Помоги проекту - поделись книгой:
Как видно, континентальный шельф Новой Англии, особенно банка Джорджес, в течение какого-то времени был местом, имевшим не только локальное значение. В настоящее время банка Джорджес славится богатыми запасами питательных веществ и умеренным подводным климатом, создающими чрезвычайно благоприятные условия для всего живого. Ее репутация как промыслового места распространилась далеко за пределы Новой Англии, а в прошлом ее славу создавали многие поколения бакланов, гагарок, дельфинов и китов и немногие поколения рыбаков. В последнее время- банка Джорджес снова вызвала интерес: как выяснилось, в некоторых ее районах толщина осадочных отложений достигает 7,6 километра — а это первый признак скрытого присутствия нефти.
9 декабря 1974 года-директор Геологической службы Соединенных Штатов доктор У. Е. Маккелви выступил перед членами межштатной комиссии по нефти в городе Феникс, штат Аризона. Речь д-ра Маккелви унесла его слушателей далеко от Феникса, славящегося сухим мягким климатом, ибо ее темой была нефть на внешнем крае континентального шельфа по другую сторону Соединенных Штатов. Маккелви сказал, что, по оценке Геологической службы, Атлантический шельф (участок шельфа между Новой Англией и Флоридой, простирающийся от берега до глубины 200 метров) может дать от 10 до 20 миллиардов баррелей нефти и 55 триллионов кубических футов природного газа. Он напомнил собравшимся петрократам, что эти цифры целиком основаны на данных, полученных эхолотом, который указывает на возможность присутствия нефтеносных пластов, обычно залегающих на тысячи метров глубже песчаного грунта.
Позже, в 1975 году, Геологическая служба снизит свои оценки запасов нефти и газа, но в вопросах морской геологии Маккелви обладал максимальной информацией. Он обрисовал своим слушателям структуру Атлантического шельфа Соединенных Штатов, который извивается в направлении с северо-востока на юго-запад, то сужаясь, то расширяясь от 80 до 350 километров. Атлантический шельф, тянущийся вдоль континента 3000-километровой окаменелой морской змеей, имеет в разрезе четковидное строение. Он состоит из ряда глубоких, наполненных отложениями впадин, разделенных арками, или платформами, породы, покрытыми тонким слоем осадков. Глубина отложений, подстилающих дно впадин, колеблется от 3000 до 13500 метров и более, и чем толще этот слой, тем больше вероятность найти нефть.
Самый северный и наиболее глубокий осадочный бассейн на восточном побережье Соединенных Штатов располагается на банке Джорджес. Этот бассейн примерно овальной формы имеет около 300 километров в длину и 130 километров в ширину. Его центр находится приблизительно в 200 километрах юго-восточнее Кейп-Кода, но самые большие надежды возлагаются на южную часть бассейна, в полосе, идущей параллельно кромке континентального шельфа. Здесь осадочные отложения имеют наибольшую толщину, а 60 — 100-метровая глубина воды не создает трудностей для бурения. По данным геологических изысканий, банка Джорджес является одним из двух или трех мест на Атлантическом шельфе, где вероятнее всего найти нефть.
Сегодня в Новой Англии нет, возможно, более важного экономически и в то же время более дискуссионного с точки зрения экологии вопроса, чем добыча нефти из моря. В течение вот уже нескольких лет проводятся совещания, публичные заслушивания, специальные правительственные конференции, посвященные обсуждению этой проблемы, и число подобных мероприятий растет чем дальше, тем больше. Новая Англия ежегодно потребляет 430 миллионов баррелей нефти, чтобы удовлетворить 84 % ее энергетических потребностей. Вся нефть ввозится, причем большей частью из-за границы. Добыча нефти из моря в какой-то мере решила бы проблему безработицы: Новая Англия постоянно страдает от безработицы, которая здесь намного превышает средние цифры по стране. В то же самое время жители Новой Англии платят высокие цены за топливо, вынужденные бороться с более суровым климатом, по сравнению с тем, в котором живет большинство их соотечественников. Поэтому естественно, что они с растущим пониманием относятся к высказываемому на юге и на западе мнению, что Новая Англия должна внести свою долю в разработку морских нефтяных резервов и производство нефтепродуктов и тем самым пополнить топливный бюджет страны.
Но в то же время есть понимание и другого рода. Оно заключается в том, что развитие нефтяной промышленности в этом районе создает угрозу прибрежной и морской окружающей среде. Добыча нефти и строительство нефтеперерабатывающих заводов и нефтяных причалов вдоль глубоководного побережья Новой Англии, особенно в северной части штата Мэн, вызовут всякого рода частные и общие проблемы и опасности.
В 1973 году Массачусетский технологический институт (МТИ) опубликовал результаты работ, посвященных изучению последствий крупных утечек нефти в водах, омывающих Новую Англию. В продолжение многих недель ученые этого института изучали скорость распространения нефти на воде и влияние ветра, течений и очистительных мер. Были имитированы утечки нефти, которые фактически не причинили никакого ущерба. Район эксперимента, количество излившейся в море нефти, приливы и отливы, волнение на море, деятельность людей и оборудование для борьбы с загрязнением — все это было запрограммировано и контролировалось одним огромным компьютером.
Исследователи МТИ прежде всего занялись прибрежным районом, где планировалась добыча сырой нефти. Выбрав четыре предполагаемые нефтеносные зоны на банке Джорджес, они ввели в программу для ЭВМ данные о сезонных изменениях ветра и модели течений. Затем были имитированы и изучены в условных водоемах для различных условных сезонов года продолжительностью каждый в 150 условных дней условные случаи попадания нефти в море в результате утечек из скважин, столкновений танкеров, повреждений нефтепроводов и других несчастных случаев.
Течения и ветры в районе шельфа Новой Англии, вероятно, изучены лучше, чем в каком-нибудь другом сравнимом месте в мире, но ценность попыток смоделировать сложную среду, даже при помощи самого хитрого компьютера, существенно снижается из-за недостатка внимания к имеющим решающее значение деталям. Отдавая должное исследованиям МТИ, нужно сказать, что полученные результаты действительно показывают возможные перемещения нефти в прибрежной полосе моря при средней силе ветра и среднем состоянии моря. И в исследовании откровенно говорится, что средние данные не позволяют делать точных прогнозов. Это замечание может подтвердить всякий, кто знаком с погодой в Новой Англии. И еще: как знает всякий опытный игрок в азартные игры, основанные на средних данных результаты бывают точными только в случае больших количеств проб или событий. А это определенно нежелательное обстоятельство, когда дело касается утечек нефти.
Из всех смоделированных нефтяных пятен в районе банки Джорджес берега достигли лишь немногие. В зимних условиях во время многочисленных проб, сделанных в течение 150 дней, нефть ни разу не подходила к берегу. (Выбор периода времени в 150 дней был основан на некоторых работах по исследованию скорости разложения разлитой в море нефти. По истечении этого срока остатки нефтяной пленки превращаются в плавающие комки мазута.) Смоделированные зимние результаты оказались утешительны по той причине, что в это время года погода на море очень плохая и поэтому трудно, опасно и часто невозможно проводить операции как по сдерживанию нефти, так и по очистке от нее моря.
Однако во время экспериментов, соответствующих летним месяцам, в 5 % случаев нефть достигла побережья Новой Англии, главным образом в районе Кейп-Кода, причем для этого потребовалось всего 30 суток. Этот результат не был приятным с точки зрения потенциального экономического воздействия на прибрежные города в разгар туристского сезона. Кроме того, программист, расшифровывавший данные компьютера, явно ограничился теми случаями, когда нефть оказывалась у берегов Канады, хотя, согласно отчету МТИ, при относительно небольших изменениях в характере океанских течений вероятность того, что весной и летом нефть может оказаться в заливе Фанди, возрастает от 0 (как было предсказано) до 10 %.
К сожалению, в отчете МТИ очень мало внимания уделено проблеме потенциального воздействия утечек нефти на богатую пелагическую и донную среду самой банки Джорджес. Указав на малую вероятность того, что в случае гипотетических аварий нефть достигнет берега, авторы отчета продемонстрировали позицию «с глаз долой, из сердца вон», из-за чего остались без ответа многие вопросы, касающиеся влияния нефти на коммерчески важный рыбный промысел на банке Джорджес и на рыбный промысел в районе Новой Англии, и без того уже находящийся под угрозой. Однако отсутствие в отчете МТИ деталей и авторитетных рекомендаций в отношении потенциальных бедствий, которые могут быть вызваны нефтью в прибрежной полосе, значительно возмещается обсуждением вопроса о загрязнении нефтью берегов. Постулировав, что наихудшим вариантом было бы размещение нефтеочистительного завода в северной части залива Мэн — это означало бы, что нефть придется доставлять с банки Джорджес или еще откуда-нибудь танкерами, а не по нефтепроводу (первое в значительно большей мере способствует утечкам нефти, чем второе), — программисты МТИ представили созданную компьютером ужасающую картину распространения нефти на десятки миль вдоль побережья штата Мэн и в Канаду.
Еще раз было доказано, что летом возникают наилучшие условия, при которых разлившаяся нефть может разноситься далеко по воде и достигать удаленных берегов. При обычно небольшой скорости юго-западного течения (0,1 узла) крупное нефтяное пятно объемом 3,8 миллиона литров (1 миллион галлонов), появившееся в одной миле от берега залива Мачиас, легко могло бы достичь Акейдского Национального парка, залива Пе-нобскот, а возможно, и Портленда. Есть предположение, что остатки такого пятна, главным образом в виде комков мазута, могут достичь даже северной части побережья штата Массачусетс. ЭВМ предсказала со 100-процентной вероятностью, что если бы юго-западное течение было остановлено или под воздействием ветра потекло в обратном направлении, пятно объемом 1 миллион галлонов, появившееся в водах залива Мачиас, подгоняемое сильными приливными течениями, достигло бы берегов Канады у залива Фанди.
Созданные ЭВМ модели траекторий движения нефтяных пятен около побережья обычно слишком упрощены. Особенно это относится к моделям для северной части штата Мэн. По причинам математического характера и особенностям программирования компьютер лучше всего моделирует прямые береговые линии без заливов и полуостровов. Смоделированной береговой линии не хватает еще одной важной черты, которая навечно делает северную часть штата Мэн несовместимой с нефтяной промышленностью: вдоль побережья от залива Пенобскот на север густо разбросаны сотни больших и маленьких островов и обнажаемые во время отлива скалы. Представим себе пленку нефти шириной в несколько километров, попавшую в сильное приливное течение. Она приближается к острову, разделяется, когда остров перехватывает часть нефти, и продолжает двигаться уже в виде двух полос, которые, в свою очередь, перехватываются другими островами, расположенными на ее пути. В результате, когда нефть наконец достигает береговой линии, она оказывается разбитой на огромное число отдельных пятен. Это неимоверно затрудняет работы по сдерживанию и уничтожению нефтяных загрязнений.
Исследователи МТИ считают, что присутствие островов в районах с сильными приливными течениями должно рассматриваться как серьезное лимитирующее обстоятельство при выборе места для строительства береговых нефтеочистительных заводов. Даже зная это, программисты не могли создать никакой надежной модели движения нефтяных пятен в заливах и гаванях, расположенных в районе эксперимента, так как в их распоряжении не было достаточной информации о приливных течениях у побережья штата Мэн.
Хотя физические аспекты появления нефти в море были определены количественно и запрограммированы, подвергнуты анализу и обсуждены в многочисленных научных статьях, в отчетах правительственных промышленных комитетов и в специальных комиссиях и тому подобное, сравнительно мало что известно о влиянии нефти на биологию моря, выраженном в виде обоснованных цифр и неопровержимых фактов. Во многих случаях отсутствуют даже оценки "ballpark" (это выражение, широко используемое в настоящее время технократами, означает количественную оценку, хотя и неточную, но находящуюся в пределах здравого смысла).
Утверждение, что разлитая нефть содержит в себе биологическую угрозу, звучит несколько парадоксально, ибо это вещество создано самой жизнью. Нефть, представляющая собой невероятно сложную химическую смесь, — это остаток еще более сложных форм материи и энергии, в которых миллионы лет назад на какие-то мгновения замерцала жизнь, а затем прекратила свое существование. На протяжении миллионов лет медленного распада огромные массы остатков растений и животных постепенно аккумулировались в огромных бассейнах, или карманах, Земли. Скрытые от высоких температур и разлагающего воздействия кислорода и бактерий, они превратились в нефть. Существует ошибочное мнение, что нефть якобы сосредоточена в больших подземных бассейнах. На самом деле она присутствует в недрах в таком же виде, как подземная вода, занимая небольшие промежуточные пространства и трещины между песчинками или крохотные щели в пористой породе. Нефть очень часто бывает смешана с соленой водой. Когда бур проникает в нефтеносные отложения глубоко под земной поверхностью, огромное давление заставляет жидкость выходить из трещин, и она начинает просачиваться на многие мили вокруг, пока не достигнет скважины, откуда вырывается наружу, часто со взрывной силой.
Нефть состоит в основном из двух элементов — углерода и водорода, хотя в ней присутствуют в разных количествах и другие элементы, главным образом кислород, азот и сера. Атомы различных элементов вступают между собой в соединения. Каждое такое соединение представляет собой молекулу, а одинаковые молекулы, взятые в совокупности, образуют вещество.
Химия нефти основана на том, что у атомов углерода есть тенденция присоединяться друг к другу, образуя цепочки атомов. Углеводороды — соединения, составляющие основную массу нефтяной смеси, — состоят только из углерода и водорода. Самый простой углеводород — это метан, затем идут этан, пропан и бутан. В зависимости от величины молекул и веса соединения бывают легкие или тяжелые. Самые легкие соединения, включая вышеупомянутые, — это главным образом природные газы. А соединения, состоящие из молекул с большим весом, — это жидкости при комнатной температуре и атмосферном давлении. Для любого данного ряда соединений температура кипения (при которой жидкость превращается в газ) обычно увеличивается с молекулярным весом. Температура кипения часто используется для классификации соединений и смесей нефти.
Химики называют семью углеводородов, которая начинается с метана, парафиновым рядом. Это название она получила по самым большим молекулам в этом ряду, имеющим 18 или более атомов углерода. При комнатной температуре эти соединения находятся в твердом состоянии; они образуют парафин. Члены парафинового ряда составляют главную фракцию многих видов сырой нефти. К счастью, эти углеводороды почти не растворяются в воде, в силу чего они не очень токсичны, хотя, как известно, могут оказывать анестезирующее или наркотическое воздействие на различные морские организмы.
В химическом отношении все зло, заключенное в нефти, идет в первую очередь от семьи так называемых ароматических углеводородов. Они получаются в результате того, что соседние атомы углерода соединяются двойными связями, образуя химически стабильные кольца, состоящие из шести атомов углерода. Самым простым ароматическим углеводородом является бензин.
Подобно парафинам, ароматические углеводороды отлич-аются большим многообразием, благодаря тому что они присоединяют к себе боковые цепи и даже многократно повторяющиеся кольца. Они обладают сильной склонностью вступать в реакции со своим химическим окружением и замещать атомы, например хлора, водородом. Такие замещенные соединения легче растворяются в воде и, таким образом, вступают в гораздо более тесный контакт с водной жизнью, чем парафиновые углеводороды. В то же самое время ароматические углеводороды намного более ядовиты.
Трудно представить себе судьбу омара, рыбы или какого-нибудь другого неосторожного существа, пойманного в липкие объятия нефтяного пятна. Вообразите себе для сравнения судьбу человека, попавшего в атмосферу какого-то нового губительного смога. Постепенно он станет проникать в кожу, образует пленку на глазах, в ушах и органах дыхания, вызовет потерю координации движений, дезориентацию, а затем быструю смерть.
Острая токсическая реакция на разлитую нефть вызывается присутствием в нефти легких ароматических веществ и их замещенных производных. Эти соединения, обычно их называют растворимыми ароматическими производными (РАП), составляют около 5 % всего веса сырой нефти, но в очищенных продуктах, например газолине и керосине, их содержание доходит до 20 %.
Ученые определили смертельные концентрации РАП в морской воде. Они установили, что многие морские организмы, начиная с водорослей и кончая рыбами, быстро погибают даже при ничтожных, едва различимых концентрациях РАП: от 5 до 50 частей нефти на миллион частей воды. Особенно чувствительны к нефти пелагические креветки. Они чувствительны уже к одной части нефти на миллион частей воды, что эквивалентно двум каплям на полную ванну воды. Интересно, что обыкновенные береговые улитки, литторины, — самые резистентные к нефти из всех известных животных. Их способность выделять обильные количества слизи на открытых участках тела, вероятно, предохраняет их и делает невосприимчивыми к РАП в концентрациях, в 100 и более раз превышающих концентрации, смертельные для креветок.
Личинки морских организмов, особенно рыб, по-видимому, в 10-100 раз чувствительнее взрослых животных. Возможно, что в основном все дело здесь в уровне развития. Главные нервные центры, дыхательные и другие органы крошечной, в толщину бумажного листа, личинки расположены настолько близко к поверхности ее тела, что ядовитые вещества попадают на эти жизненно важные участки через покровы. Наоборот, нефть, попадая на кожу человека или другого крупного животного, быстро проникает лишь на ничтожно малую глубину и не вызывает никаких токсических реакций, так как первой линией защиты является вся масса тела.
Очень слабые двигательные возможности — еще одна причина, почему личинки так восприимчивы к нефти. Не имея сил плыть против даже самого незначительного течения, личинки вынуждены дрейфовать, Циркуляция вод океана выносит их в нужном им направлении, и этот дрейф продолжается до тех пор, пока они не обретают способности сами управлять своими движениями. Такой порядок хорошо служил личинкам много миллионов лет, но он перестает действовать в присутствии нефти в море.
Обладая очень низким уровнем толерантности, личинки восприимчивы к самым незначительным концентрациям РАП. Воздействие РАП выражается в появлении дефектов развития, получивших название тератогенных. Это мрачное слово впервые широко прозвучало в связи с трагедиями, вызванными употреблением талидомидных препаратов, а затем во время войны во Вьетнаме, когда рождение детей с уродствами связывали с использованием гербицидов в военных целях. При крайне низких концентрациях, которые не были непосредственно летальными, РАП вызвали аномалии в развитии тресковой икры, плавающей на поверхности моря. Так, у некоторых эмбрионов не была развита голова, хотя вид туловища был нормальным. Во многих случаях развитие происходило правильно, но у выклюнувшейся из икринки личинки трески тело было искривленным. У других личинок тело было деформировано в такой степени, что походило на штопор, они были неестественно слабыми и не могли нормально плавать. Все погибли вскоре после появления на свет.
Представители нефтяной промышленности, занимающиеся вопросами окружающей среды, давно уже навязывают мнение, что ароматические углеводороды с низкой температурой кипения испаряются вскоре после появления нефти в воде. Они считают, что опасные токсические соединения присутствуют в морской воде очень недолго, обычно не более четырех дней. На первый взгляд, эти данные выглядят утешительно. Основная масса летучих соединений действительно исчезает примерно за такое время. Однако самые последние научные наблюдения свидетельствуют о более сложной судьбе разлитых ароматических углеводородов, которые зловещим призраком встают на пути обитателей моря.
Двое ученых из Океанографического института Вудс-Хол на мысе Кейп-Код, биолог Хауард Сандерс и химик Макс Блюмер, представили очень ясную картину поведения нефти в морской среде. Однако оба они подчеркивают, что еще больше нам предстоит узнать. К несчастью, пока их усилия, предпринятые с минимальными денежными средствами и без поддержки, если не считать помощи, оказанной им для проверки результатов и объективного анализа, — пока эти усилия вызвали оскорбительные нападки, инспирируемые крупными нефтяными магнатами.
В специальных докладах, написанных в псевдонаучном стиле, было сделано несколько довольно жалких попыток дискредитировать исследователей из Вудс-Хола. Такие работы, претендующие на объективность, но злоупотребляющие доверчивостью читателей, составляются, печатаются и распространяются промышленностью в качестве не подлежащих обложению налогами научно-исследовательских проектов. Появление этих частных публикаций можно отчасти объяснить тем, что им не удалось бы пройти через объективное рецензирование, которое требуется для опубликования работ в научных журналах.
Одно из таких грязных наукообразных произведений с нападками на работу д-ра Сандерса содержало буквально десятки вопиющих ошибок, и в течение многих недель оно было предметом шуток в Вудс-Холе. Но этот доклад не представлял собой легкого чтения. Он был наполнен авторитетно звучащими данными, профессиональными терминами и заключениями, которые приукрашивали и выставляли в ложном свете новые факты о влиянии нефти на жизнь моря. Легко представить себе негодование Сандерса по поводу искаженного изложения его исследования, но едва ли не столь же сильным было опасение ученых, что конгрессмены и федеральные распределители финансовых средств, не зная истинного положения дел, примут его на веру.
Исследования, проведенные Блюмером, Сандерсом и их сотрудниками, свидетельствуют об удивительной склонности соединений РАП проникать в донную среду. Как было установлено, обычно они доходят до глубины 10 метров, но при штормовых волнах и бурном море могут проникнуть гораздо глубже. После аварии, случившейся в феврале 1970 года с танкером «Эрроу» во время шторма в заливе Чедабукто в Новой Шотландии, капельки нефти были обнаружены на глубине 80 метров. Через несколько недель после катастрофы нефтяная эмульсия с танкера «Эрроу» распространилась от устья залива в сторону моря полосой 10 километров в ширину и 70 километров в длину.
РАП не только лучше, чем другие фракции нефти, растворяются в морской воде, но они, кроме того, прилипают к крошечным плавающим частичкам, существующим в естественном состоянии в бессчетных количествах, наподобие облаков пыли в воздухе. Возможно, что главным образом через посредство вот этих загрязненных частиц токсические ароматические вещества и переносятся на дно. Таким образом, дождь почти невидимых смертоносных веществ аккумулируется над дном вблизи места возникновения нефтяного пятна, быстро распространяясь во все стороны. Д-р Блюмер проследил распространение нефти по морскому дну на пространстве более 20 квадратных километров после утечки нефти в заливе Баззардс у побережья штата Массачусетс, которая характеризовалась в промышленных сообщениях как «небольшая». Ядовитая волна, продвигаясь вдоль дна, оставила после себя очень мало живого; гибель червей, моллюсков, донных креветок, актиний и других организмов, не умеющих быстро уходить от опасности, достигла огромных размеров.
Есть еще одно последствие, которое затрагивает через пищевые цепи и человека. Медленно исчезающий привкус нефти заставляет с новым чувством формулировать проблему общественного здоровья. Человеку угрожает рак, агентами которого являются соединения, известные под названием полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и обладающие очень высоким молекулярным весом. Представляя собой тяжелые молекулы, состоящие из многочисленных связанных ароматических колец, соединения ПАУ имеют крайне высокие точки кипения и поэтому их способность испаряться с нефтяной пленки ничтожно мала. Они образуют большую фракцию вездесущих мазутных комков, продолжающих плавать или прибиваемых к пляжам через много месяцев после утечки нефти. Соединения ПАУ также быстро достигают дна, где они сохраняются в отложениях в течение многих лет. В отличие от легких ароматических веществ, ПАУ не очень токсичны; они постепенно накапливаются в тканях и органах морских организмов, получающих их вместе с пищей и в процессе дыхания. Ракообразные аккумулируют в своем теле особенно много ПАУ. Таким путем даже в тех районах, где после утечки нефти исчезла всякая жизнь, эти долговечные химические вещества включаются в пищевые цепи. Когда жизнь начинает возвращаться, ПАУ прежде всего попадают в организмы донных животных, затем по очереди переходят в организмы различных хищников и, наконец, через определенные виды съедобных морских животных — к человеку.
К счастью, ПАУ — не главные компоненты сырой нефти. Однако, как явствует из исследования, проведенного Скриппсовским океанографическим институтом, пятно такой нефти объемом 11 миллионов литров (3 миллиона галлонов) содержит 45–90 килограммов известных канцерогенных веществ, попадающих в морскую среду. Сюда не входят многие специфические соединения ПАУ, не проверенные на канцерогенность. Даже эти неполные оценки вызывают тревогу в свете современных медицинских теорий, согласно которым для сильнодействующих канцерогенов не существует порога безопасности. Этиологические данные показывают, что длительное воздействие небольших количеств этих веществ вызывает рак.
Морские организмы — фильтраторы, такие, как устрицы, гребешки и некоторые виды рыб, — быстро накапливают в себе токсичные продукты распада нефти, образуя самый вероятный путь для прямого воздействия разлитой в море нефти на здоровье людей. Проблема влияния нефти на вкус морских продуктов получила название "tainting", означающее «порча», «загнивание», «болезнь в скрытом состоянии». В случае с устрицами и другими съедобными двустворчатыми моллюсками положение стало критическим. Каждый из таких организмов профильтровывает до 300 литров морской воды в день, и даже незначительная концентрация нефти в окружающем их море теоретически может увеличиться более чем в 20 000 раз в теле животных и значительное время поддерживаться на таком высоком уровне.
Заболевают и сами моллюски. В 1971 году нефтяное пятно возникло в заливе Пенобскот, около Сиерспорта в штате Мэн. Его появление вызвало почти немедленную гибель двустворчатых моллюсков. Затем, в 1974 году, исследования, выполненные биологами из отдела морских и прибрежных рыбных промыслов (штат Мэн), показали, что у многих из тех моллюсков, которые выжили после воздействия на них нефти, в гонаде возникают опухоли. Последние имеют злокачественную природу. Запрет на лов моллюсков в широком районе вокруг Сиерспорта все еще остается в силе.
На континентальном шельфе Новой Англии особую тревогу вызывает вопрос о будущей судьбе омаров. Чрезмерный вылов и гибель омаров в ловушках-привидениях ставит промысел омаров под удар, нефтяная же эпопея может покончить с ним вообще.
Недавние опыты показали, что, как это ни странно, омаров привлекают некоторые фракции нефти. Растворимые циклические соединения с ветвистой цепью (ЦСВ) и ароматические углеводороды привлекали омаров при концентрациях меньше чем 60 частей на миллиард частей воды. Омары в лабораторных резервуарах с жадностью поедали полоски бумаги, пропитанные керосином, который представляет собой смесь углеводородов, богатых ЦСВ. Дальнейшие наблюдения показали, что какие-то неидентифицированные компоненты одного из видов сырой нефти нарушают чувство обоняния омаров. Влияние загрязнений на поведение водных животных представляет собой новую область исследования, и ученые начинают понимать, что они делают лишь первые шаги в этом направлении. Придется выполнить еще много экспериментов с различными видами сырой нефти и разными ее фракциями, прежде чем можно будет точно предсказать, какое влияние оказывают на природные популяции утечки нефти и слив ее в море с судов. Однако похоже на то, что, пока исследования будут разворачиваться, нефтяная промышленность намного опередит их в своем воздействии на объект этих исследований.
Предполагаемый нефтеносный участок на банке Джорджес лежит в зоне, через которую проходит большая часть главных миграционных путей омаров от кромки шельфа к Лонг-Айленду (штат Коннектикут), Род-Айленду и заливу Массачусетс. Крупное месторождение нефти в этом районе потребует установки десятков платформ для обслуживания многочисленных буровых скважин. Мало-мальски крупная авария, если она произойдет, нанесет рыбным промыслам ущерб, размеры которого сейчас трудно предсказать, но даже обычные операции на нефтеносном участке могут нести в себе угрозу для мигрирующих омаров. Данные, полученные Береговой службой, указывают, что при максимальной эксплуатации крупного участка неизбежны небольшие утечки нефти, в результате которых в год теряется 378000 литров (100000 галлонов) нефти. Еще больше нефти может попасть в море за счет сепараторных установок, отделяющих нефть от воды. Содержание нефти в таких сливах зависит от количества морской воды, попавшей в нефть при подводном бурении.
Еще одним, потенциально гораздо более крупным источником загрязнения, связанного с морским нефтепромыслом, станет использование танкеров и барж для транспортировки нефти вместо нефтепровода. Обслуживающие крупное месторождение суда могут ежедневно сливать 8000 литров (2100 галлонов) водяного балласта в море.
Представьте себе мигрирующего омара, приближающегося к невидимой стене, высящейся над темным морским дном. Эта стена — неровная, разреженная химическая завеса длиной свыше 200 километров с торчащими через определенные промежутки буровыми вышками, напоминающими сторожевые башни на враждебной границе. Омары остановятся, направятся в другую сторону или же останутся, привлеченные запахом нефти. Смертельно отравленными окажутся лишь немногие из них, но под воздействием этого наркоза сотни тысяч животных могут остаться на месте, впервые в своей долгой истории не выполнив своей коллективной миссии на нерестилище. Даже короткая задержка может сорвать сложный ритм нереста, что роковым образом повлияет на численность личинок.
Никто не знает, откуда приходят новые рекруты, чтобы пополнить огромные популяции омаров на кромке шельфа. Джозеф Узманн из Национального управления морского рыбного хозяйства считает, что личинки, родившиеся на отмелях северной части банки Джорджес, возможно, служат главным источником пополнения запасов омаров на всей внешней части шельфа. Господствующие здесь течения стремятся направить малышей омаров длинной и широкой дугой через каньоны. Если на внешнем шельфе Новой Англии откроется нефтяной промысел, личинкам придется пробираться через тонкие пленки нефти, а может быть, и через крупные нефтяные пятна. Эти крошечные, дрейфующие на поверхности моря существа, вероятно, более чувствительны к нефти, чем взрослые, тяготеющие ко дну особи.
Развитие нефтепромыслов на банке Джорджес угрожает не только омарам. Обитающие на поверхности моря личинки таких рыб, как пикша и сельдь, чрезвычайно восприимчивы даже к тончайшим нефтяным пленкам. Хотя главные нерестилища этих рыб расположены около восточной оконечности банки, их личинки, так же как личинки омаров, находятся во власти течений. ЭВМ МТИ, предсказавшая направление дрейфа гипотетических нефтяных пленок, могла бы с такой же точностью проследить возможное движение скоплений личинок пикши относительно данного нефтяного месторождения. Хотя этого не было сделано, ясно, что направляющиеся на юг и запад течения будут часто выносить большую часть беспомощных личинок прямо в зону максимально ожидаемой добычи нефти.
Трудно объяснить, чем вызвано несерьезное отношение к утечкам нефти и постоянному загрязнению моря нефтью, проявившееся в исследованиях района банки Джорджес. То, что науке еще мало известно о долгосрочном действии нефти на экосистемы прибрежной полосы моря, никак не может служить оправданием для такого отношения. Даже Федеральный совет по качеству окружающей среды (СКС) в своем отчете за 1974 год отнес банку Джорджес к наиболее благополучным районам и первоочередным в отношении развития нефтепромысла. Вселяет надежду то обстоятельство, что обзор Национальной Академии наук, сделанный независимо от СКС, подверг его отчет резкой критике за пренебрежение к рыбным промыслам.
Голос разума тверд, но среди криков, отстаивающих сиюминутные экономические выгоды, он звучит тихо и его трудно услышать. Утверждениям нефтяных промышленников о полной безопасности операций по транспортировке нефти трудно верить после многочисленных случаев утечки нефти в 1974 и 1975 годах, в том числе и того, который, хотя и «никак не мог произойти», тем не менее произошел в пункте выгрузки в заливе Бантри, в Ирландии. Экономическая выгода, которую принесут несколько лет добычи нефти на банке Джорджес, несопоставима с последствиями этой добычи для рыбных промыслов, которые прекратятся на гораздо больший период времени, а может быть, и навсегда. Весьма вероятно, что спустя несколько лет после действительно тщательного изучения воздействия добычи нефти на прибрежные экосистемы и разработки действенных мер контроля над загрязнением ограниченный и безопасный нефтяной промысел на банке станет реальностью. А в настоящее время мы просто еще ничего не знаем. Мы знаем только, что, пока нефть остается в недрах, она не представляет опасности. Рыбные богатства в районе Новой Англии истощаются и могут погибнуть, но их можно было бы восстановить, если бы мощным целительным силам природы дали возможность действовать. Пока же их постепенно подавляют. По всей вероятности, следующее десятилетие будет иметь решающее значение для будущего окружающей среды на скрытом от глаз пространстве моря Новой Англии, а от того, как будут обстоять дела на шельфе Новой Англии, будет зависеть судьба остальных участков подводной окраины континента.
Атлантическая окраина континента. Умеренная зона
I. Великие долины моря
В своей книге «Край моря» Рейчел Карсон назвала береговую линию юго-восточных районов Соединенных Штатов «песчаным краем». Этот термин можно также применить к континентальному шельфу, тянущемуся от Нью-Йорка до Флориды. В северной части шельфа редко можно встретить камни, принесенные айсбергами. Дальше на юг попадаются россыпи ракушечника (конгломерат естественно сцементированных раковин), а на кромке шельфа лежат окаменелые рифы. Но этот микрорельеф теряется в песчаной пустыне, занимающей пространство в 150000 квадратных километров.
Профессионалы знают, что эта Атлантическая окраина континента в геологическом отношении достигла зрелого возраста или даже старости: вулканы больше не действуют, а землетрясения случаются редко. В отличие от Тихоокеанской окраины континента, восточное побережье Северной Америки расположено далеко от активных центров земной коры и районов столкновения тектонических плит Земли. Южнее Нью-Йорка история прибрежного моря очень мало отличается от истории района, расположенного севернее. В продолжение более 150 миллионов лет огромные бассейны, или впадины, как у берегов Новой Англии, так и у побережья Центральной Атлантики, медленно заполнялись отложениями. Однако территории, находящиеся в Центральной Атлантике, никогда не испытывали на себе огромный вес и воздействие плейстоценовых ледников.
В окраину континента входят зоны континентального шельфа и континентального склона (который начинается там, где уклон дна резко возрастает.) и континентальный подъем, где континентальный склон постепенно переходит в плоскую абиссальную равнину.[5] Для того чтобы рассмотреть шельфовую зону в географической перспективе, по-видимому, необходимо вкратце дать представление об окраине континента Северная Америка. События происходящие на отмелях окраин континентов, могут оказать пагубное влияние на гораздо более широкие пространства окружающей среды.
Глядя на карту скрытого под водой восточного края континента, легко убедиться в его огромной протяженности (все штаты восточного побережья и района Аппалачских гор могли бы поместиться на нем). Однако трудно представить себе распределение его глубин. Размеры печатной страницы как в научных, так и в популярных изданиях требуют нарушения пропорции горизонтального и вертикального масштабов при публикации карт континентального шельфа, из-за чего возникают искажения. Они особенно заметны в изображении континентального склона, который не похож на обрыв, как показано на картах, а очень медленно, почти незаметно опускается в глубь океана. Люди, развивавшиеся в течение долгого времени как наземные существа и лишь недавно научившиеся летать и погружаться в океан, только начинают постигать расположение и очертания этого огромного скрытого пространства.
Чтобы представить себе относительно точную картину окраины континента как отрезка суши, вообразите, что вы находитесь в самолете, постепенно спускающемся по направлению к посадочной полосе с высоты 4500 метров. Вначале самолет находится в таком же положении по отношению к земле, как объект на уровне моря по отношению к нижней части континентального подъема. Когда самолет садится, у пассажиров возникает иллюзия, что земля медленно поднимается им навстречу; для пассажиров корабля, находящегося в 300 километрах к востоку от мыса Гаттерас, эта иллюзия становится реальностью. Вот корабль входит в синие воды Саргассова моря, огромной массы теплой морской воды без сильных течений, образующей приповерхностный слой центральной части Северной Атлантики. Но если бы можно было увидеть нижнюю часть континентального подъема, то на открывшейся нам картине мы не могли бы разглядеть почти никаких деталей. С самолета, летящего на высоте 4,5 километра, предметы величиной с дом едва различимы.
С корабля же небольшие подводные холмы 10-50-метровой высоты, разбросанные тут и там в этом районе, показались бы крошечными точками, а самые крупные из живущих на большой глубине существ, например, полярные акулы, достигающие 10 метров в длину, — вероятно, вообще были бы не видны.
Представьте себе для наглядности какой-нибудь подводный телескоп, например акустическое устройство, позволяющее видеть сквозь мили воды в темноте. Как некоторые морские млекопитающие, видят" при помощи звука, так и человеку, смотрящему вниз с корабля, представился бы целый мир животных, висящих в пространстве: рыбы, креветки, кальмары и другие существа меньших размеров образуют в толще воды скопления, подобные облакам самой причудливой формы. Около дна изобилие жизни возрастает. На картине, увеличенной во много раз (которая сравнима с изображением, полученным глубоководной камерой), можно обнаружить как самих животных, так и признаки их существования. Хотя насыпи, следы и норки попадаются довольно редко, есть много других свидетельств присутствия разнообразных существ. Здесь представлены все главные систематические группы — от простейших и до рыб. В самом деле, сообщества, встречающиеся на дне глубокого моря, самые разнообразные из всех существующих на Земле.
Двигаясь по направлению к отдаленному берегу, корабль постепенно теряет «высоту», по мере того как дно, вначале очень медленно, поднимается ему навстречу. Средний уклон дна в этом районе равен только 1: 100, что составляет 10 метров на километр. Ныряльщик или пассажир подводной лодки, находящейся на дне в этом районе, не увидели бы этого склона. Однако теперь, держа курс на запад, корабль приближается к геологической формации, которая резко нарушает монотонность безмолвной, погруженной во мрак равнины.
Подводный каньон Гаттерас — самое заметное образование на континентальном подъеме и склоне в этом районе. Он простирается с северо-запада на юго-восток более чем на 250 километров. Его верховье, располагающееся в верхней части континентального склона, состоит из веерообразной сети далеко отстоящих друг от друга трещин, которые постепенно сходятся вместе и сливаются в один большой центральный канал. Корабль, находящийся над серединой континентального подъема, пересекает каньон, лежащий на глубине 3800 метров. Эхолот, измеряющий глубины дна, наносимые на навигационную карту, показывает, что в этом месте каньон представляет собой U-образную долину глубиной 50 метров и шириной 1000 метров, прорезанную в отлого опускающейся местности. Однако западнее, в верхних участках каньона, каналы в три или четыре раза глубже и уже, они похожи на настоящие ущелья с V-образным сечением и крутыми склонами.
Если посмотреть с высоты самолета вниз, жизнь на дне все еще будет незаметна. Однако где-то впереди, в огромной разветвленной системе верховий каньона Гаттерас, можно будет обнаружить мутьевой поток, спускающийся по одному из ущелий. На расстоянии такой поток был бы, вероятно, похож на движущееся вниз большое облако пыли. Подобно обвалам на суше, эти подводные мутьевые потоки возникают, когда со склонов верховьев каньонов обрушиваются накопившиеся здесь осадочные отложения.
Считают, что мутьевые потоки вместе с эрозией, вызываемой естественным течением воды, играют главную роль в образовании и сохранении подводной системы каньонов. По мнению некоторых геологов, новые подводные каньоны образуются низвергающимися массами отложений, доставляемых к наружной части континентального шельфа реками в периоды понижений уровня моря.
Приближаясь примерно к нижней границе континентального склона, которая проходит на глубине 2000 метров, мы вступаем в поверхностные воды Гольфстрима. Только неуловимые изменения в химии воды и ее плотности отличают эту область от западной части Саргассова моря, которое мы только что покинули. Но если бы нам вздумалось бросить здесь якорь, Гольфстрим немедленно дал бы о себе знать, так как он мчался бы под неподвижным кораблем со скоростью семи или восьми километров в час, оставляя за собой пенящийся след в северо-восточном направлении.
Главным истоком этого большого океанского течения служит не Мексиканский залив, как считали картографы в XIX веке, а воды западной части Карибского моря, ниже Юкатанского пролива. К тому времени, когда течение поворачивает на север и на восток и проходит между Кубой и Флоридой, оно становится очень мощным. Однако свою наибольшую скорость и силу Гольфстрим проявляет, достигнув восточного побережья Северной Америки. В узком Флоридском проливе он течет со скоростью почти 11 километров в час (6 узлов). Это самая большая скорость, известная для течений в открытом море. Гольфстрим размывает дно в этом районе, препятствует образованию отложений и переваливает через гребень узкого шельфа Флориды.
Воздушные путешественники, приближаясь к Майами или к Форт-Лодердейлу со стороны моря, могут видеть, как четко отграничивается глубокая кобальтовая синь Гольфстрима от мутно-зеленой прибрежной воды. С высоты полета реактивного самолета кажется, что течение здесь проходит невероятно близко от берега. На самом же деле это расстояние составляет 2–3 километра, а иногда и более.
Люди, с их вечной склонностью все измерять сухопутными мерками, забывают, что „реки" в море не идут ни в какое сравнение даже с такими реками, как Миссисипи или Амазонка, имеющими глубину лишь несколько десятков метров. Один только Гольфстрим переносит воды в сто раз больше, чем все реки на Земле. У юго-восточной части Соединенных Штатов это течение достигает в глубину более километра, заполняя огромную невидимую водную долину, достигающую в ширину более 8 километров. Оно соприкасается с районами, которые все еще известны человеку меньше, чем Луна.
Дно континентального склона у мыса Гаттерас намного более неровное, чем на глубоководных пространствах, лежащих далее к востоку. Размытые каналы, остатки огромных подводных оползней и выходы скальной породы — обычный для этого места рельеф. Крутизна склона теперь заметно увеличивается, уклон здесь составляет 1: 10 и 1: 20. Сам склон расположен в нескольких сотнях метров под днищем корабля. С самолета, летящего на такой высоте, мы смогли бы увидеть даже крупную рыбу, плывущую у дна. Однако по мере того как мы приближаемся к границе шельфа и склона, раскинутая во все стороны веерообразная система притоков каньона Гаттерас исчезает из поля зрения. Теперь заметны лишь несколько ближайших каналов.
На большинстве подходов к континенту граница между шельфом и континентальным склоном представляет собой узкую зону с резко возрастающим уклоном дна. Однако около внешней кромки шельфа в районе штата Северная Каролина, на глубине 110 метров, находится своеобразный известняковый риф, который изгибается к югу и исчезает недалеко от южной части Флориды. Этот риф возник во время последнего ледникового периода, когда уровень моря был ниже. Его своеобразие состоит в том, что он образован не из кораллов, а из известковых водорослей. Это означает, что в прежние времена около границы шельф — склон море было относительно прохладным и неглубоким.
Теперь роли изменились: окаменевший риф, оказавшийся на слишком большой глубине, чтобы на нем в сколько-нибудь значительных количествах могли расти водоросли, лежит у внутреннего края Гольфстрима, а яркие кораллы Карибского моря (хотя и не рифообразующего типа) украшают фестонами бывшую скалу, имеющую растительное происхождение. Экзотические тропические рыбы, моллюски, морские звезды и многие другие существа обосновались здесь, в сотнях километров севернее их обычных пастбищ. Большинство из них попали сюда из Карибского моря с водами Гольфстрима и случайно наткнулись на этот плацдарм на шельфе прежде, чем теплое течение поворачивает на восток и вливается в глубокие воды Северной Атлантики.
Риф посещается также и более крупными и независимыми животными. Дельфины и киты, должно быть, хорошо знают его извилистую трассу, пролегающую вдоль наружной части шельфа, а морские черепахи, вероятно, пасутся в его тенистых гротах, время от времени поднимаясь на лазурную поверхность моря, чтобы подышать и поклевать португальских корабликов.[6]
Недалеко от того места, где начинается суша, есть еще одно геологическое образование. Расположенная параллельно внешнему рифу и приблизительно соответствуя ему по рельефу, простирается цепь низких барьерных островов и дюн, которые образуют нынешнюю внутреннюю границу континентального шельфа между Нью-Йорком и Флоридой. Контуры дюн более изменчивы, чем рифа и их много. Остатки параллельных цепочек некогда береговых дюн были обнаружены как на теперешнем шельфе, так и на материке, далеко от сегодняшней береговой черты. Во время медленных, осуществлявшихся на протяжении геологических эпох колебаний уровня моря эта песчаная равнина с небольшим уклоном и со слегка приподнятыми краями и являлась континентальным шельфом. Нынешняя прибрежная равнина, представляющая собой значительную часть некогда существовавшего и будущего шельфа Центральной Атлантики, уже разграблена человеком, который со времен сэра Уолтера Рейли последовательно осуществлял замыслы, направленные против природы. Теперь начинается вторжение на внешнюю часть шельфа. Оно будет быстрым, массированным и, по всей вероятности, катастрофическим, ибо на долю подводной среды выпало гораздо меньше понимания, чем его проявили по отношению к территории, расположенной за барьерными дюнами.
Внешний вид песчаного шельфа создает обманчивое впечатление полного однообразия. Но даже состав песка сильно меняется в зависимости от места. Количество углекислого кальция, биогенного материала, содержащегося в песке, увеличивается в районе Центральной Атлантики с севера на юг. К югу от Нью-Йорка количество отложений из ракушечника на шельфе увеличивается очень постепенно, но у мыса Гаттерас наблюдается резкий скачок. Вдоль побережья Флориды количество этих отложений снова возрастает постепенно. И наконец, у Майами песок состоит почти исключительно из известковых скелетов морских организмов, начиная от кораллоподобных водорослей и кончая двустворчатыми моллюсками. Там, где у дна проходят сильные течения, на нем остаются только крупные куски ракушечника, а тонкий песок уносится течением. Под более спокойными водами может накапливаться мелкий белый песок. В отличие от темно-желтого песка, который покрывает дно северного шельфа, этот полутропический песок, когда его рассматривают под микроскопом, оказывается состоящим из остатков некогда живых существ. Увеличенная до таких же размеров, щепотка песка из Нью-Джерси выглядит как коллекция безжизненных, неодинаково истертых камешков.
В приустьевых районах больших рек, многие из которых ныне уже не существуют, так как они слились с другими или промыли новые пути к морю, образовались разбросанные скопления необычного песка. Здесь, вероятно в период понижения уровня моря, в большом количестве скапливались тяжелые минералы, наподобие поверхностных золотых россыпей на континентальном шельфе. Эти пески обычно окрашены в темные тона — зеленый, пурпурный и черный. Содержание в них таких металлов, как титан и никель, достаточно высокое и может представить коммерческий интерес. Геологи университета Дьюка открыли богатое месторождение гранулированного фосфорита в нескольких километрах от устья реки Кейп-Фир на шельфе Северной Каролины. Фосфорит — ценное сырье для производства удобрений, и компании, связанные с горной промышленностью, проявили интерес к дальнейшим изысканиям в этом районе.
Присутствие этих песков никоим образом не связано с загрязнением. Их накопление было естественным процессом, вызванным выветриванием материковых пород, обломки которых реками уносились в море. Металлы, являющиеся серьезными загрязнителями в чистом виде, становятся безвредными, входя в состав минералов, так как они упрятаны в инертные химические соединения, практически нерастворимые в воде. Если, однако, начнется добыча и обработка минеральных песков, что повлечет за собой нарушение целостности дна и сброс в море отходов и побочных продуктов процесса обогащения минералов, природной среде шельфа в этом районе будет нанесен серьезный ущерб. Вместе с развитием нефтепромыслов разработка шельфовых песков явится первым крупным вторжением человека в подводные пределы района Центральной Атлантики. Промышленная эксплуатация шельфа приобретает такие темпы и размах, что вся предыдущая деятельность человека на шельфе кажется просто детской игрой. Постоянные портовые причалы и атомные электростанции на морском побережье уже существуют в чертежах; предполагается строительство плавучих аэропортов и даже городов. Вся эта лавина разработок приведет к тому, что коренные обитатели подводных пустынь, как это водится, сначала получат благочестивые напутствия, а затем с ними быстро разделаются.
II. Между песком и небом
Способы использования пространства и других условий окружающей среды жителями континентального шельфа отличаются удивительным разнообразием. Многие из них, выйдя из личиночного состояния и осев на одном месте, передвигаются на расстояния, измеряемые метрами и даже сантиметрами. Многие, превратившись во взрослых особей, вообще не передвигаются, оставшись навсегда прикрепленными к твердому субстрату. В то же время есть и такие существа, которые всю свою жизнь проявляют охоту к перемене мест. Но и они остаются в каких-то определенных границах и, как правило, предпочитают селиться в пределах континентального шельфа. Четкое разграничение зон морского „климата", обусловленное господствующими течениями на континентальном шельфе, — характерная черта вод Атлантического побережья Северной Америки. Эти зоны называются биогеографическими, что подразумевает пространственную организацию жизни. Местоположения этих зон жизни определяются главным образом очертаниями береговой линии, от которой в большой степени зависит направление прибрежных течений.
В водах, омывающих восточное побережье Соединенных Штатов, лежат три большие биогеографические зоны, или провинции, отделенные друг от друга тремя песчаными отмелями: полуостров Кейп-Код, мыс Гаттерас и мыс Канаверал (известный также под названием мыс Кеннеди). На севере полуостров Кейп-Код встает на пути холодного Лабрадорского течения 60-километровым барьером, заставляя его отклоняться от берега. Различие в морской флоре и фауне к северу и югу от мыса особенно заметно на внутренней части шельфа. Для многих бореальных[7] и арктических организмов северное побережье мыса служит южной границей распространения, а животные из теплых вод Атлантики достигают его южного берега. По мнению экологов, четкость этой границы можно объяснить распределением температур воды в летний сезон. Летом разница в температуре океанской воды к северу и югу от мыса составляет не меньше 5 °C, и, по-видимому, от этого зависит, какой зоне отдадут предпочтение те или другие виды организмов, от водорослей и до рыб.
У мыса Гаттерас это явление повторяется. Район возле этого мыса, известный как «Кладбище Атлантики» из-за опасной судоходной обстановки, представляет собой зону резких контрастов, в которой три потока морской воды соперничают за господство на шельфе. Как-то странно представить огромные массы воды, которые текут вместе, но при этом сохраняют свою самостоятельность, образно говоря, пробивая себе головой дорогу через широкие фронты, перемещающиеся вперед и назад вдоль побережья; однако именно так все и происходит. Из-за разницы в температуре, солености и ряда других физических свойств вода смешивается медленно. В районе мыса Гаттерас Вирджинское прибрежное течение, идущее с севера, встречает более теплую и соленую воду Каролинского шельфа. Оба эти потока наталкиваются на тропическую, очень соленую воду Гольфстрима, который в некоторых местах удален от берега всего на несколько десятков километров.
Обычно и Вирджинское течение, и Гольфстрим отклоняются к морю клином песчаных отмелей, простирающихся далеко в море. Однако иногда сильные северо-восточные ветры отжимают Вирджинские воды к югу от мыса. В этих случаях говорят, что так называемый Гаттерасский барьер сломался. Такие „поломки" случаются чаще всего поздней осенью и зимой, а обнаружить их можно позже, благодаря интересному биологическому явлению. Северные планктонные личинки, например съедобной мидии, появляются намного южнее естественных мест их обитания. Они оседают и растут в заливах и бухтах Северной Каролины на всем пути до Кейп-Фир, но когда наступает лето, вода становится невыносимо теплой для северных иммигрантов, и их популяции полностью погибают.
Правда, за десять тысяч летних месяцев эволюции у каких-нибудь мидий могла возникнуть некая полезная мутация, позволившая им выжить; возможно, это был жизненно важный фермент, устойчивый к высоким температурам. Вполне могло случиться, что во время ледникового периода имело место общее распространение холодноводных организмов на юг. Затем первоначальный климат медленно, на протяжении нескольких веков, восстанавливался, что, возможно, способствовало постепенному появлению приспособленных форм. Адаптации такого типа могли возникать быстрее у микроорганизмов, например у бактерий, многие из которых дают новые поколения с потенциально благоприятными мутациями и адаптивными признаками каждые 20 минут. Конечно, подобные продвижения, освоение новых ареалов организмами-первопроходцами происходят в обоих направлениях. Тропические животные непрерывно заходят далеко на север, вплоть до мыса Гаттерас, где они поселяются главным образом на внешнем крае шельфа.
Подавляющее большинство тропических морских форм обитает в более южных водах. На Атлантическом побережье Флориды наблюдается переход от чисто тропических сообществ в сообществам, предпочитающим умеренные климатические условия. По непонятным причинам, мыс Канаверал является серьезным препятствием для распространения многочисленных видов прибрежных водорослей, тогда как расселение животных вдоль узкого песчаного шельфа в этом районе ограничивается не так сильно.
Хотя мы привыкли думать о песке как об относительно стерильной биологической среде, для континентального шельфа такое представление совершенно не подходит. Самые маленькие среди донных животных, однако более крупные, чем бактерии, которыми они часто питаются, относятся к так называемой интерстициальной фауне. В эту группу входят многочисленные виды простейших, проворные брюхоресничные черви, медленно движущиеся тихоходки, или водяные медведи, и свободноживущие нематоды, или круглые черви. Биологи мало что знают о жизни этих существ, если не считать знания их строения. В большинстве случаев эти организмы не родственны между собой и непохожи друг на друга, за исключением того, что все они имеют крохотные размеры и живут в столь необычном месте, каким являются узкие щели между песчинками. В некоторых районах эти интерстициальные животные встречаются в огромных количествах и очень разнообразны; их поселения порой занимают несколько кубических сантиметров песка. Понятно, что экологи заинтригованы динамикой этих лиллипутских сообществ.
Хотя жизнь псаммофильных организмов[8] скоротечна, тем не менее она продуктивна, так как эти животные обеспечивают запас пищи для некоторых более крупных обитателей песка, без разбора поглощающих все, что попадется. Они переваривают органическое содержимое, оставляя минеральные крупинки, чисто промытые мощными пищеварительными соками.
Обитателей шельфа, поселяющихся в песчаном грунте и большую часть времени остающихся скрытыми под поверхностью дна, относят к инфауне. Организмы, живущие на поверхности песка, составляют эпифауну. Для некоторых групп животных, например для червей, строящих трубчатые домики, характерны оба способа существования. Некоторые виды этих червей живут в толще песка; другие же прикрепляют свои трубки к камням или раковинам моллюсков, выступающим над поверхностью дна. Многие из этих червей строят свои домики непосредственно из песка, и если рассматривать эти трубки через увеличительное стекло, они выглядят, как замечательные произведения искусства природы.
В процессе своей работы черви выбирают отдельные песчинки. Конечно, человеку, наблюдающему за ними, не дано проникнуть в тайну того, какими критериями руководствуются черви в этом отборе, но, по-видимому, важное значение имеют для них величина и, возможно, структура песчинок. Клейкие выделения кожных желез цементируют песчинки, и вся постройка принимает вид контуров тела животного. А если рассматривать все это под большим увеличением, взору представляются красивые, иногда просто поразительные формы, похожие на детали современной архитектуры, мозаичные конструкции, способность которых к функционированию может сохраняться сотни миллионов лет.
Другие черви блуждают по слабо укрепленным ходам довольно глубоко под поверхностью. Интенсивное питание, сопровождающееся заглатыванием песка в одном месте, приводит к тому, что на поверхности образуется небольшое кратерообразное углубление. На противоположном конце норки, там, где происходит выброс фекалиев, имеющих вид плотных песчаных трубок, вырастает миниатюрный вулкан. Шахтеры, живущие глубоко в песке, содержат его в состоянии биологического беспорядка. Разрыхляя верхний слой пород, устилающих дно континентального шельфа, они возвращают питательные вещества на поверхность, улучшая тем самым условия существования организмов, живущих в этом слое.
В песке находят себе приют и как бы добавление к полученной от природы броне, защищающей их от назойливо любопытных челюстей и клешней, двустворчатые моллюски — сердцевидки и их родственники. Большинство двустворчатых моллюсков — животные-фильтраторы. Две мясистые трубки, называемые сифонами, отходят от заднего конца тела заключенного в раковину животного и достигают поверхности песка. Морская вода засасывается в один из сифонов; в мантийной полости моллюска струя, несущая планктон и разнообразные съедобные частички, фильтруется через сетчатые жабры. На поверхности жабер происходит замечательный процесс сортировки пищи, во время которого частички пищи отбираются или отбрасываются в зависимости от размеров. При помощи миллионов быстро бьющих крохотных волосков-ресничек кусочки пищи проталкиваются вперед к ротовому отверстию. Животное отдает предпочтение небольшим частичкам. Более грубый материал направляется назад и из мантийной полости выбрасывается наружу. После того как начальный поток воды прошел через жабры-фильтры, он изливается наружу через второй сифон. Таким образом, зарывшееся животное пропускает через себя непрерывную струю из невидимого ему моря. Подобная система служит и другим животным, удел которых — весь свой век рыться в грунте, в том числе многим червям и ракообразным. Кроме пищи, циркулирующая вода несет с собой жизненно необходимый кислород и уносит продукты обмена.
Двустворчатые моллюски ведут двойную жизнь. Подобно многим другим оседлым донным существам, у большинства двустворчатых планктонные личинки обитают в толще воды. Размером с самую маленькую, едва различимую невооруженным глазом песчинку берегового песка, личинки похожи на крохотных моллюсков, только с одной поразительной разницей: они плавают при помощи уникального эмбрионального органа — паруса-велюма, представляющего собой лопастевидный вырост в форме зонтика. В действии он выглядит как цевочное колесо или несущий винт вертолета, хотя это только кажется, что парус крутится. Личинки плавают за счет быстрого биения ресничек, расположенных по краю паруса. Более того, когда личинка, которую зовут велигер или парусник, движется в воде, парус служит ей для питания. Он ловит и сортирует частички пищи, наподобие того, как это делают жабры взрослого моллюска.
Имя врагам велигеров легион. Маленькие личиночные раковинки легко раздавливаются более крупными противниками или растворяются под действием их пищеварительных соков. Однако самое опасное время наступает, когда велигеры поселяются на дне, где они подвергаются превращению и становятся взрослыми. Велюм дегенерирует и отпадает, и слабо подвижная молодь моллюсков должна искать укрытия от хищников, теперь сконцентрированных в почти двумерном пространстве. Чаще всего спрятаться совершенно негде, кроме как между песчинками. Из миллиона яиц, откладываемых в среднем самкой моллюска, в первый год жизни выживает, может быть, только десяток. Однако уцелевшие растут очень быстро, а у более крупных особей гораздо больше шансов выжить. Они просто становятся слишком большими для многих любителей полакомиться нежным мясом молоди моллюсков. Тем не менее некоторые хищники сохраняют вкус к моллюскам, пока те не достигают промысловых размеров. Часто создается впечатление, что вездесущие двустворчатые, наряду с червями, представляют собой "фирменное блюдо" бентичсских пищевых цепей.
Очень подвижные и хищные обитатели песка открытого шельфа представлены роющими, плавающими, ползающими и прыгающими формами. Крупные брюхоногие моллюски, чаще всего из рода
Скользящие, ползающие и прыгающие существа, скитающиеся по поверхности песка, имеют разнообразные формы и размеры. В число скользящих входят морские звезды, а также быстрые крабы, которые полубе-гают-полуплавают по дну. Быстрота — общее свойство, присущее всем членам этой группы. Даже морские звезды, обитающие здесь, быстро скользят по дну и выглядят лихачами по сравнению с их медлительными, льнущими к скалам родственниками на севере.
Среди сталкеров[9] в умеренной зоне Атлантического шельфа встречается рак-богомол
Гидробиологи относят все многочисленные виды раков-богомолов к двум группам, различающимся но способу охоты, — «копьеметателям» и «крушителям». «Копьеметатели» хватают свою жертву, обладающую чаще всего мягкими покровами, выбрасывая вперед упоминавшиеся выше зазубренные пальцы передних конечностей, каждый из которых вооружен твердым копьевидным зубцом. У некоторых видов скорость, с которой наносится удар по жертве, достигает 1000 метров в секунду. Это один из примеров наивысшей скорости движения, на которую способны животные. Крупный «копьеметатель» способен пронзить своим копьем палец человека и поймать и съесть рыбу длиной до 11 сантиметров.
У «крушителей» членик передней конечности, следующий за пальцем, увеличен в размерах и одет очень мощным панцирем. Сила ударов, которые могут нанести с помощью этих члеников более крупные особи, равна пробойной силе пули небольшого калибра. Был случай, когда раки пробили аквариум, сделанный из двухслойного небьющегося стекла. Одним ударом они могут раздробить раковину моллюска средней величины. Некоторые крушители нападают на крабов. Рак-богомол обычно подкрадывается к своим собратьям-ракообразным сзади и наносит первый оглушающий удар. Затем он разбивает обе клешни краба и только после этого тащит свою жертву к песчаной норке среди скал.
Для раков-богомолов и других затаивающихся хищников, например камбал или осьминогов, чьи логовища чаще всего встречаются среди совершенно голых скал или в обломках кораблей, быстрота реакции и скорость движения являются факторами, от которых зависит их судьба. Большинство этих животных, чья роль ежеминутно меняется — то они охотятся, то охотятся за ними, — обладают и другими полезными приспособлениями, например способностью быстро менять цвет или почти мгновенно зарываться в грунт. Несмотря на то, что в этой среде, как кажется, жизнь полна риска, голую и ровную поверхность песка драпирует сплошная живая ткань, сотканная из невидимых нитей.
Над песком скитаются самые крупные и быстрые жители континентального шельфа. Больше всего здесь рыб, хотя по временам здесь встречаются и кальмары, морские черепахи, млекопитающие и птицы. В пределах этого обширного мира, полного движения в отличие от статичности мира, расположенного под — поверхностью дна, животные подпадают под обычные иерархические категории жертвы и хищников. Самые уязвимые живут в поверхностных слоях моря и часто объединяются в группы, по-видимому для защиты. В умеренной зоне Атлантического шельфа одним из самых характерных животных такого рода является менхаден (Brevoortia tyrannus), рыба, образующая огромные косяки и предоставляющая пищу для миллионов других, в том числе и для человека.
При рождении косяк менхаденов — это всего лишь заявка на будущее, своего рода неясный призрак, оставленный родителями на нерестилище. Это плотная масса мельчайших дрейфующих икринок, затерянных в водах средней части шельфа. За несколько часов волны рассеивают икринки на площади в несколько квадратных километров, и через два дня из них выводятся личинки. Последние самостоятельно проделывают свой путь к эстуариям вдоль центрального и юго-восточного побережий США.
Личинки из первой волны нереста (в октябре) достигают прибрежной полосы поздней осенью. За ними следуют все новые и новые волны, особенно в районах южнее мыса Гаттерас, где нерест может продолжаться даже весной. Если море у берегов все еще теплое, личинки входят в эстуарии. Некоторые из них могут быть очень велики (Чесапикский залив и залив Далавэр), другие же, как, например, расположенные между внешними банками мыса Каролина и островами у побережья штата Джорджия, занимают небольшую площадь. В холодную погоду вода в мелких верхних участках эстуариев охлаждается и иногда даже замерзает. В подобных случаях личинки менхадена проводят зиму в сравнительно теплой прибрежной воде, возле бухт. В холодной воде человеческая кожа не ощущает разницы температуры в два-три градуса, но для холоднокровных организмов такая разница может означать жизнь или смерть.
Поделиться книгой: