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

фекалии так и не нашлось охотников, углерод благополучно прибудет в морские глубины и вряд ли скоро вернется в атмосферу. То же касается любого другого биологического мусора, проникающего из верхних слоев: недоеденного зоопланктона, просроченного фитопланктона, выброшенного бактериями клейкого шлака, – все эти остатки заключают в себе питательные вещества, но непременно в углеродной «упаковке».

Для подсчета углеродного баланса принципиально, сколько углерода попадает в океан из воздуха и на какой срок этот углерод теряет контакт с атмосферой. Как уже говорилось, в верхних слоях океана идет сравнительно быстрая переработка биохимического материала: растворенные в воде атомы переходят в ткани одних организмов посредством других организмов, а спустя несколько дней, месяцев или лет возвращаются в воду. В основном атомы циркулируют вблизи поверхности и могут вернуться в атмосферу в любой момент. Но вместе с тем часть вещества непрерывно просачивается в глубинные слои. Возглавляемая Стефани группа специалистов как раз и призвана оценить величину этой «утечки», что является задачей нетривиальной (как обычно и бывает, когда величина оттока несопоставима с масштабом системы). Вообще все прикладные исследования в океанологии можно разделить на две категории: невероятно простые и пугающе сложные. Сбор фекалий пока относится к первой, но может скоро перейти во вторую.

Необходимый инструментарий уже спущен вниз, в бетонный док возле здания океанографического центра: все готово для очередной вылазки в морские глубины. Стандартная ловушка для морского снега имеет вид желтой пластиковой воронки с обращенным вверх раструбом. Высота конструкции – не меньше метра. Напоминает гигантский дорожный конус, только перевернутый. Горлышко воронки воткнуто в поворотный круг. Корин Пебоди – сотрудница, входящая в упомянутую научную группу, – объясняет мне устройство механизма. В нижней части поворотного круга закреплены расположенные по периметру бутылки для сбора проб, куда налит насыщенный солевой раствор с добавлением консерванта. Система запрограммирована таким образом, что с периодичностью в две-четыре недели круг поворачивается, подставляя под горлышко воронки новую бутылку. Комплекс вывешивается на требуемой глубине и надежно улавливает все частицы, попадающие в разверстую желтую пасть. Удерживается на месте он с помощью полых стеклянных сфер, прикрепленных сверху для плавучести, и с помощью груза, располагаемого на дне (примерно в 2000 метрах от ловушки) в качестве якоря. Отбор проб ведется, как правило, на глубинах 500–3000 метров. Океан там удивительно спокоен, и высокой плотности раствора в бутылках хватает, чтобы жидкость из них не вымывалась (а это исключительно важно, ведь в ходе сбора проб «рабочая» бутылка остается открытой, чтобы в нее могло поступать взвешенное осадочное вещество из воронки). Каждую такую ловушку можно оставить в океане на целый год: бутылки будут автоматически двигаться по кругу согласно заданному графику и поочередно наполняться. Сами бутылки по сравнению с воронкой крошечные – наверное, с кухонную мельницу для специй. По словам Корин, обычно при использовании ловушки на глубине 3 километров за пару недель набирается всего 1–2 сантиметра материала. Заглядывая в широкий раструб, я думаю о том, как же скуден на этих глубинах морской снегопад, раз улов даже за несколько недель получается таким небогатым. Похоже, объемы утечки из верхних слоев невелики. Задача Корин – взвешивать и сортировать все, что попало в бутылки, анализировать состав и концентрацию вещества. Кто-то скажет: странный способ изучать океан – вылавливать ничтожные по размерам частицы, рассеянные в самых несерьезных количествах, и восстанавливать по ним картину длительных глубоководных процессов. Но Корин считает свою работу потрясающе интересной.

Мы поднимаемся в лабораторию, и Корин показывает мне свои последние находки. На первом предметном стекле подготовлена для исследования плотная буроватая субстанция. Я трогаю ее пипеткой, и она дрожит, точно желе. Это остатки мертвого фитопланктона, которые медленно оседали сквозь водную толщу в виде множества микроскопических клочков, а потом приземлились в пробоотборник и образовали хлопьевидный сгусток. Однако желеобразную консистенцию это не объясняет. Порывшись где-то в дальнем шкафу, Корин извлекает на свет небольшую склянку. Сначала она кажется мне пустой, но, присмотревшись, я замечаю внутри раковину – совершенно прозрачную. Это и впрямь брюхоногий моллюск, а точнее – свободно плавающая морская улитка из отряда крылоногих (птеропод). Как рассказывает Корин, некоторые представители данной группы (особенно текосоматы, поэтично именуемые «морскими бабочками») используют для добывания пищи особые ловчие сети из слизи. Если улитку потревожить, она попросту сбрасывает свой студенистый невод, и тот продолжает дрейфовать уже отдельно от хозяйки, захватывая взвешенные в воде кусочки пищи и склеивая их вместе. Загадочный микропрепарат на стекле – это, собственно, и есть улиточья сеть, которая встретила на своем пути миллионы крохотных частиц и спрессовала их в более крупные агрегаты – хлопья морского снега. Ясно, что большие комочки оседают на дно быстрее, так что присутствие в воде таких природных «гелей» ускоряет процесс просачивания вещества в глубинные слои.

Второй микропрепарат выглядит куда менее эффектно: он лишь слегка припорошен студенистыми лоскутками фитопланктона. Вообще «экспорт» углерода из верхних слоев океана протекает с переменной интенсивностью, варьируясь в зависимости от сезона и географии. Обитатели спокойных сумрачных глубин только по этим скромным «передачам» и могут почувствовать смену времен года, ведь медленный ручеек оседающих на дно частиц есть производная от доступности питательных веществ и света на поверхности. Тому же ритму подчиняется и поток фекалий: квадратные брусочки сальп, аккуратные гранулы птеропод, длинные колбаски копепод и широчайшая палитра форм и фактур, производимых всеми прочими видами зоопланктона.

По словам Стефани, до глубины 150 метров доходит, как правило, лишь порядка 10 % органического углерода, генерируемого в верхнем («перемешанном») слое океана. А морского дна достигает не более 1 %: остальное уничтожается детритоедами, не успев завершить движение вниз. Ловчие сети морских улиток и фекалии планктона становятся пищей для разнообразных потребителей, но сам углерод при этом никуда не исчезает: разрушая сложные углеродные соединения, прожорливые морские обитатели преобразуют их в углекислый газ. Мы с вами, кстати, делаем то же самое (что и объясняет, почему потребляем мы кислород, а выдыхаем углекислый газ). Перейдя в неорганическую форму, углерод растворяется в океане и уже не тонет. С этого момента он будет путешествовать сквозь водную толщу в вагоне другого класса.

В целом углеродные «утечки», связанные с циркуляцией океанских экосистем, крайне незначительны. Не случайно ловушки для морского снега, которые Национальный океанографический центр размещает на глубине 3 километров, дают столь мизерный урожай. Однако со временем углеродные пассажиры, несмотря на их низкую плотность, накапливаются, причем по всей акватории Мирового океана. Тоненькой, но непрерывной струйкой просачиваются они из верхнего слоя и летят, кружась, в мрачную бездну, пока не опустятся на дно. А что потом?

Даже достигнув океанских недр, эти органические