Сотни ящиков, мешков уже подготовлены на берегу. Все принимают участие в погрузке. Новичкам даже не верится, что эти груды, сложенные на берегу, могут уместиться на корабле. Но в открытые люки трюмов опускаются новые и новые тонны грузов. Грузы распределяются так, чтобы все необходимое было под рукой. Иначе из-за какого-нибудь пинцета придется перекладывать все.
Одновременно с погрузкой идет и оснащение лабораторий. Просто поставить ящик с микроскопом на стол ведь нельзя. В малейшую качку он окажется разбитым. Все необходимо закрепить. Даже для карандаша, ножниц надо сделать петли, в которые они будут вдеты. То же и для маленькой резинки и для большой бутылки с формалином или спиртом.
Наконец все погружено. Хлопоты позади. Корабль выходит в море.
День экспедиции
День на корабле поделен на шесть равных отрезков. Это судовые вахты. Через каждые четыре часа меняются команды: штурманов и матросов на палубе, механиков и кочегаров в машинном отделении. Каждый отрабатывает в сутки две вахты, то-есть 8 часов.
День научных сотрудников экспедиции зависит от станций. Работа на станции начинается немедленно, как только корабль придет в назначенное место, хотя бы и ночью.
Узнав от вахтенного штурмана о приближении корабля к станции, ученые и их помощники спешат к своим рабочим местам, матросы снимают брезенты с лебедок, проверяют подачу пара или электричества, чтобы, придя на станцию, сразу опустить в глубину моря научные приборы.
Весь корабль мобилизован. Начинается новая жизнь - жизнь людей, открывающих морские тайны. Проходят часы, иногда сутки без сна. В мороз, в дождь, независимо от погоды, идет работа. То и дело волна окатывает с головы до ног. Но едва она сбежит с палубы, как ученый, скрывшийся на время за какой-либо выступ, снова подходит к приборам. Одежда леденеет на холодном ветру, но думать об этом не время - идет станция.
В лаборатории растут ряды баночек с уловом различных морских обитателей, но следует добыть их еще больше. И в море опять опускают сети, батометры, термометры, дночерпатели и другие приборы.
Интерес к раскрытию тайн моря помогает забывать на долгие часы про холод, голод и сон. Коченеют пальцы. От бессонницы и ветра болят глаза. Но воля исследователя сильней усталости. И ученый вновь посылает вниз, в море, все новые и новые приборы.
Не всегда работа идет гладко. То волна не даст хорошо прикрепить аппарат, и он не закроется на нужной глубине, то заденешь прибором о борт судна, то помешает проплывающая льдина - надо багром ее оттолкнуть от корабля, - то неожиданно около опускающегося прибора начнет резвиться дельфин. Смотришь на него с тревогой: хорошо, если он только посопит и отойдет, а вдруг любознательное недоумение перед невиданным предметом побудит дельфина отведать его или ударить по нему хвостом. Тогда беда - все надо начинать сначала!
Намеченный план должен быть выполнен в установленное время. Ведь в природе нет ничего постоянного: все меняется. Нельзя застать вторично то же явление в том же объеме или характере при повторном приезде. Если не сумел сегодня измерить температуру воды в данном месте, то в будущем году, как правило, она будет другой: либо больше, либо меньше.
То же самое и с животным населением. В разном направлении двигаются стаи рыб, каждый год меняется их количество, и хотя нам известны в общем пути миграции рыб или пути распространения теплых течений, но каждый год дает свои отклонения.
Наши ученые установили специальные маршруты, по которым несколько раз в году совершаются экспедиционные исследования. Благодаря этому можно сравнивать сезонные изменения и изменения, которые происходят в море от года к году.
Для успеха общего дела на корабле нужен строжайший порядок. Если каждый начнет "удить" своими приборами, где ему понравится, то перепутаются все тросы и ничего хорошего не получится. Как бы ни старались ученые, все равно ветер, который всегда "по морю гуляет", будет относить корабль в одну сторону, если он остановился не на якоре, или будет кружить его вокруг якоря. Приборы, опущенные с одной стороны, окажутся под днищем судна; приборы, свешенные с другой стороны, будет все время относить от корабля. Поэтому обычно рабочие места различных специалистов на корабле располагаются по одному борту или работают сначала одним бортом, затем другим.
Прежде чем остановить корабль на станции, вахтенный штурман дает приказание развернуть судно рабочим бортом на ветер.
Но вот станция началась. Раньше всего необходимо измерить глубину.
Для этого достаточно иметь хотя бы простую гирю. Кстати, простой лот для измерения глубины очень похож на гирю. Около лебедки, с которой опускается лот, стоят геологи. Они с нетерпением поглядывают на блок-счетчик, отмеряющий каждый метр вытравленного троса. Вот уже прошли десятки метров, затем идут сотни, а с барабана лебедки все сматывается и сматывается трос. Неожиданно лебедка вздрагивает, и трос приостанавливается. "Достигли дна!" - восклицают участники экспедиции. Уже записано по счетчику количество вытравленного троса, как вдруг барабан завертелся опять. Все объясняется просто: подшутила волна. Она сильно накренила судно и замедлила сматывание троса. Но вот туго натянутый трос как-то безвольно повис, медленно движется по инерции барабан лебедки. Это дно!
Так измерялась глубина места с давних времен. Первым, кто сконструировал лот для измерения большой глубины, был Петр I. Но теперь употребляют эхолоты. Особый прибор посылает звук вниз. От дна звук отражается. Чем глубже, тем дольше надо ждать "эха". Но даже на большой глубине измерение с помощью эхолота продолжается секунды. Ведь звук распространяется в воде с громадной скоростью. Есть эхолоты, отмечающие на бумаге показания глубины. Они прямо вычерчивают профиль дна. Когда стоянка закончена и становятся известными температура и соленость морской воды, то вводятся поправки, уточняющие обычно на несколько метров результаты показаний эхолота.
У ленты эхолота.
Геологи опускают в море длинные трубки. Тяжелая трубка с силой врезается при падении в морское дно. Для того чтобы она вонзилась в дно вертикально, вверху ее сделаны четыре большие направляющие лопасти. Когда трубку поднимут, из нее вынут длинную "колбасу" грунта.
Еще совсем недавно колонка грунта в 2–3 метра длиной считалась большой удачей. По ней можно узнать историю отложений морского дна за тысячи лет. Но советские ученые Н. Н. Сысоев и Е. И. Кудинов создали гидростатическую трубку, которая приносит колонку грунта более 30 метров длины.
Гидрологам надо измерить температуру воды на разных глубинах и собрать образцы воды для изучения их газового и химического состава. Для этого они употребляют батометры и особые термометры.
Батометр представляет собой трубку, закрывающуюся сверху и снизу. Участники русской антарктической экспедиции Беллинсгаузена и Лазарева впервые сделали батометры и пользовались ими, собирая пробы воды на различных широтах.
Гораздо сложнее измерить температуру воды. Если мы обыкновенный термометр будем подымать с глубины, то получим на шкале температуру поверхностного слоя воды или окружающего воздуха. Ведь ртуть быстро расширяется или сжимается в зависимости от температуры окружающей среды.
Первые надежные измерения температуры воды на глубине в океане были сделаны во время кругосветного путешествия И. Ф. Крузенштерна и Ю. В. Лисянского.
Более 120 лет тому назад русский академик Ленц, участвуя в кругосветном плавании под начальством Коцебу, сконструировал такие батометры, которые благодаря теплоизолирующим покрытиям долго сохраняли температуру воды внутри прибора. Им была измерена температура воды до глубины в 1200 метров. Батометры по типу, предложенному Ленцом, просуществовали около ста лет, но наука требовала все более и более точных измерений. Были изобретены термометры, сохраняющие отметки температуры того слоя воды, в котором они находились.
В глубоководном термометре резервуар со ртутью и капилляр, лежащий на измерительной шкале, соединяются тонким изгибом. Опустив термометр на изучаемую глубину, нужно подождать, пока из резервуара подымется в капилляр ртуть, - в соответствии с температурой воды. Если мы резко перевернем термометр, то сообщение между ртутью в резервуаре и капилляре прервется в изгибе трубочки. Теперь ртутный столбик, соответствующий температуре воды в изучаемом слое, "пойман". Количество ртути в капилляре, лежащем на измерительной шкале, не изменится при подъеме наверх через различные слои воды или на воздухе.
Внутри капилляра рядом с ним лежит маленький термометр, показывающий температуру внутри стеклянного футляра термометра. Этим вспомогательным термометром пользуются для внесения поправки в показания глубоководного термометра. Чтобы измерить температуру и одновременно взять пробу воды на нужной глубине, глубоководные термометры крепятся на батометре. Поэтому батометры и делают опрокидывающимися, чтобы произошло разъединение ртути в капилляре от резервуара.
Итак, проба воды заключена в батометре, а ртутный столбик в капилляре позволит нам измерить ее температуру. Чтобы быть более уверенным в показаниях термометра, на каждый батометр прикрепляют по два термометра.
Вот наконец-то появился из воды гидрологический батометр. Еще минута, и он уже на палубе. С серией бутылочек его ждут гидрохимики. Прежде всего надо измерить газовый состав. Он легче всего изменяется. Особенно важно зафиксировать количество кислорода в воде. Ведь кислородом, растворенным в воде, дышат все животные и растения. Затем воду распределяют для анализа солености, состава и количества биогенных веществ и других физических и химических особенностей пробы. Отольют воду и для определения населяющих ее самых мелких организмов. Вскоре литр воды, заключающийся в батометре, разобран.
Гидролог прикрепляет батометр к тросу.
Раскроем дверь в каюту-лабораторию. Здесь только круглые иллюминаторы да накрепко прикрепленная мебель и аппаратура напоминают о том, что мы на судне. Впрочем, об этом говорит и поведение ученых. Разливая добытую воду по пробиркам, они стараются уловить ритм покачивания судна, иначе прольешь воду, а то, чего доброго, и растянешься на палубе лаборатории.
Знать только температуру воды, ее соленость и химический состав мало, ведь очень важно узнать еще и морские течения. Приборы, называемые морскими вертушками, позволяют сделать эти определения. Вертушка - прибор комбинированный. В нем есть счетчик числа оборотов пропеллера, вращающегося от движения воды. По счетчику определяют скорость течения. В нем есть и маленький компас, который фиксирует направление течения.
Компас представляет собой круглую коробочку. Внутри она разделена на несколько секторов по странам света. Вместо обычной компасной стрелки у этого компаса стрелка сверху имеет желобок. Как только вертушку опустят на нужную глубину, по тросу устремляется посыльный грузик. После удара начнется отсчет числа оборотов пропеллера от течения. Одновременно с этим в компасную коробку из особого приемника падают дробинки. По желобку компасной стрелки дробинки ссыпаются в тот сектор компаса, куда течение направляет прибор. Когда положенное время пройдет, вторым посыльным грузом вертушку останавливают. Скорость и направление течения, таким образом, будут измерены.
Пока приборы идут в глубину, белым эмалевым диском измеряют прозрачность воды. По особым пробиркам с разноцветной жидкостью определяют цвет воды. Измеряют высоту и расстояние между гребнями волн. Как видим, у гидрологов много работы на палубе. Зато у химиков не меньше - лабораторной.
Немало трудностей и у бактериологов: ведь нужно взять пробу так, чтобы в нее не попали бактерии из воздуха, с рук или с предметов. Бактериологи, прежде чем начать работу, долго стерилизуют свои колбочки, пробирки и аппарат для взятия проб. Потом бактериолог опускает прибор на нужную глубину. По тросу пускается посыльный груз, который ударяет по рычагу прибора. Тогда поворачивается кран, и внутрь пробирки устремляется вода. Подняв прибор наверх, бактериолог уверен, что у него в пробе воды находятся бактерии, живущие только на глубине, откуда взята проба воды.
С интересом следят участники экспедиции за опусканием в море длинных шелковых конусов планктонных сетей.
Для "крупных" рачков употребляют сети из шелка с 20 нитями на один сантиметр. Для мелких водорослей и животных - шелк с 76 нитями на сантиметр. Обычная планктонная сеть имеет более 500 дырочек в одном квадратном сантиметре. Но есть планктонные организмы, которые так мелки, что проходят и через эту сеть. Их поймать можно, только зачерпнув воду батометром и профильтровав ее в лаборатории через очень частый фильтр. Еще лучше подождать несколько дней, чтобы все содержимое пробы осело на дно.
В такой осадочной пробе можно найти самый мелкий планктон, размером всего в несколько микронов. Обычно этих организмов так много, что достаточно около литра воды, чтобы узнать количественное распределение мелких водорослей и животных в данном районе моря.
Планктонные сети устроены так, что их можно закрыть на любой глубине. В сети попадает тот планктон, который находился в обловленном слое воды.
Глубинные слои облавливаются через каждую тысячу метров, срединные - через 100 метров, а поверхностные - через 10 или 25 метров. В баночки собирают организмы, живущие в различных слоях, от дна до поверхности.
Планктон легко добыть даже в ванной комнате или машинном отделении корабля. Достаточно подвесить планктонную сеточку к крану, подающему забортную воду, и в ней соберется много планктонных организмов, которые засасываются вместе с водой мощными насосами корабля. Посмотрев на водомер, можно точно определить, сколько профильтровано воды и, следовательно, быть уверенным в точном количественном определении планктона. Так, правда, можно получить данные только для самого поверхностного слоя воды моря, не глубже, чем расположены приемные устройства на днище корабля. Но зато этим способом можно собирать планктон и во время движения судна и вообще на любом пассажирском или грузовом корабле.
В последние годы советские ученые сконструировал и специальные планктоночерпатели. Они напоминают клетку, обтянутую снаружи тончайшим шелковым ситом.
Планктонная сеть перед спуском.
Теперь мы можем точно проследить, при каких условиях глубины, температуры, солености и других физико-химических особенностей обитают различные виды животных и растений планктона. Мы можем подсчитать и содержимое наших уловов и получить количественное распределение планктона. Тогда станет яснее, почему здесь много рыбы или почему в этот район рыба не заходит.
Фронт исследований все расширяется!
Чтобы ускорить станцию, гидрологи и планктонологи работают с нескольких лебедок одновременно. Пока на одних лебедках спускают приборы в самые глубокие горизонты, на других берут пробы из верхних слоев моря.
По всему борту корабля висят тросы с приборами, опущенными в море. Ученые превращаются в страстных удильщиков. Но надо быть ловким "рыбаком", а то поймаешь приборы соседа и перепутаешь вдобавок несколько сот метров троса.
Работа большой лебедки, на которой опускают драги, тралы и дночерпатели для лова бентоса, слышна по всему кораблю.
Дночерпатель - прибор, захватывающий содержимое небольшой площади (обычно всего 0,1 или 0,25 квадратного метра), - опускается, пока судно еще стоит. Главная часть дночерпателя - два автоматически сходящихся ковша. При опускании ковши открыты. В таком виде дночерпатель садится на дно. Как только прибор начинают поднимать, ковши сходятся и дночерпатель закрывается, захватывая грунт со всем содержимым. Так получается точная количественная проба бентоса. Подсчитав число организмов и взвесив пробу, мы выясним плотность донного населения и какие виды здесь преобладают.
Для работы бентосных драг и тралов обычно требуется малый ход корабля: ведь нужно протащить драгу по дну на большом пространстве, чтобы захватить побольше обитателей со дна моря. Но при большом ветре и большом дрейфе судна можно собрать хороший улов даже во время остановки корабля, если только корабль не стоит на якоре. За 4–6 часов, пока идут работы, ветер отгонит судно на несколько миль, и в драгу, медленно волочащуюся по дну, попадает достаточно много всевозможных животных.
Когда дно твердое и нужно отодрать крепко приросших к камням животных, пускают в ход драги. Железная рама, к которой прикрепляется сетяной мешок, имеет острый край, он, как ножом, отрезает организмы от дна. Но на мягких грунтах, которые так обычны в глубинах моря, драгой работать нельзя: она быстро зароется в грунт и дальше будет тянуться с полным мешком грунта. Здесь лучше применить бентосный трал. Его рама имеет настоящие салазки: бентосный трал скользит на них по мягкому грунту и не дает сетяному мешку быстро наполниться илом.
Обычно железная рама трала представляет собой двойные салазки. Как бы ни лег трал на дно, он всегда может работать. За 20–30 минут, пока бентосный трал волочится по дну, в него попадут различные рачки, губки, мшанки, ежи, звезды и немного рыб, чаще всего камбалы и бычки.
Для того чтобы поймать много рыб, маленького бентосного трала недостаточно. Поэтому на смену бентологам в конце станции выходят ихтиологи.
На палубе расстилается громадный трал. Сначала за борт выбрасывают огромный сетяной мешок трала, а затем прикрепленные к его крыльям распорные доски. На ходу корабля вода, ударяясь о доски, распирает их в разные стороны. От распорных досок большие сетяные полотнища идут к тралу. Так увеличивается площадь облова. Трал тянется за судном всегда широко раскрытый и сгребает рыбу и крупных животных.
Для лова рыб, помимо трала, применяются плавные сети и кошельковые невода. Ими собирают рыбу из поверхностных слоев моря.
Но вернемся на палубу нашего исследовательского корабля. Здесь часто можно увидеть любителей рыбной ловли за странным на первый взгляд занятием: они дергают длинную веревку, на конце которой имеется один или несколько крючков. Это лов на "поддев". На крючке - наживка или кусочек белой клеенки. Нащупав стаи трески или другой придонной рыбы, удачный рыболов может наловить полную корзину рыбы. Рыба держится иногда такой плотной "толпой", что на поддев вытаскивают рыбу, захваченную крючками за тело.
Пойманную рыбу ихтиологи измеряют, взвешивают, выясняют, чем она питается, определяют ее пол, берут чешую для установления возраста. Части живых рыб в жаберную крышку надевают особыми щипцами метку с номером. Записав в журнале номер метки и место лова, ученые отправляют трепещущую рыбу за борт.