Вселенная океана. Как устроена стихия, которая формирует нашу планету - Хелен Черски

и «коммуникативными ситуациями» в стае. Есть даже основания полагать, что кальмары выражают свои намерения не просто отдельными пигментными узорами, а целыми последовательностями таких цветных кодов. Вообще говоря, изучение головоногих моллюсков сопряжено с немалыми трудностями, и здесь по-прежнему больше вопросов, чем ответов. Но в любом случае изощренность этого подводного синтаксиса поражает воображение. Кто бы мог подумать, что существа, обитающие среди вечного сумрака, умудряются транслировать довольно сложные сообщения, причем именно при помощи света!

Специфика оптических процессов в морских глубинах такова, что океан оказывается разделен на несвязанные между собой «отсеки», этакие визуальные пузыри, где значение имеют сугубо местные, непосредственно наблюдаемые явления и события. Но так ли это плохо? Представьте, какой какофонией наполнился бы наш мир, если бы мы могли отчетливо слышать все разговоры в радиусе, скажем, одного километра. В этом хаосе невозможно было бы ориентироваться. По счастью, звук на суше не распространяется на большие расстояния, а если что-то до нас и долетает, то лишь в виде самой общей и не вполне четкой информации. Ровно то же самое происходит со светом под водой: он годится только для локальной передачи сообщений. Человек воспринимает реальность в первую очередь через зрительные образы, поэтому нам так трудно понять устройство подводной вселенной и примириться с тем, что свету может быть отведена лишь вторая роль. Но океан вовсе не лишен средств дистанционной связи, просто эту функцию берет на себя другой «вестник». Морские пучины – это прежде всего царство звука.

В океане именно звук служит главным «почтальоном» – важнейшим средством сообщения между разнесенными в пространстве сородичами и целыми экосистемами. Звук всюду разносит свои вести и связывает удаленные отсеки в одно целое. Так давайте же познакомимся с базовыми принципами гидроакустики и попробуем разобраться в системе звуковых «телекоммуникаций» в океанских глубинах.

Звук

В западных странах Жак-Ив Кусто заслуженно считается главным популяризатором подводных исследований[156]. Его богатое наследие вдохновило не одно поколение документалистов. Благодаря многочисленным фильмам и книгам великого французского акванавта, выходившим начиная с 1950-х годов, зрители и читатели в разных уголках земного шара смогли приобщиться к жизни морских глубин и впервые увидеть океан изнутри: раньше ничего подобного ни в кино, ни по телевизору не показывали. В 1940-х годах Кусто совершил переворот в дайвинге, разработав совместно с инженером Эмилем Ганьяном первый современный дыхательный аппарат для плавания под водой, получивший название «акваланг»[157]. Погружения теперь стали доступны почти каждому. Мы уже говорили о Уильяме Биби, который в 1930-е годы во время спусков в батисфере созерцал неповторимую красоту глубоководного мира. Но Кусто и его товарищи не просто наблюдали удивительных морских обитателей в их естественной среде, но и имели возможность с ними контактировать: прикасаться, щекотать, следовать за ними по пятам, забирать с собой на поверхность и передавать исследователям для дальнейшего изучения. А главное, в ту пору появились подводные кинокамеры, так что невиданных существ можно было еще и снимать на пленку, даря радость открытий тысячам людей. Нельзя отрицать, что эти фильмы полностью изменили наше представление об океане: подводные пространства перестали восприниматься как грозный театр военных действий и превратились в сокровищницу чудес природы. Первый полнометражный документальный фильм Кусто, снятый в 1956 году по мотивам его книги, прогремел на весь мир и был удостоен, в частности, премии «Оскар» и Золотой пальмовой ветви Каннского кинофестиваля. Океан сенсационно дебютировал на экранах планеты и вошел в каждый дом. Фильм посмотрели все – от коронованных особ, политиков и художников до простых рабочих, клерков и восторженных подростков. И только одно по сей день озадачивает всякого, кто всерьез занимается изучением океана: почему авторы дали своей прославленной киноработе название, которое так мало соотносится с реальностью, – «В мире безмолвия»? Ведь океан полнится звуками[158].

Конечно, можно понять желание кинематографистов подогреть интригу, придав океану этакий инопланетный, научно-фантастический антураж. Но есть и куда более любопытные причины, почему название не встретило особых возражений, – причины, которые напрямую связаны с особенностями звукового фона в океане. Характер водной среды и анатомия человеческого тела вкупе с применяемыми исследовательскими методами – все это, вместе взятое, мешает нам расслышать живую музыку моря.

Начнем с начала. Самый привычный для нас звук океана – шум накатывающих волн, которые с ревом обрушиваются на берег и взлетают брызгами. Возникающие при этом миллиарды мелких воздушных пузырьков непрерывно лопаются, издавая легкое шипение. Но это события, происходящие снаружи, а не голос океанских недр. Случись полный штиль, и наших ушей не достигнут вообще никакие звуки, ибо поверхность моря действует как почти идеальное двойное зеркало. Звук, приходящий снизу, отражается назад в воду, а звук, поступающий сверху, возвращается в воздух. Слишком непохожи по акустическим свойствам эти две среды.

Чтобы хотя бы немного сжать воду и заставить ее уменьшиться в объеме, требуются неимоверные усилия[159]. Когда в глубине океана создается механическое возмущение, то молекулы неподатливой воды, вместо того чтобы сбиться в более плотные стайки, тут же начинают толкать вышележащих соседей, а те, в свою очередь, давят на следующий слой. Таким образом давление передается все выше и выше по всей жидкости, при этом сами частицы среды остаются на своих местах. Прохождение правильной звуковой волны под водой сопровождается колебательными движениями (чередованиями слабых сгущений и растяжений), которые связаны с тем, что молекулы вибрируют из стороны в сторону в направлении звука. Но, достигая поверхности, звуковая волна встречает воздух – среду невероятно разреженную по сравнению с океаном. Выходит, дальше передать возмущающую силу попросту некуда: плотно упакованным молекулам воды больше нечего толкать. В итоге звуковая волна отражается от поверхности океана и уходит обратно вниз. Что касается звука, рожденного над поверхностью, то ничто, конечно, не мешает ему свободно распространяться в атмосфере, но соприкосновение с водой, которая в сотни раз плотнее воздуха, для него сродни удару о кирпичную стену. Звук тут же отскакивает и возвращается наверх. Словом, вода и воздух настолько различны по акустическим свойствам, что переходить из одного мира в другой звук практически не способен. Чтобы получить представление о том, что происходит «по ту сторону», необходимо физически пересечь границу раздела двух сред. Человеку для этого достаточно просто задержать дыхание и нырнуть.

Ко времени начала экспериментов по созданию акваланга Жак-Ив Кусто был уже опытным ныряльщиком-фридайвером. Эти энтузиасты тренируются задерживать дыхание на несколько минут, что позволяет им плавать под водой, как заправские рыбы, пока дефицит кислорода в легких не заставит вернуться на поверхность. Таким образом, Кусто не один год в буквальном смысле слова погружался в мир подводных звуков –