Мұхиттардың түбінде не жасырылады

Адамзат Айдың беті туралы өз мұхиттарының түбіне қарағанда көбірек біледі — бұл парадокс терең сулы ортаға жету қаншалықты қиын екенін айқын көрсетеді. Мұхиттар Жер бетінің 70 пайыздан астамын алып жатыр, алайда 2025 жылға қарай теңіз түбінің тек шамамен 25 пайызы ғана егжей-тегжейлі зерттелген. Су қабатының мыңдаған метр тереңдігінің астында күрделілігі, әртүрлілігі және ауқымы жағынан кез келген құрлық ландшафтынан кем түспейтін әлем жасырынған. Мұнда Гималайдан ұзын тау жоталары, Сібір жазықтарынан кең алқаптар және Эвересттің биіктігінен де терең шыңыраулар бар. Абиссаль аймақтарына жасалған әрбір жаңа экспедиция өмір, геология және планетамыздың химиясы туралы бұрынғы түсініктерді өзгертетін жаңалықтар әкеледі.

Мұхит түбінің бедері: таулар, жазықтар және шыңыраулар

Мұхит түбі екі ғасыр бұрынғы ғалымдар елестеткендей біркелкі жазық шөл емес. Суасты бедері құрлықтағы ландшафт сияқты алуан түрлі әрі динамикалық, ал кей жағдайда ауқымы жағынан одан да асып түседі.

Мұхит түбінің негізгі бедер түрлеріне бірнеше санат жатады:

• орта мұхиттық жоталар — ұзындығы шамамен 60 000 километр болатын және бүкіл Жер шарын айналып өтетін үздіксіз тау жүйесі;
• абиссаль жазықтар — 3000–6000 метр тереңдікте орналасқан, лайлы шөгінділер қабатымен жабылған кең жазық кеңістіктер;
• суасты таулары — барлық мұхиттардың түбінде мыңдап кездесетін жеке жанартаулық шыңдар;
• терең мұхиттық шұңғымалар — субдукция аймақтарының бойымен созылған, планетаның ең үлкен тереңдіктеріне жететін ұзын әрі тар ойыстар;
• континенттік қайраңдар — құрлықтардың салыстырмалы түрде таяз шеткі бөліктері, тіршілік пен ресурстарға ең бай аймақтар.

Тынық мұхитындағы Мариана шұңғымасы — планетаның ең терең нүктесі. Оның ең терең бөлігі — «Челленджер шыңырауы» теңіз деңгейінен 10 994 метр төмен орналасқан. Бұл көрсеткішті түсіну үшін бір мысал жеткілікті: егер Эверест тауы осы шұңғыманың түбіне орналастырылса, оның шыңы су бетіне шамамен бір жарым километр жетпей қалар еді. Мұндай тереңдіктерді зерттеу техникалық тұрғыдан өте қиын, себебі ол жерде қысым атмосфералық қысымнан мың есе жоғары.

Қараңғылықтағы өмір: тереңдік тұрғындары

Ұзақ уақыт бойы ғалымдар үлкен тереңдіктерде өмір болуы мүмкін емес деп ойлады — қысым, суық және күн сәулесінің жоқтығы тым қатал жағдай туғызады деп есептелді. Алайда шындық мүлде басқаша болып шықты: терең мұхит биосферасы бай, ерекше және оның тұрғындарының бейімделу қабілеті таңғаларлық.

Терең су жануарлары экстремалды жағдайларға бейімделудің көптеген тәсілдерін дамытқан:

1. Биолюминесценция — өздігінен жарық шығару қабілеті — терең су организмдері арасында өте кең таралған. Кейбір бағалаулар бойынша, тереңдік тұрғындарының шамамен 90 пайызы жарық шығара алады. Бұл жарық олжаны тарту, жұп табу және жоғарыдан әлсіз жарық түсетін судың фонында төменнен шабуылдайтын жыртқыштардан жасырыну үшін қолданылады.
2. Гидротермальды көздердің маңында өмір сүретін организмдер энергияны күннен емес, химиялық реакциялардан алады. Хемосинтез жүргізетін бактериялар күкіртсутекті тотықтырып, фотосинтезге тәуелсіз қоректік тізбектердің негізін құрайды. 1977 жылы жасалған бұл жаңалық өмірдің пайда болу жағдайлары туралы түсінікті түбегейлі өзгертті, соның ішінде басқа планеталарда өмір болуы мүмкіндігі туралы пікірталастарға жаңа дәлелдер берді.
3. Көптеген терең су балықтарының көздері өте үлкен болады, бұл оларға биолюминесценттік жарықтың әлсіз жарқылдарын да көруге мүмкіндік береді. Басқа түрлер, керісінше, мүлде соқыр және кеңістікті бүйір сызығы мен химиялық рецепторлардың көмегімен бағдарлайды. Удильщик балығы маңдайындағы биолюминесцентті «шамды» пайдаланып, олжасын тікелей аузына дейін тартады.
4. Гигантизм — кейбір терең су организмдеріне тән құбылыс — кальмарларда, изоподтарда және кейбір медузаларда байқалады. Architeuthis алып кальмарының ұзындығы 13 метрге дейін жетеді және ол Жердегі ең ірі омыртқасыз жануарлардың бірі болып саналады. Мұндай гигантизмнің себептері суық температураның метаболизмді баяулатуы және аң аулау аумақтарының өте кең болуымен түсіндіріледі.

Мұхиттың терең шыңырауларындағы өмір экстремалды орта биологиялық әртүрлілікпен үйлеспейді деген пікірді жоққа шығарады. Тереңдікке жасалған әрбір жаңа экспедиция ғылымға бұрын белгісіз ондаған жаңа түрлерді сипаттайды, және бұл жаңалықтардың аяқталатын уақыты әзірге көрінбейді.

Гидротермальды көздер және суық шығулар

Суасты құбылыстарының ішінде гидротермальды көздер ерекше назар аударуға тұрарлық — дәл осы құбылыс өмірдің шекаралары туралы түсінікті өзгертіп, тіршіліктің шығу тегі жөніндегі ғылыми пікірталастарға жаңа дәлелдер берді.

Гидротермальды көздер немесе «қара түтін шығарушылар» теңіз суы мұхит түбіндегі жарықтарға еніп, магмалық жылудың әсерінен 400 градус Цельсийге дейін қызған кезде пайда болады. Кейін бұл су минералдарға қанығып қайтадан жоғары атқылайды. Қара түтінге ұқсас бұлттар — суық мұхит суымен жанасқанда бірден тұнбаға түсетін сульфид бөлшектерінің жиынтығы. Осындай көздердің айналасында биіктігі бірнеше метр, кейде ондаған метрге жететін минералды мұржалар өсіп шығып, фантастикалық суасты «қалаларын» қалыптастырады.

Гидротермальды көздердің айналасындағы экожүйелердің бірнеше ерекше қасиеті бар:

• олар энергия көзі ретінде күн сәулесіне және фотосинтезге мүлде тәуелді емес;
• көзге жақын аймақта бірнеше метр қашықтықтың өзінде температура айырмасы жүздеген градусқа жетеді;
• қап-қараңғы мен үлкен қысымға қарамастан мұнда тіршілік тығыздығы тропикалық маржан рифтерімен салыстыруға болады;
• эндемизм деңгейі өте жоғары, яғни мұнда кездесетін көптеген түрлер әлемнің басқа еш жерінде жоқ;
• Riftia pachyptila түтікше құрттары екі метрге дейін өседі және олардың ас қорыту жүйесі болмайды, олар дене тіндеріндегі симбиоттық бактериялар арқылы қоректенеді.

Суық шығулар — осыған ұқсас құбылыс, бірақ олар жоғары температурасыз пайда болады. Мұндай аймақтарда шөгінді жыныстардан метан мен күкіртсутек бөлінеді. Олардың айналасында да ерекше тіршілік қауымдастықтары қалыптасады. Мұнда ерекше құбылыстардың бірі — метан гидраттары. Олар сыртқы түрі мұзға ұқсайтын, бірақ тұтандырғанда көгілдір жалынмен жанатын су мен газдың кристалдық қосылыстары. Мұндай шөгінділердегі метан қоры орасан зор және бір жағынан болашақ энергетикалық ресурс ретінде, екінші жағынан климатқа қауіп төндіретін фактор ретінде қарастырылады.

Су астындағы нысандар және адамзат тарихының іздері

Мұхит түбі тек табиғи құпияларды ғана емес, адамзат тарихының да үлкен мұрағатын сақтайды. Мыңдаған жылдар бойы теңізге жүздеген кемелер, жүк пен түрлі артефактілер батып кеткен. Олардың көпшілігі құрлықтағы ескерткіштерге қарағанда әлдеқайда жақсы сақталған.

Белгілі бір жағдайларда теңіз ортасы органикалық материалдарды ауа мен топыраққа қарағанда жақсы сақтай алады. Үлкен тереңдіктерде оттегі аз, температура тұрақты және материалдарды бұзатын организмдер өте аз болады. Сондықтан анаэробты теңіз түбінде мыңдаған жыл жатқан ағаш кемелерде кейде арқандар, маталар және тағам қалдықтары сияқты органикалық заттар да сақталады.

Су астынан табылған ең маңызды тарихи олжалардың ішінде мыналар ерекше назар аударады:

1. 1900 жылы шамамен 2000 жыл бұрын суға батқан грек кемесінен табылған Антикитера механизмі астрономиялық позицияларды есептеуге арналған күрделі қола құрылғы болып шықты. Бұл артефактіні зерттеу жүз жылдан астам уақытқа созылып, ежелгі гректердің өз дәуірі үшін өте дамыған технологияларды меңгергенін көрсетті. Құрылғының нақты жұмыс принципі мен толық қызметі туралы пікірталастар әлі жалғасуда.
2. 1985 жылы шамамен 3800 метр тереңдікте табылған «Титаник» кемесінің қалдықтары теңіз ортасында болаттың қалай бұзылатынын зерттеуге мүмкіндік берді. Кеменің сынықтарында темірмен қоректенетін бактериялар анықталды, ал «тотты мұздақтар» деп аталатын құрылымдар биологиялық түзілімдер болып шықты. Ғалымдардың есептеуінше, бір ғасыр ішінде осы микроорганизмдер кеменің металдарының едәуір бөлігін жойған.
3. Су астындағы қалалар — тек аңыз емес, нақты құбылыс. Жапония жағалауында Йонагуни деп аталатын сатылы тас құрылымдар табылған, олардың табиғи немесе жасанды екендігі туралы пікірталас әлі тоқтаған жоқ. Үндістан жағалауындағы Камбей шығанағында гидроакустикалық сканерлеу шамамен 40 метр тереңдікте орналасқан тікбұрышты құрылымдарды анықтады. Олардың жасы шамамен 9000 жыл деп бағаланады, бұл барлық белгілі қалалық өркениеттерден әлдеқайда ерте кезеңге жатады.
4. Ежелгі сауда жолдары суға батқан кемелермен толы. Тек Жерорта теңізінің өзінде антикалық дәуірге жататын мыңнан астам кеме апаты тіркелген, және олардың көпшілігі әлі зерттелмеген. Суасты археологиясы бүгінде жеке ғылыми салаға айналды, ол сүңгуірлік дағдыларды, тарихи білімді және заманауи қашықтан зондтау технологияларын меңгеруді талап етеді.

Су астындағы мәдени мұра халықаралық конвенциялармен қорғалғанымен, заңсыз қазушылар мен қазына іздеушілер оған әлі де қауіп төндіреді. Қазіргі технологиялар кез келген тереңдіктен дерлік нысандарды көтеруге мүмкіндік береді, сондықтан заңды археология мен коммерциялық тонаушылықтың арасындағы шекара әлі де қызу құқықтық талқылаулардың тақырыбы болып отыр.

Ресурстар мен қауіптер: адам және мұхит түбі

Мұхиттың терең аймақтары барған сайын ғылыми қызығушылық нысаны ғана емес, сонымен қатар табиғи ресурстар көзі ретінде қарастырылып келеді. Бұл экономикалық мүдделер мен ерекше экожүйелерді сақтау арасындағы тепе-теңдік туралы күрделі сұрақтарды туғызады.

Мұхит түбінде құрлықтағы қорлар азайып келе жатқан көптеген пайдалы қазбалар бар. Полиметалдық конкрециялар — картоптай түйірлер — марганецке, кобальтқа, никельге және мысқа бай. Олар абиссаль жазықтарды миллиондаған шаршы километр аумақта жауып жатыр. Әсіресе кобальт пен сирек жер элементтері үлкен қызығушылық тудырады, себебі олар электромобиль батареяларын және жел турбиналарын өндіру үшін өте қажет.

Терең су ресурстарын игерудің ықтимал пайдасы мен қауіптері төмендегідей:

• Тынық мұхитындағы Кларион-Клиппертон аймағындағы полиметалдық конкрециялар құрлықтағы барлық кен орындарына қарағанда көбірек кобальт, никель және марганец қамтиды;
• мұндай кен өндіру мыңдаған жыл бойы қалыптасқан бентос қауымдастықтарын міндетті түрде жояды, ал тәжірибелер бұзылған абиссаль топырақтың ондаған жыл бойы қалпына келетінін көрсетті;
• кен өндіру кезінде пайда болатын лайлы бұлттар жүздеген километрге таралып, үлкен аумақтардағы тіршілікті тежейді;
• ашық мұхиттағы кен өндіруді реттейтін БҰҰ-ның Халықаралық теңіз түбі басқармасы барлау жүргізуге ондаған лицензия берген, алайда коммерциялық өндіріс әлі басталған жоқ;
• бірқатар мемлекеттер мен экологиялық ұйымдар толық экологиялық бағалау жүргізілгенге дейін мораторий енгізуді ұсынады.

Сонымен қатар басқа қауіп те артып келеді — ластану. Микропластик тіпті Мариана шұңғымасының түбінен де табылды, ал химиялық ластағыштар терең су организмдерінің денесінде жер бетіне қарағанда жоғары концентрацияда жиналады. Бұл адамзаттан ең алыс аймақтардың өзі өнеркәсіптік өркениеттің ізін сезіне бастағанын білдіреді.

Мұхит түбі Жердегі соңғы үлкен зерттелмеген кеңістіктердің бірі болып қала береді, және оның тереңдігіне жасалған әрбір жаңа сүңгу ғылымды өзгерте алатын жаңалықтар әкеледі. Автономды суасты аппараттары, жоғары дәлдіктегі гидроакустикалық картография және батискафтар үшін жаңа материалдар сияқты технологиялық жетістіктер бұл кеңістікті біртіндеп қолжетімді етуде. Алайда адамзат терең су ресурстарын пайдалануда жауапты тәсіл қалыптастырмаса, ғылыми танымның жылдамдығы экономикалық игеру қарқынынан артта қалып қоюы мүмкін. Бұл орасан зор әлемнің тағдыры бүкіл планетаның биосферасының болашағына әсер етеді, өйткені мұхит климатты реттейді, оттегінің үлкен бөлігін өндіреді және құрлықтағы өмірді қамтамасыз ететін зат айналымының тепе-теңдігін сақтайды.