ученых есть время, чтобы просчитать экологические последствия вмешательства в жизнь Океана и предотвратить его хищническое, разрушительное освоение.

 

Читать дальше:
 
 

Добавить комментарий

1 + 6 =
Решите эту простую математическую задачу и введите результат. Например, для 1+3, введите 4.