АВТОНОМНАЯ СТАНЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

УДК 59.01/.08 К. А. Дроздов АВТОНОМНАЯ СТАНЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

В статье представлены рассуждения о причинах концентрации донной биоты на глубоководных горизонтах океана, объёме и распределении биомассы, а также о возможных причинах, способствовавших развитию глубоководной биоты. Также предложена конструкция автономной станции для проведения исследований на больших глубинах и в долговременном аспекте.
Ключевые слова: Мировой океан, глубоководные животные, глубоководные зонды, автономные морские станции.

Животный мир нашей планеты изучен достаточно хорошо. Вероятность описать какой-нибудь новый вид крупного животного очень мала. Всё это справедливо, но только для наземных животных, если же речь идёт об обитателях морских глубин, то даже самые смелые предположения о существовании целых глубинных сообществ, неизвестных науке, могут оправдаться. Считается, что в Мировом океане существует около 10 тыс. видов растений (преимущественно водорослей) и 160—180 тыс. видов животных, в том числе 32 тыс. видов различных рыб, 7,5 тыс. видов ракообразных, более 50 тыс. видов моллюсков, 10 тыс. видов одноклеточных, 7 тыс. видов червей, около 9 тыс. видов кишечнополостных, 5 тыс. видов иглокожих, 3 тыс. видов губок [4]. Это около 450 000 видов, по другим оценкам цифры значительно выше. В этом случае описано менее 30 %. Подробно изучены менее 5 % площади океана, а только одна экспедиция в районе Курило-Камчатского жёлоба, исследовавшая морское дно на глубинах 5—6 км, позволила обнаружить почти 2000 видов живых организмов, примерно половина из них, по предварительным оценкам, — новые для науки [1]. Исследования последних лет в значительной мере увеличили наши знания Мирового океана. Это стало возможным благодаря новым, более совершенным системам подводных аппаратов, предназначенных для глубоководных исследований. Так, описанная ещё в 1939 году малоротая макропинна, или бочкоглаз (глубоководная лучепёрая рыбы, Macropinna microstoma, из сем. Opisthoproctidae) [5, с. 75], только недавно была запечатлена в её непосредственной среде обитания. Первые фотографии рыбы были получены лишь в 2004 году, и только в 2009 году было полностью изучено строение глаз. При попытках изучить её ранее рыба просто не переносила изменения давления. Если посмотреть на этого удивительного морского обитателя спереди, то складывается впечатление наличия у него глаз. На самом деле это не так, так как глаза рыбы находятся внутри прозрачного купола и имеют зелёный цвет из-за присутствия пигмента. «Ложные» же глаза на голове являются ни чем иным, как органом обоняния, подобным человеческому носу (рис. 1).

Животный мир подводных глубин в зонах полной темноты живёт по иным правилам, чем жители хорошо освещённых и сумеречных зон поверхности океана. Из-за того, что эти организмы не могут использовать энергию солнечного излучения, можно было бы предположить то, что видовой состав таких донных сообществ должен быть очень скуден и однороден, но это не так. Видовые сообщества животных на глубинах более 1000 м представляют особый интерес, так как отличаются высоким разнообразием, причудливостью и необычностью форм жизни.

Возможной причиной большого видового разнообразия в зонах абсолютной темноты может являться постоянство физических параметров среды относительно поверхностных вод океана. Как известно, на поверхности земли климат достаточно изменчив и очень зависит от факторов среды, которые способны вызывать катастрофические явления, неоднократно приводившие к вымиранию большого количества видов и замещению их другими. На глубине же более 1 000 м изменения условий проживания не столь значительны, что позволило выжить большему количеству видов на протяжении длительного исторического времени. Одной из интересных особенностей глубоководных рыб является то, что у них не атрофированы глаза. Известно, что зрение очень энергозатратный механизм и в случае, если нет необходимости использовать зрение, на определённом витке эволюции происходит атрофия глазного аппарата. Наиболее известным представителем млекопитающих с атрофированным зрением является крот. Однако у глубоководных животных зрительный аппарат функционирует. Этот факт является косвенным доказательством того, что на больших глубинах присутствуют электромагнитные излучения видимого диапазона. Однако это не солнечный свет, который не в состоянии преодолеть толщу воды и достичь глубоководных зон. Ещё одним интересным фактом, подтверждающим недооценённую значимость жизни на глубине, недостаточную изученность биомассы донных и придонных глубоководных сообществ, является, например, характер питания некоторых крупных морских млекопитающих, совершающих погружения на глубину более 1 000 м с целью добычи пищевых объектов. Это широко известные кашалоты (Physeter macrocephalus), зафиксированная глубина погружения которых достигает 3 000 м, а также такие виды, как северный плавун (Berardius bairdii), бутылконосы (Hyperoodon), карликовые кашалоты (Kogia breviceps), клюворылы (Ziphius cavirostris). Все эти животные в состоянии погружаться на глубины более 1 000 м. Морские млекопитающие являются вторичноводными животными, населившими океан при эволюционном развитии навыков глубоководного погружения. Ведь чтобы достичь больших глубин, недостаточно иметь способности надолго задерживать дыхание, надо научиться выдерживать и огромное давление на таких глубинах, которое при глубине в 1 000 м равно 10 104,3 кПа или около 100 атмосфер. И большинство видов китов и дельфинов лишены этой способности. Так чем же для некоторых морских млекопитающих так привлекательны глубоководные просторы? В 80-е годы было подсчитано, что кашалоты в год в водах Южного океана потребляют порядка 12 000 000 т головоногих [7]. Для сравнения: общий запас минтая в Охотском море не превышает 10 000 000 т [3]. Поэтому кажется сомнительным положение о том, что основой питания глубоководных животных являются верхние слои океана, однако эта точка зрения на сегодняшний день считается общепринятой [6].

Таким образом, изучение животного мира глубин океана — это крайне актуальная задача, решение которой принесёт большое количество интересных и неожиданных открытий. Однако глубоководные исследования сопряжены с большим количеством трудностей. Основная трудность — высокая цена оборудования, создаваемого для изучения глубоководных объектов. Стоимость самых недорогих аппаратов начинается от десятков млн рублей [2]. Другой, не менее сложной преградой, является то, что для работы с подобными аппаратами необходимы суда определённого класса, с мощными лебёдками, позволяющими опускать и поднимать подводные аппараты при работе в зонах больших глубин. Фрахт таких судов тоже очень дорог. Вопрос продолжительности наблюдения за морским дном также крайне актуален. Проведём аналогию с исследованиями наземных животных, например, леопардов. Для получения информации о присутствии леопарда на исследуемой территории необходимы месяцы. Фотоловушки могут длительное время не фиксировать наличия хищника и лишь спустя долгое время получить изображения животного. Современные же методы и подходы, которые используются сейчас для исследования жизни морских глубин, не позволяют проводить долговременные наблюдения. Для решения этих преград автором разработана система автономного мониторинга глубоководных объектов. Схема станции (аппарата) крайне проста и недорога по сравнению с современными аналогами. Станция включает в себя три основные части: якорь, размыкатель и бокс со встроенной камерой наблюдения. Станция и размыкатель имеют положительную плавучесть, таким образом, при отсоединении бокса от якоря она всплывает самостоятельно. Размыкатель может быть как автономный, срабатывающий через заданное время, так и с системой дистанционного управления, позволяющей дистанционно подавать команду на размыкание, сигнал подаётся при помощи гидроакустического сигнала с удалённого расстояния. Для создания бокса можно использовать широко применяющиеся в промышленности смотровые стёкла модели типа DN 20 PN 40 (рис. 2). Использование такой станции позволит проводить глубоководные исследования в различных временных и глубинных диапазонах и при относительно небольших финансовых затратах. Так как размер станции может не превышать десятков килограммов и нет необходимости использовать силовые установки для подъёма станции, то для работы подойдёт любое доступно судно. Подобные станции можно снабдить не только видоезаписывающим оборудованием, но и системой зондов для измерения температуры, солёности, также можно установить системы гидроакустического мониторинга и системы забора воды и грунта.

Мы полагаем, что данное технологическое решение расширит возможности исследования Мирового океана.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Адрианов А. В. Мы о космосе знаем больше, чем о глубоководных районах Мирового океана [Электронный ресурс] // ТАСС: интервью. 2016. 4 сентября. URL: https://tass.ru/interviews/3572797. 2. Бочаров Л. Ю. Необитаемые подводные аппараты: состояние и общие тендеции развития // Электроника: Наука, Технология, Бизнес 2009. № 7. С. 62—69. 3. Кляшторин Л. Б., Любушин А. А. Циклические изменения климата и рыбопродуктивность. М.: Изд. ВНИРО, 2005. 235 с. 4. Максаковский В. П. Географическая картина мира: пособие для вузов. Кн. I. М.: Дрофа, 2008. 495 с. 5. Решетников Ю. С., Котляр А. Н., Расс Т. С., Шатуновский М. И. Пятиязычный словарь названий животных. Рыбы. Латинский, русский, английский, немецкий, французский / под общ. ред. акад. В. Е. Соколова. М.: Рус. яз., 1989. С. 735. 6. Селиверстов Н. И. Введение в геологию океанов и морей. ПетропавловскКамчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. 170 с. 7. Karen Evans, Mark A. Hindell. The diet of sperm whales (Physeter macrocephalus) in southern Australian waters (англ.) // ICES Journal of Marine Studies (15 July 2004). Vol. 61, Issue 8, pp. 1313—1329.
* * *
1 Смотровое окно с двойным остеклением DN 20 PN 40 [Электронный ресурс] // Юматэк — пропан бутан оборудование АГЗС. URL: https://umatek. ru/product/smotrovoe-okno-s-dvojny-m-ostekleniem-dn-20-pn-40

Список работ автора:

Дроздов К. А., Звягинцев Н. В., Есипов А. В. Исследование методом ядерно-магнитной резонансной спектроскопии состава растительных жиров из семян культурных
растений различных климатических поясов // Программа и материалы научной конференции «Биоразнообразие и эволюция», посвященной памяти академика О. Г. Кусакина,
Владивосток, 4–6 окт. 2016 г. – Владивосток, 2016. – С. 53–58. – Библиогр.: 9 назв.
http://east-eco.com/node/6337

К.А. Дроздов, А.В. Усольцев. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ КОФЕИНА В ВОДНЫХ ЭКСТРАКТАХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ КОФЕИНА МЕТОДОМ ЯДЕРНО-МАГНИТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ.
ISSN 2227-1384 «Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема» № 3(32)2018, с. 29-35.
http://east-eco.com/node/6295

К.А. Дроздов. АВТОНОМНАЯ СТАНЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ISSN 2227-1384 «Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема» № 3(32)2018, с. 23-28.
http://east-eco.com/node/6257

Дроздов К. А. Куриленко В. В.. Биохимические решения проблемы пластикового замусоривания // Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. – 2019. – Т. 3, № 36, с. 29-35 – Библиогр.: 7 назв.
http://east-eco.com/node/6254

Дроздов К.А. Самоубийства животных. Факты и домыслы. Часть первая: отряд китообразные
https://east-eco.com/node/4954#

Дроздов К.А. Самоубийства животных. Факты и домыслы. Часть вторая: отряд грызуны
https://east-eco.com/node/4958