Советские ученые — академик Лев Александрович Зенкевич и член-корреспондент АН СССР Вениамин Григорьевич Богоров — были гидробиологами. Их интересовало главным образом живое население Мирового океана. В 50-х годах они пришли к выводу, что прежде всего сама водная среда в разных районах океана далеко не однотипна. А специфика среды определяет условия питания и развития живых существ. К тому же обитатели океана связаны друг с другом длинными пищевыми цепочками. Первое звено такой цепочки— микроскопические водоросли.
Им нужны свет и соответствующая концентрация в воде минеральных солей (азота, фосфора, кремния).
Если солнечных лучей хватает, питательные соли в, при поверхностном слое используются быстро, фидопланктон развивается нормально. Глубины океана всегда богаты минеральной пищей, но там мало потребителей, ибо недостаточно света для развития фитопланктона.
— Где дверь этой «кладовой питательных веществ» приоткрывается в сторону верхних слоев моря,— говорил Богоров,— там и будет пышное развитие жизни. А открывает эту дверь своеобразный «привратник» — вертикальное перемешивание морских вод, которое иногда совершается весьма бурно, а иногда чрезвычайно слабо.
Вблизи Антарктиды постоянно охлаждающиеся поверхностные воды опускаются, а на их место поднимаются глубинные, таким образом, в этой обширной полосе фитопланктон получает хорошее питание.
В поясах умеренного климата перемешивание океанских вод связано с сезонными колебаниями температуры. За зиму поверхностные слои, охлаждаясь, уплотняются и опускаются вниз, а их место занимают более теплые, из глубин. Поэтому весной здесь происходит взрывопо-добное размножение микроводорослей — настоящее «цветение» океана.
Иная обстановка в тропических водах. Вечное лето, казалось бы, должно обеспечить неизменное благоденствие всем формам жизни. Так оно действительно и есть, но не во всей тропической полосе, а только в ее средней части, в приэкваториальной, там, где воду перемешивают широтные течения и противотечения. Немного севернее или немного южнее — застой на больших пространствах. Палящее солнце и высокая сухость воздуха вызывают здесь сильное испарение. На некоторой глубине возникает более соленый, а следовательно, и более плотный слой — своеобразная заслонка, препятствующая подъему вод, насыщенных питательными веществами. Тепла и света много, но фитопланктон голодает. А ведь эти водоросли — начало пищевой цепи. Из-за их малочисленности скуден и зоопланктон. Зоопланктоном питаются более крупные существа. Значит, и у тех голодный паек. Выходит, «пустыни» в океане, подобно пустыням на суше, очень бедны жизнью.
...Советское исследовательское судно «Витязь» совершало свое очередное плавание по Тихому океану. Экспедицией руководил Богоров. Корабль прошел с севера на юг до Новой Зеландии и с юга на север почти параллельными маршрутами. На протяжении всего рейса, несмотря на частые штормы, не прерывались исследования водной толщи. В результате впервые были полученыкак бы два меридиональных разреза Тихого океана — между сороковыми широтами обоях полушарий Земли. Какие полезные сведения это принесло?
Примерно до 30° с. ш., то есть в полосе умеренного климата, воды хорошо насыщены солями фосфора. Здесь изобилие всяческого планктона, но преобладают диатомовые водоросли.
По мере продвижения на юг в поверхностных слоях начала убывать концентрация питательных веществ. И планктон незамедлительно отреагировал: диатомей стало меньше, их потеснили более терпимые к недостатку фосфатов перидинеи. А еще южнее простиралась уже истинная океанская «пустыня»: в теплых водах с минимальной концентрацией фосфатов лишь перидинеи (аридная зона).
В приэквагариальной полосе картина снова изменилась: обилие минеральной пищи, и жизнь, как говорится, бьет ключом — диатомовые снова процветают и представлены большим, чем в средних широтах, числом видов.
В Южном полушарии все это чередование повторилось в обратном порядке.
То плавание «Витязя» (в 50-х годах) стало одним из первых свидетельств, что у климатических зон в океане все-таки есть свои живые маркеры. Позднее, когда исследования биологии морей приняли глобальный размах, это блистательно подтвердилось. Да, диатомей действительно превалируют среди всего населения океана. Но не всюду. И главное, от полюса до экватора существенно меняется их видовой состав. То же происходит и с другими «рганжзмами,
Оказалось, что многие представители морской фауны встречаются только в каком-то определенном районе. Более того, для каждой климатической зоны океана характерны своя сообщества живых существ, связанных и пищевыми цепочками, и приспособленностью к конкретным условиям среды.
Но какое значение все это могло иметь для типизации донных отложений, если в них, как считалось, доля органических остатков не составляет и десятой части? Дальнейшие исследования показали, что имеет, можно сказать, решающее .значение,
Лет сорок назад насчитывалось от силы несколько сотен грунтовых проб, взятых с глубоководного днаокеана и подвергнутых детальному анализу. И образцы добывать было трудно, и методы анализов были не очень-то совершенными. Но вот с годами методы исследования стали надежнее, Институт океанологии АН СССР получлл возможность сопоставлять полные анализы уже тысяч грунтовых, проб и кернов бурения. И тогда появилась необходимость внести существенные исправления в прежнее представление о составе океанских осадков.
Новые выводы даже для многих специалистов по морской геологии оказались ошеломляющими: в глубоководных отложениях примерно половина (!) всего материала — это органические остатки.
Особенно примечательно, что дно как бы отражает расселение организмов по акваториям планеты. Прежде всего планктона. У диатомовых кремнистые панцири. И повсюду, где господствуют эти водоросли, грунтовые пробы отличаются прежде всего повышенным содержанием кремния. В аридной зоне, где преобладают перидинеи, или синезеленыег у которых почти нет панцирей, отложения иные — известковые за счет раковинок некоторых видов зоопланктона. Кроме того, дно показывает, насколько богата жизнью каждая зона и как все они в этом отношении отличаются друг от друга.
Здесь уместно рассказать и об особой зоне (или, точнее, обособленной).
Сенсационное открытие сделали в феврале 1977 г., когда франко-американская экспедиция на подводном аппарате «Алвин» обследовала Восточно-Тихоокеанское поднятие в 320 км к северо-востоку от Галапагосских островов. Целью погружения была геология рифта, то есть места, где раздвигается океанское ложе. Акванавты осматривали продольные трещины с натеками лавы. Все здесь говорило о растяжении дна. Они фотографировали базальтовые сооружения самых прихотливых форм, собирали манипуляторами тяжелые обломки темных скал. В общем, занимались работой, ставшей для них уже привычной. И вдруг...
Это было на глубине 2600 м. В пятне света, излучаемого прожектором «Алвина», обнаружилось что-то слегка шевелящееся. Рядом — еще и еще. Показалось? Взволнованные акванавты, не веря своим глазам, принялись обследовать все вокруг.
Сомневаться не приходилось — перед ними были живые существа. Об этом немедленно сообщили наверх, на сопровождавший корабль. Всегда считалось, что большие глубины океана безжизненны, поскольку там нет ни света, ни пищи. А тут — такое.
«Оазис» буквально кишел жизнью. В полной темноте обитало множество неизвестных науке организмов. Гигантские, сидящие в трубках черви. Белые двустворчатые моллюски каждый величиной с ладонь. Моллюски помельче располагались целыми друзами, наподобие тех плотных скоплений, что образуют на скалах мидии. Водились там креветки, слепые крабы и даже рыбы. В общем, целое сообщество удивительных существ, само присутствие которых в таком месте было неожиданным и загадочным, чтобы не сказать невероятным. О существовании подобных «оазисов» даже не подозревали.
Загадкой представлялся прежде всего пищевой «фундамент» сообщества. Кто же здесь был первичным производителем пищи? На поверхности океана и вблизи от нее — это зеленые растения, создающие органику с помощью фотосинтеза. Первая мысль акванавтов: не падают ли сюда «крошки» с того стола, что ломится от яств наверху? Но вряд ли тем могло поддерживаться такое кипение жизни. Нет, стол здесь имелся явно свой. А какой свой, это выяснилось, когда измерили температуру воды и сделали анализы ее проб.
«Оазис» располагался вокруг выходов горячей воды— вокруг гидротерм. Условия в нем были просто-таки тепличные — плюс 10—20°С. Но не это оказалось решающим для существования уникального сообщества. Главное установили в Массачусетсом технологическом институте, где сделали анализ проб воды. В океанских гидротермах, как и во многих горячих источниках на суше, обнаружилось много сероводорода. Это ядовитое соединение — излюбленная пища некоторых бактерий. Именно из него они умеют извлекать энергию, чтобы превращать углекислый газ в органические соединения, то есть в пищу.
Такие окисляющие серу бактерии нашлись и вокруг подводных гидротерм. Вот оно — первое звено. С него и началась пищевая цепь всего сообщества.
У некоторых организмов она начиналась крайне необычно. Здесь обитали и фильтраторы, отцеживавшие из воды бактерий и поедавшие их. Но правилом были совсем иные взаимоотношения.
Один из видов погонофор крайне озадачил исследователей. Нечто похожее нашел еще в 1966 г. американский гидронавт, когда опускался на своем «Дип-стар-4000» на тысячеметровую глубину близ берегов Южной Калифорнии. Он сорвал тогда механической рукой пучок таких же трубок и доставил на поверхность. Второй раз единственный экземпляр однотипного существа подняли в Атлантике с материкового склона у Гайяны, где оно пребывало на глубине 500 м.