И Шмидт — он отлично понимал все значение своей догадки — решил ее проверить.
Он сконструировал особую сеть, лучше прежних пригодную для ловли лептоцефалусов, и договорился с капитанами датских рыболовных судов.
Двадцать три капитана согласились ловить для Шмидта личинок угрей. И хотя коммерция была главной целью этих людей, они принесли часть своего бизнеса в жертву науке. Капитаны сделали пятьсот пятьдесят остановок в океане и ловили лептоцефалусов на всех этапах своих рыболовных рейдов от Европы до Америки и обратно. Они поймали сто двадцать личинок, и у каждой личинки была этикетка с указанием точных координат места, на котором она попалась.
Когда Иоганнес Шмидт нанес эти координаты на карту, его взору предстала картина, не вызывающая больше никаких сомнений. Точки на карте расположились широкой полосой вдоль стрелок, обозначающих теплое атлантическое течение Гольфстрим. Личинки угрей добираются домой, дрейфуя вместе с теплыми водами Мексиканского залива, устремившимися на восток. И почти все они ловились на поверхности или очень неглубоко. Пришлось принятую прежде формулу «чем глубже, тем мельче лептоцефалус» заменить новой: «чем дальше на запад, тем мельче лептоцефалус». Действительно, самые крошечные личинки попадались в самых западных районах Северной Атлантики.
И еще вот что стало ясно: местом, где угри размножались, производя на свет лептоцефалусов, было, по всей вероятности, Саргассово море.
В 1913 году Шмидт сам предпринял путешествие к «берегам» Саргассова моря на небольшой шхуне «Маргарет».
И путешествие это окончательно убедило его, что именно здесь, в этой бездонной голубизне, над которой господствует вечный штиль, угри заключают свои брачные контракты. Но тут началась мировая война, и даже гастрономы потеряли интерес к угрям.
В 1920 году доктор Шмидт возобновил свои исследования. Теперь в его распоряжении была большая трехмачтовая шхуна «Дана». Новое осложнение несколько изменило его планы: выяснилось, что американские речные угри тоже размножаются в Саргассовом море. Значит, нужно было научиться сначала распознавать личинок и тех и других. И взрослых-то европейских угрей с трудом можно отличить от американских. А крошечные их личинки столь схожи между собой, что, казалось, нет никакой возможности сказать с уверенностью, какой у вас в руках лептоцефалус: европеец или американец.
И вот доктор Шмидт, оставив на время лептоцефалусов, препарирует взрослых рыб. Он внимательно исследовал 266 европейских и столько же американских угрей, пойманных в реках Массачусетса. И нашел то, что искал: у первых насчитал он в позвоночнике не менее чем 111 позвонков. Обычно их было 114–115. У американских же угрей позвонков меньше — 104–111, обычно 107–108. А еще Грасси и Каландручио доказали, что число миомеров, то есть сегментов, на которые распадаются мышцы лептоцефалуса, соответствует количеству позвонков взрослого угря, развивающегося из него. Значит, если у личинки миомеров меньше ста одиннадцати, она поплывет из Саргассова моря на запад, если больше, ей предстоит более далекое путешествие — к берегам Европы. Если же миомеров ровно сто одиннадцать, то трудно сказать, с какого континента пришли породившие личинку родители. К счастью, попался лишь пяток таких неопределенных плоскоголовок. Всего же их добыли семь тысяч!
Когда собранные экспедицией материалы были обработаны, стало совершенно ясно, где и когда размножаются европейские и американские угри, как быстро растут их личинки, куда и как скоро плывут.
Наши угри, покидая осенью реки Прибалтики, в конце декабря уже приближаются к Саргассову морю. Когда зажигаются у нас новогодние огни, угри погружаются в глубины океана. Там у них своя иллюминация — биолюминесцентная. В мрачной пучине сияют призрачными огнями рыбы-удильщики, зубастые и коварные, черные осьминоги вампиротевтисы и стремительные кальмары. В этом избранном глубоководном обществе угри и откладывают свою икру. Личинки выходят из икры, растут и плывут к поверхности. Самая мелкая из добытых Шмидтом личинок — длиной семь миллиметров — поймана на глубине более трехсот метров. Те, что покрупнее, добыты ближе к поверхности.
К концу первого года жизни лептоцефалусы чуть больше наперстка, их длина два с половиной сантиметра. За второй год они удваивают свой рост, за третий утраивают его. Подрастая, лептоцефалусы медленно дрейфуют вместе с Гольфстримом с запада на восток. В год проплывают по течению океанской «реки» около тысячи морских миль — 1800 километров!
Американские угри нерестятся недалеко от европейских, но не там, где они, — ближе к Америке и чуть южнее. Их личинки тоже за год преодолевают около тысячи миль, но плывут не на восток, а на запад. А поскольку путь их от колыбели до континента втрое более короток, они и растут втрое быстрее европейских угрей, и к устьям рек приходят уже вполне готовыми для превращения.
Лептоцефалусы-европейцы, добравшись наконец до рек, которые три года назад покинули их родители, забывают все свои морские привычки и становятся пресноводными рыбами.
Самки восемь — двенадцать, а самцы пять — семь лет живут в реках. Тут кончается пора их отрочества. Со зрелостью приходит и страсть к морским путешествиям. Но прежде чем навсегда покинуть реки предков (из Саргассова моря ни один взрослый угорь не возвращается: все там погибают), угри переодеваются в «форму» более подходящую для морских приключений. Словно кто посеребрил их — блестящие стали угри. И глаза у них выросли большие: выпуклые, вроде как у лягушек.
К некоторым угрям по каким-то причинам так и не приходит половая зрелость. Эти остаются в реках. Они живут долго — лет двадцать и больше. Жиреют непомерно, растут и растут: до двух с половиной метров вырастают и весят иногда больше двенадцати килограммов.
А один угорь прожил даже 57 лет! Его поймали в Шотландии в 1895 году, когда он был еще крошечным елвером — так англичане называют стеклянных угрей.
Две мировые войны начались и закончились, немало свершилось революций в разных странах мира, изобрели и испытали атомную бомбу, сверхзвуковые самолеты и ракеты. Иоганнес Шмидт исследовал историю развития угрей, а длинная рыбина все это время мирно дремала на дне аквариума, не ведая ни о чем.
Много за полвека совершили люди деяний, и позорных, и достойных восхищения, много тайн раскрыла наука — больше, пожалуй, чем за предыдущие пять тысяч лет. Речных угрей, во всяком случае, теперь так хорошо изучили, что мы с гордостью можем заявить: до нас почти ничего о них не знали. Но и наши многоопытные знатоки не ответят с уверенностью сейчас, после десятилетий блестящих исследований, на простой, казалось бы, вопрос: зачем угри, чтобы отложить икру, плывут так далеко? Разве мало места в океане у берегов Европы? Что влечет их к Америке?
Лишь смутные догадки и не доказанные еще гипотезы кое-как объясняют пока эту странную причуду речных угрей. Одна из таких гипотез, которая, по общему мнению, лучше других увязывает концы с концами, уводит нас далеко от биологии и прибалтийских рек в глубь давно минувших тысячелетий и геологических эпох. Но эта гипотеза так интересна, что нельзя не рассказать о ней.
Сиаль и сима
Наша планета образовалась, по-видимому, около пяти миллиардов лет назад из сгустившегося метеоритного облака, выхваченного солнечным притяжением из межзвездного пространства.
Когда это облако, холодное и безжизненное, вращаясь вокруг Солнца, «слиплось» в плотный шар, радиоактивные элементы, составляющие его, распадаясь и выделяя тепло, разогрели земные недра. Шар начал плавиться, более легкие минералы всплыли на поверхность, тяжелые погрузились в глубины литосферы. Поэтому, когда новоиспеченная Земля покрылась корочкой, оказалось, что затвердевшие на ее поверхности горные породы сложены из двух слоев: более легкого верхнего и более тяжелого нижнего. Их называют сиалем и симой. Слова эти ввел в науку известный австрийский геолог Эдуард Зюсс. Первый слог обоих терминов си образован от принятого в химии обозначения кремния — Si. Последние аль и ма — от Al и Ma, начальных букв в названии алюминия и магния.
Лёгкие породы земной коры сложены, оказывается, преимущественно из кремния и алюминия, а нижний, тяжелый слой — сима — из кремния и магния.
Сиаль называют также гранитной оболочкой, потому что его образуют в основном граниты и гранодиориты. Толщина сиаля — десять — тридцать километров, но местами тоньше, например, на северо-западе Германии три — пять километров.
Верхний слой симы (до глубины примерно тридцать — шестьдесят километров) составляет базальт. Здесь встречаются уже расплавленные породы, которые называют магмой. Под базальтом залегает еще более плотный перидотит — это царство магмы: температура здесь уже так высока, что все минералы и породы расплавлены.
Но они не жидкие! Колоссальное давление, которое здесь господствует, пишет советский геолог С. Кузнецов, «удерживает вещества магмы в пластическом, а местами твердом состоянии». Магма в переводе с греческого означает густая мазь, тесто.
Это природный силикатный, то есть каменный, раствор. Он нагрет выше точки плавления, и, как только давление в литосфере по какой-либо причине ослабевает, магма сейчас же переходит в жидкое состояние, ее объем увеличивается и она с чудовищной силой прорывается в верхние слои земной коры, а иногда и на ее поверхность — так происходят извержения вулканов. Излившуюся магму называют лавой.
Но вернемся к сиалю. Казалось бы, толщина его всюду на поверхности Земли должна быть одинаковой. На самом деле это не так. Сиаль наиболее толст в области континентов. Чем ближе к их краям, тем тоньше он становится, а на дне океанов почти совсем исчезает. Ложе Тихого океана (а как показали работы советских ученых, возможно, также и Северного Ледовитого) выстлано фактически только симой. Поэтому говорят иногда, что континенты — это гигантские блоки легких пород, всплывших над поверхностью более тяжёлой, но менее твёрдой массы минералов. Действительно, сима обладает, по всей вероятности, значительной пластичностью. В противоположность кристаллическому сиалю она в нижних слоях аморфна — стекловатая, то есть не имеет внутренней структуры и подвержена «текучести».
В последнее время считают, что многие даже очень твердые вещества под большими давлениями переходят в особое, так называемое текучее состояние. Жар земных недр плавит камни и металлы, но чудовищное давление (внутри Земли оно достигает по крайней мере трех с половиной миллионов атмосфер!) действует в обратном направлении, заставляя вновь сгущаться раскаленные пары и лавы. Очевидно, под влиянием этих двух факторов — температуры и давления — материя в утробе нашей планеты находится в особом (не жидком и не твердом) состоянии, которое в какой-то мере можно сравнить со стеклом: оно пластично и течет, если на него медленно и сильно нажимать, но обладает большим внутренним трением, свойственным твердым телам.
На этой пластичной массе покоится земная кора, причем все ее части находятся, как говорят, в изостатическом равновесии, нулевой уровень которого лежит приблизительно на глубине ста двадцати километров. Это значит, что, чем легче какая-нибудь область земной коры, тем выше она будет подниматься над этим уровнем. Напротив, более тяжелые ее части погружены глубже. Вот почему дно океанских бассейнов, выложенное в основном тяжелой симой, менее возвышается над уровнем изостатического равновесия, чем те области земной коры, которые сложены преимущественно из толстых слоев легкого сиаля, то есть материки.
Таким образом, согласно этой гипотезе, глыбы континентов плавают в подземном пластике, словно айсберги в море. Можно сравнить их и с чурками, брошенными в густой деготь. Тогда щепки, увязшие тут же в дегте, будут представлять ложа Атлантического и Индийского океанов (покрытые тонким слоем сиаля), а затвердевшая корочка дегтя вокруг — «голая» сима, выстилающая дно Тихого океана. Нальем теперь в бочку с дегтем немного соленой воды, и полученный «ландшафт» довершит сходство.
Блуждающие континенты
Когда говорят о плавании континентов в симе, предполагают обычно, что эти сверхгигантские глыбы камня способны лишь к медленным вертикальным перемещениям — вверх и вниз. Вдоль по симе они не плавают, так как разнокалиберные блоки сиаля плотно прилегают друг к другу и как бы взаимно друг друга заклинивают.
Но может быть, они не настолько уж прочно связаны между собой и могут порой перемещаться в горизонтальной плоскости: скользят по плотной и гладкой симе, словно мебель по паркету?
Идея эта, которая многим специалистам кажется фантастической, около пятидесяти лет назад пришла в голову одному немецкому геофизику.
Его звали Альфред Вегенер, позднее он погиб в снегах Гренландии, изучая ее ледники. В 1913 году вышла книга Вегенера «Происхождение континентов и океанов», которая уже в ближайшие двадцать лет выдержала пять изданий. В ней изложил он знаменитую миграционную гипотезу, которая получила название теории перемещения, мобилизма или теории дрейфующих континентов. Не много найдется научных гипотез, о которых столько спорили, как о теории Вегенера, и к которым так часто прибегали бы за помощью специалисты других наук, пытаясь объяснить досадные неувязки в своих изысканиях. Сначала геологи почти единодушно выступили против Вегенера. Сейчас другая картина: у некоторых исследователей он нашел полное признание, другие лишь в исправленном виде принимают его гипотезу, основные положения которой, модернизированные и дополненные, были использованы в построении многих новейших, более совершенных геотектонических теорий.
Вегенер был поражен, как точно соответствуют друг другу края континентов (вы тоже можете это заметить, если посмотрите на карту). Береговые линии некоторых материков дополняют друг друга, как соприкасавшиеся поверхности двух половинок лопнувшего стекла. Например, северо-восточный угол Южной Америки и Гвинейский залив Африки: первый словно вырезан из второго. Восточный край Северной Америки тоже, если мысленно приложить его к западному побережью Европы, составит с ним единый монолит.
В Южной Атлантике есть заливы и бухты, которые словно специально выкроены по размеру береговых мысов континента-антипода, раскинувшего свои земли по ту сторону океана.
Наблюдая эти и другие странные факты, Вегенер пришел к выводу, что первоначально сиаль покрывал Землю сплошным и всюду примерно одинаковой толщины слоем — до тридцати километров глубиной. Над сиалем плескались волны первобытного, или первичного, океана — Панталассы. Он тоже сплошь покрывал всю Землю, но глубина его была невелика — не больше 2,6 километра. Затем силы, вызванные вращением Земли и приливами, в магме — ее притягивала Луна — взломали корку сиаля, сбили его куски в кучу — в одну гранитную глыбу, единый суперматерик Пангею. Вокруг на освободившейся от сиаля симе плескались безбрежные воды вторичного океана, который мы называем теперь Тихим.